基于555的報警電路

1、綜合實驗報告2014-2015學(xué)年第二學(xué)期綜合實驗名稱 印刷電路板設(shè)計與制作綜合實驗_院 （系）_ 電子信息學(xué)院 _ _ 專 業(yè) 電子信息工程 班級 BX1207 學(xué)生姓名 學(xué)號 綜合實驗時間 2015-6-292015-7-3 指導(dǎo)老師 提交時間 2015-7-3 目錄一、綜合實驗?zāi)康?二、綜合實驗要求21.印刷電路板課題電路的原理圖及PCB的繪制22.實驗的基本要求2三、綜合實驗環(huán)境2四、綜合實驗內(nèi)容31.用protel設(shè)計基于555的報警電路，并產(chǎn)生PCB文件32.用線路板刻制機(jī)對覆銅板進(jìn)行鉆孔、底板雕刻、割邊83.電路測試方案確定9五、收獲和體會10一、綜合實驗?zāi)康挠≈齐娐钒逶O(shè)計與制作

2、綜合實驗是電子信息類專業(yè)實踐課程之一，通過印制電路板設(shè)計與制作實驗，使學(xué)生熟悉印制電路板設(shè)計與制作的流程，了解電子元器件的功能、參數(shù)、外型、特征、及其應(yīng)用，掌握印制電路板設(shè)計與制作的基本知識和操作技能，增加學(xué)生對本專業(yè)的認(rèn)識，培養(yǎng)其專業(yè)興趣。二、綜合實驗要求1.印刷電路板課題電路的原理圖及PCB的繪制課題電路可選：1. 基于555的門鈴電路2. 基于555的報警電路3. 分立元件的鬧鐘電路4. 儀表放大器電路5. 助聽器放大電路6. 直流可調(diào)穩(wěn)壓電源電路7. 信號發(fā)生器電路8. 電容式接近開關(guān)電路內(nèi)容包括：（1）protel軟件設(shè)計給定課題電路，繪制電路原理圖。（2）在Protel設(shè)計環(huán)境中通

3、過原理圖與網(wǎng)表導(dǎo)出PCB圖，并進(jìn)行合理的布局與布線。（3）導(dǎo)出PCB的制造文件并利用線路板刻制機(jī)對覆銅板進(jìn)行鉆孔、雕刻、割邊。（4）根據(jù)實驗要求，寫出實驗報告。2.實驗的基本要求（1）熟練運(yùn)用protel軟件，能完成課題電路的CAD設(shè)計；（2）熟練運(yùn)用線路板刻制機(jī)，實現(xiàn)由線路文件自動、快速、精確地制作印刷線路板；（3）熟悉印制電路板設(shè)計與制作的流程；（4）掌握印制電路板設(shè)計與制作的基本知識和操作技能。三、綜合實驗環(huán)境技術(shù)中心904機(jī)房（預(yù)裝Protel99軟件）技術(shù)中心407（配有pcb刻板機(jī)，萬用表，pc等）四、綜合實驗內(nèi)容 1.用protel設(shè)計基于555的報警電路，并產(chǎn)生PCB文件電路由

4、兩個555多諧振蕩器組成，第一個振蕩器的振蕩頻率為12Hz時，第二個振蕩器的振蕩頻率為1000Hz。將第一個振蕩器的輸出(3腳)接到第二個振蕩器的復(fù)位端(4腳)。在輸出高電平時，第二個振蕩器振蕩;輸出低電平時，第二個振蕩器停振。這樣，蜂鳴器將發(fā)出間隙聲響。 電路圖555 定時器是一種模擬和數(shù)字功能相結(jié)合的中規(guī)模集成器件。一般用雙極性工藝制作的稱為 555，用 CMOS 工藝制作的稱為 7555，除單定時器外，還有對應(yīng)的雙定時器 556/7556。555 定時器的電源電壓范圍寬，可在 4.5V16V 工作，7555 可在 318V 工作，輸出驅(qū)動電流約為 200mA，因而其輸出可與 TTL、CM

5、OS 或者模擬電路電平兼容。它的各個引腳功能如下：1腳：GND源負(fù)端VSS或接地，一般情況下接地。2腳：TRI低觸發(fā)端。3腳：OUT輸出端。4腳：RST是直接清零端。當(dāng)R端接低電平，則時基電路不工作，此時不論TR、TH處于何電平，時基電路輸出為“0”，該端不用時應(yīng)接高電平。5腳：COM為控制電壓端。若此端外接電壓，則可改變內(nèi)部兩個比較器的基準(zhǔn)電壓，當(dāng)該端不用時，應(yīng)將該端串入一只0.01F電容接地，以防引入干擾。6腳：THR高觸發(fā)端。7腳：DIS放電端。該端與放電管集電極相連，用做定時器時電容的放電。555定時器原理圖繪制：對較簡單的電路（一般元件數(shù)少于3050個）可采用繪單線不交叉圖的方法設(shè)計

6、印制板。這種方法簡單易學(xué)且不易出錯，特別適合初學(xué)者和非專業(yè)設(shè)計人員。具體步驟如下：（1）將原理圖中應(yīng)放置于板上的電路元器件根據(jù)信號流向或排版方向依次畫到板面上，集成電路要畫封裝引腳圖。（2）按原理圖將各元器件引腳連接，對導(dǎo)線交叉處可用兩種方法避免交叉。（1）利用元器件中間跨越。（2）用跨接線跨越（同一板上跨接線長度盡可能歸為一種或兩三種。跨接線盡可能短、盡可能少）。對于可用單面加少量跨接線布通的電路，盡量選用單面板布線，只有電路較復(fù)雜才用雙面板。顯然雙面板要容易，因為可以利用板子另一面印制導(dǎo)線做跨越。（3）調(diào)整元器件位置和方向，使跨接線最少，連接最簡潔。（4）重新畫不交叉圖，如圖3所示。簡單的

7、圖，經(jīng)過（1）（4）步驟可得到較好的結(jié)果，復(fù)雜一些的（3）（4）可能反復(fù)一次，甚至反復(fù)若干次才獲得比較好的效果。 仿真圖產(chǎn)生PCB文件：1原理圖輸入使用 Sch 繪制電路圖。確定元件排列沒有問題、定義元件封裝 (Footprint)，最后通過程序所提供的 ERC 檢查。2生成網(wǎng)絡(luò)表利用 Sch 所提供的 Create Net list 功能產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)表（圖6），同時也結(jié)束了 Sch 的任務(wù)。3確定板面（畫邊框）進(jìn)入 PCB 編輯器，首先定義版框，也就是板子的大小與形狀?？衫贸绦蛱峁┑陌婵蛳?qū)В驅(qū)?dāng)前工作層切換到為禁止布線區(qū)（KeepOut Layer 版層），以 Place Track (

8、放置線段) 命令，自行繪制版框。4加載網(wǎng)絡(luò)表及裝入元件網(wǎng)絡(luò)表（或電路圖）如有錯誤，或接口上的問題，也在此階段中出現(xiàn)。而產(chǎn)生錯誤時，也可以根據(jù)錯誤所在，回到 Sch 修改電路圖，重頭再來。這一步是非常重要的一個環(huán)節(jié)，網(wǎng)絡(luò)表是PCB自動布線的靈魂，也是原理圖設(shè)計與印刷電路板設(shè)計的接口，只有將網(wǎng)絡(luò)表裝入后，才能進(jìn)行電路板的布線。Design/Netlist.命令，按 Browser 按鈕進(jìn)入搜尋所要裝入的網(wǎng)表文件，然后按 OK 按鈕。裝入網(wǎng)表后，電擊 Execute 按鈕，程序進(jìn)行加載元件 5零件布局裝入的元件堆在一起，緊接著是把元件搬開。激活ToolsAuto place 命令，出現(xiàn)元件自動布局對

9、話框。然后，單擊OK按鈕。出現(xiàn)布局圖。雖然已經(jīng)實現(xiàn)子元件的分離，但并不能滿足實際要求。因此，還可以對分離好的元件進(jìn)行手工布局，拖曳元件并配合按空格鍵改變元件方向重新調(diào)整元件的布局6設(shè)置布線環(huán)境 顯示層面的設(shè)置（激活Design Options命令）7設(shè)置布線規(guī)則定義規(guī)則、自動布線設(shè)定（激活 Design Rules 命令，進(jìn)入以下對話框）（1）定義安全間距(Clearance Constraint)1mm（2）設(shè)置布線拐角模式(Routing Corners)45度（3）設(shè)置布線工作層面(Routing Layers) 僅用Bottom Layer （選 Any 其余選 Not Used ）（

10、4）布線優(yōu)先權(quán)(Routing Priority) （5）過孔形式(Routing Via Style) （6）布線線寬(Width Constraint)0.5mm8執(zhí)行自動布線PCB 的自動布線功能相當(dāng)強(qiáng)大，只要參數(shù)設(shè)置合理，元件布局妥當(dāng), 系統(tǒng)自動布線的成功率幾乎是100%。選擇“Auto Route”“All”命令，進(jìn)行全局自動布線。單擊“All”按鈕后，程序便按照上面設(shè)置的布線規(guī)則進(jìn)行自動布線9調(diào)整布線 （即整理一些不太規(guī)則的布線） 布線成功不等于布線合理，有時候會發(fā)現(xiàn)自動布線導(dǎo)線拐彎太多等問題，必須還要進(jìn)行手工調(diào)整。10保存文件 在設(shè)計過程中要隨時保存文件，以免出現(xiàn)意外導(dǎo)致設(shè)計工作

11、丟失。 11打印文件 最后可以打印印刷電路板設(shè)計結(jié)果，可以單層打印也可以多層一起打印。2.用線路板刻制機(jī)對覆銅板進(jìn)行鉆孔、底板雕刻、割邊描圖蝕刻法（1）按照電路板的設(shè)計尺寸，裁下一定規(guī)格的單面敷銅板，并用細(xì)砂紙將敷銅打光。（2）按照11的比例，在敷銅板上用復(fù)印紙描好印刷底板圖。（3）將漆片（即蟲膠，化工原料店有售）一份，溶于三份無水酒精中，并適當(dāng)攪拌，待其全部溶解后，滴上幾滴醫(yī)用紫藥水（龍膽紫），使其呈現(xiàn)一定的顏色，攪拌均勻后，即可作為保護(hù)漆用來描繪電路板線條。采用繪圖儀器中的鴨嘴筆（或圓規(guī)上用來畫圖形的墨水鴨嘴筆），進(jìn)行描繪，鴨嘴筆上有調(diào)整筆劃粗細(xì)的螺母，筆劃粗細(xì)可調(diào)，并可借用直尺、三角尺描

12、繪出很細(xì)的直線，且描繪出的線條光滑、均勻，無邊緣鋸齒，給人以順暢、流利的感覺。繪制電路板線條亦可用油性記號筆直接在敷銅板上描繪。（4） 將三氯化鐵溶于溫水中（用塑料器具）將涼干描好印刷底板圖的敷銅板放入三氯化鐵溶液中，待電路板腐蝕完畢后，放入清水中清洗干凈后拿出待用。在腐蝕過程中，應(yīng)注意水溫，并經(jīng)常攪動電路板，以加速化學(xué)反應(yīng)的速度。（5）電路板腐蝕好后，去漆也很方便，用棉球蘸上無水酒精，就可以將保護(hù)漆擦掉，略一晾干，就可隨之涂上松香水使用。（6）在做記號的元件插孔處鉆孔。打孔時注意鉆床轉(zhuǎn)速應(yīng)取高速，鉆頭應(yīng)刃鋒利。進(jìn)刀不宜過快，以免將銅箔擠出。清除孔中毛刺時用稍大的鉆頭手工倒角，不要用砂皮紙。2

13、轉(zhuǎn)印法熱轉(zhuǎn)印法的關(guān)鍵是熱轉(zhuǎn)印紙和熱轉(zhuǎn)印機(jī)，它利用激光打印機(jī)先將圖形打印到熱轉(zhuǎn)印紙上，再通過熱轉(zhuǎn)印機(jī)將圖形“轉(zhuǎn)印”到敷銅板上，形成由墨粉組成的抗腐蝕圖形，再經(jīng)蝕刻機(jī)蝕刻后即可獲得所需印制板圖形。只要激光打印機(jī)能保證，采用熱轉(zhuǎn)印法可獲得足夠的精度和接近專業(yè)品質(zhì)的印制板。參考制作步驟如下：（1）繪圖 PCB圖可直接從電腦調(diào)用，也可自行設(shè)計。（2）打印設(shè)計完成經(jīng)檢查合格后（注意添加個人標(biāo)記），將PCB圖輸入激光打印機(jī)，按1：1比例將PCB圖打印到熱轉(zhuǎn)印紙上。（3）轉(zhuǎn)印熱轉(zhuǎn)印工藝的關(guān)鍵是熱轉(zhuǎn)印溫度，它是由機(jī)內(nèi)的微電腦精確控制的。將熱轉(zhuǎn)印紙固定到準(zhǔn)備好的敷銅板（已清洗）上，送入熱轉(zhuǎn)印機(jī)轉(zhuǎn)移圖形。轉(zhuǎn)印后掀開

14、轉(zhuǎn)印紙一角，檢查轉(zhuǎn)印圖形完整性，以決定是否重復(fù)熱轉(zhuǎn)?。ㄞD(zhuǎn)印不完全）或局部修補(bǔ)（少量缺陷，用專用筆修整）。（4）蝕刻將檢查并修補(bǔ)無誤的板子批量送入蝕刻機(jī)，蝕刻出所需PCB圖形。（5）打孔將蝕刻好的板子清洗干凈，在鉆床上打孔，注意孔徑區(qū)別。3.電路測試方案確定 用5V電源接上電路板，根據(jù)實驗所需的要求旋轉(zhuǎn)可調(diào)電阻，是的兩個可調(diào)電阻的阻值達(dá)到所需要求，具體來說就是蜂鳴器和發(fā)光二極管能夠按照所需要求進(jìn)行工作。五、收獲和體會在這次實訓(xùn)中由于組員充足所以每個人的負(fù)擔(dān)并不是很重。我負(fù)責(zé)使用Multisim 9軟件制作仿真圖。先在元件庫中尋找需要用到的元器件然后使用導(dǎo)線根據(jù)電路圖連接。完成后使用示波器進(jìn)行檢測，觀察仿真圖是否正確?？傮w而言這次的仿真制作的還是比較完美的。然后我?guī)椭业慕M員進(jìn)行使用protel 99 SE的設(shè)計，先是類似仿真的制作sch原理圖，然后在確認(rèn)無誤后在C盤protel的libr