电子工艺实习报告

电子工艺实习报告

题目：可记忆门铃

院  系：电气工程学院

班  级：电气

姓  名：

学  号：2009

指导老师：王顺亮

日期：20##年7月27日

目录

第一章 PROTEL99SE项目实习……………………………………2

  第一节  原理图……………………………………………………………2

  第二节  PCB 图……………………………………………………………3

  第三节  问题及解决方法…………………………………………………5

第二章 电子电路制作……………………………………………6

  第一节  元器件简介………………………………………………………6

  第二节  焊接技术…………………………………………………………7

  第三节  电子电路原理、整机组装和调试………………………………7

第三章 实习体会及不足、感谢…………………………………9

第四章 附录………………………………………………………10

  第一节  电路原理图………………………………………………………10

  第二节  PCB 图……………………………………………………………11

  第三节  电路手工布线图…………………………………………………11

  第四节  参考书目…………………………………………………………11

第一章 PROTEL99SE项目实习

第一节  原理图

一、原理图设计

  1.新建一个PCB工程

    打开PROTEL99SE软件，按如下步骤新建一个PCB工程：File→New→Project→PCB Project

  2.新建一个原理图

    在窗口左侧“PCB_Project1.PrjPCB”处右击鼠标，选择“Add New to Project”，级联菜单中选择“Schematic”完成原理图的新建，保存。

  3.添加杂项库

    在窗口右侧单击“Library”，选择“Libraries”，在弹出窗口的“Project”中，选择“Add Library”，在弹出窗口中选择杂项库添加即可（杂项库为：常用接插件库Miscellaneous Connectore和常用分立元器件库Miscellaneous Devices）。

  4.调用、编辑元器件

   （1）调用

    打开库文件面板（Library），输入元器件的名字，选择相应的杂项库，即可出现对应的元器件，以调用电阻为例，单击右上角的“Place Res Adj1”，即可完成元器件的调用，在原理图中适当位置单击鼠标左键即可放置元器件。杂项库中没有的元器件，可用“Library”中的“Search”查找，找到后添加相应的库。

   （2）编辑

    双击原理图窗口中的元器件，便会弹出一个元器件属性对话框，根据提示即可修改元器件相应的参数（编号、大小、位置、封装等），注意每个元件都要有自己的名字，不能和其他元件的名字相同。

  5.画原理图

    将原理图窗口中的原件按照图纸的分布，用导线（Wire）连接起来（注意电气连接，出现红色“×”表示有电气连接）；需要写入网线名称的用“Net”（Tab键或者双击网线名称均可改变网线的名称）；总线（Bus）是用一条线表示数条并行的导线，步骤为：绘制总线、绘制总线分支、设置网络标识；GND和VCC可以在界面的快捷项中找到；对于不需要电气规则检查的端口，用“×”标记在端口处。画好原理图后存盘。

  6.编译执行

    右击PCB工程文件名，在级联菜单中选择“Compile PCB Project”为对整个工程项目进行编译，选择“Compile Document”为对原理图进行编译。在右下角的“System”中选中“Message”查看编译结果，对于编译过程中出现的错误和警告，双击该错误或警告，即可弹出一个显示错误位置的对话框，修改存盘后再次编译，直至没有错误和警告出现为止，存盘。

二、 原理图元件库元件设计

  1.新建一个原理图元件库

    在窗口左侧“PCB_Project1.PrjPCB”处右击鼠标，选择“Add New to Project”，级联菜单中选择“Schematic Library”完成原理图元件库的新建，保存。

  2.元件库管理器的使用

    在“SCH Library”中，右击鼠标可以添加一个新的原理图元件；双击管脚信息可以修改管脚的属性；下方单击“Add Footprint”可以给元件添加封装。

  3.绘制元器件

在绘图工具栏中选择矩形框，用来画元器件的外围；选择“Place Pin”画元器件的管脚，同时用“Tab”键修改管脚属性；选择“Place Text String”可加入文字标识，保存。

第二节  PCB图

一、PCB设计

  1.新建一个PCB文件

    在窗口左侧“PCB_Project1.PrjPCB”处右击鼠标，选择“Add New to Project”，级联菜单中选择“PCB”完成PCB图的新建，保存。

  2.将原理图文件（封装后）导入到PCB文件中

    单击“Design”，在下拉菜单中选择“Update PCB Document”，会弹出一个对话框，选择“Validate Changes”，预览无误后，选择“Execute Changes”即可完成PCB的导入。

  3.绘制边框

    “Keep-Out Layer”层中，选择“Place”下拉菜单下的“Line”，绘制边框。

  4.布局

    按照原理图的布局，将PCB中的元件进行合理的排放。

  5.布线规则设置

    “Design”下拉菜单中选择“Rules”，会弹出一个对话框，选择“Routing”中的“Width”可以更改线宽。一般，GND和VCC线宽设置为30mil，其余为10mil。

  6.自动布线

    “Auto Route”下拉菜单中选择“All”，会弹出对话框，选择“Route All”即可实现自动布线。

  7.加泪滴、焊盘

    加泪滴：“Tools”下拉菜单中选择“Teardrops”，单击“OK”；加焊盘：“Place”下拉菜单中选择“Pans”，在理想的位置左击即可

  8.敷地铜

    在PCB的顶层和底层分别敷地铜，具体方法是：“Place”下拉菜单中选择“Polygon Pour”即会弹出一个对话框，选择网格状地铜、接地、去死铜，单击“OK”，用鼠标勾出一个框即可。

  9.规则检查

    “Tools”下拉菜单中选择“Design Rule Check”，单击“Run Design Rule Check”即可进行规则检查。

二、PCB元件库元件设计

  1.新建一个PCB元件库

    在窗口左侧“PCB_Project1.PrjPCB”处右击鼠标，选择“Add New to Project”，级联菜单中选择“PCB Library”完成PCB元件库的新建，保存。

  2.设计元件封装

   （1）采用设计向导方式设计元件封装

    “Tools”的下拉菜单中选择“Component Wizard”，根据向导提示即可完成封装的设计，保存。

   （2）采用手工绘制方式设计元件封装

管脚用焊盘画在“Top Layer”层，外形和“＋”用线画在“Top Overlayer”层，保存。

第三节 问题及解决方法

一、原理图中的问题及解决方法

  1.电气连接错误

    编译后如果有电气连接错误，可以在右下角“System”中，调出“Message”对话框，根据提示的错误修改（双击错误信息可以查看错误地点，方便修改电路原理图）。

  2.没有输入电源

    双击“Message”对话框中的错误信息，找到缺少电源的地方，添加即可。

  3.元器件命名错误

    常见的元器件命名错误有两种：一是忘记给元器件命名，二是两个及以上元器件有相同的命名。双击“Message”对话框中的错误信息，可以找到命名错误的元器件，之后双击元器件可以在元器件属性对话框中修改元器件的名称。

  4.管脚性质错误

    双击元器件，弹出元器件属性修改窗口，选择左下角的“Edit Pins”可以对管脚的属性进行修改，将所有的管脚属性均改为“Passive”即可。

二、PCB图中的问题及解决方法

  1.出现绿色的元器件

   （1）元件的孔径过大、高度过大等原因，可以通过布线规则设置将允许的孔径、高度范围调大。

   （2）元器件在文件边框的外边，可以用delete键将文件边框删除掉。

  2.规则检查中出现错误

   （1）地铜的线宽小于布线规则设置的最小线宽，可以通过规则设置将最小线宽调至8mm，或者将地铜的线宽设置为规则设置的最小线宽，即10mm。

   （2）由问题1引起的规则错误。

  3.布线过程中出现死机现象

可能是“Keep Out-layer”层没有用线画框，选择“Place”选项，下拉菜单中选择“Lines”，然后在“Keep Out-layer”层沿边框画出一个框即可。

第二章  电子电路制作

第一节  元器件简介

一、电阻器

    简称电阻，用R表示，作用主要是分压或分流。检测方法：万用表两表笔分别接电阻飞两端引脚即可测出该电阻的阻值，看是否与标称阻值相符。

二、电容器

简称电容，用C表示，能够存储电场能量。检测方法：万用表的两表笔分别接电容的两个管脚，阻值应为无穷大。

三、开关及接插件

  1.开关

    有使电路接通和断开的作用，用K表示。常开开关检测方法：按钮放开时，开关两侧接万用表的二极管档不发声；按钮按下时，会发声则为好的开关。

  2.接插件

接插件在电子设备中起着连接各个系统或各个电路模块的作用。

四、半导体器件

    导电性能介于导体和绝缘体之间，泛指半导体二极管、三极管。检测方法：万用表两表笔接二极管的两个管脚，发出声音即为好的二极管。       

五、集成电路

集成电路是应用半导体工艺，将一个或多个单元电路及导线制造在一块半导体基片上的固定器件，与接插件一起应用。特点：对称性、有源性、复合性、直接耦合性。

第二节  焊接技术

一、电烙铁的使用

    首先用锉刀把烙铁头挫成45°角倾斜的光滑斜面，然后接上电源，当烙铁头温度升到能融锡时，即可进行焊接。一般1-2秒要焊好一个焊点，焊接时电烙铁不能移动，应该先选好接触焊点的位置，再用烙铁头去接触焊点。

二、手工焊接技术

  1.焊接操作的正确姿势：正握法、反握法、握笔法。

  2.焊接操作的基本步骤：准备施焊→加热焊件→送入焊锡丝→移开焊锡丝→移开电烙铁。

  3.焊接操作的基本要领：a.掌握好加热时间；b.保持合适的温度；c.注意避免用烙铁头对焊接点施力；d.适量使用助焊剂；e.保持烙铁清洁；f.加热要靠焊锡桥；g.焊锡要适量；h.焊件要固定；i.烙铁的撤离要正确。

三、焊点的质量检查方法

  1.外观检查：目测有无漏焊、拉尖、桥接及导线和元器件的绝缘损坏。

   2.通电检查：将成品接入实验箱的电源中看是否能够正常工作。

   3.用万用表检查：将万用表调至二极管档，两表笔分别接触短接的两个焊孔和焊点，如果万用表发出声音，则证明该焊点接触良好。

第三节 电子电路原理、整机组装和调试

一、电子电路的原理

当有人按过门铃（开关K1）后，IC2产生音频震荡，同时通过D1给IC1加上高电平，管脚3输出低电平，发光二极管（LED）点亮，表示有客人来过。K1断开后D1反偏截止，使IC1保持低电平输出，LED灯保持点亮状态，直到主人按复位开关（K2）后才熄灭。

IC2和R5,R6,R7,D2,D3,C5,C6组成多谐振荡器，K1断开时，IC2的管脚4呈低电平，使555处于强制复位端，管脚3输出低电平；K1闭合时，电源通过D2对C5快速充电至VCC，管脚4呈高电平，555起振，振荡频率为：f1=1.44/[(Rd+2*R7)*C6]。

当K1复位后，由于C5上电压仍为高电平，振荡器继续振荡，直到C5上的电压降到小于0.4V，555被强制复位停振，振荡频率为：f2=1.44/[(Rd+2*R7)*C6]。

这样，该门铃在开关K1被按下时发出“叮”声，开关K1被放下时发出“咚”声，实现可记忆功能。

二、元器件安装的技术要求

  1.先焊接高度较低的导线、电阻等器件，在焊接高度较高的固定电容、接插件等器件，最后焊接高度最高的电解电容、发光二极管、常开开关等器件。

  2.焊接导线时，要将导线压平后再进行焊接。

  3.焊接开关、接插件时，必须注意焊接加热时间的控制，否则将导致塑件变形、元件失效或性能降低，造成隐患。

  4.焊接发光二极管等元器件时，应严格控制加热时间，加热时间过长会造成发光二极管管芯损坏，可以采用辅助散热，以避免热效应。

  5.焊接三极管、接插件时，要注意相邻管脚不要焊到一起，加热时间不能过长，以免出现错误。

三、调试的定义、目的、内容

调试是用测量仪表和一定的操作方法对单元电路板和整机的各个可调元器件或零、部件进行调整与测试，使性能指标达到规定的要求。调试工作是指操作人员按照调试工艺规定对电子整机产品进行调制和测试，使产品达到或超过标准化组织所规定的功能、技术指标和质量标准。

四、故障产生的原因、查找及排除方法与调试结果分析

  1.故障产生的原因

（1）外部故障，表现为电性失效；

（2）人为故障，产生的原因一般为接线错误、焊接错误等；

（3）内部故障，主要原因是元器件的损坏；

  2.查找及排除方法与调试结果分析

    可记忆门铃的电路板焊接完成后，接入14V交流电进行调试，出现的问题是：无论常开开关K1、K2如何动作，发光二极管一直处于接通状态，扬声器不能发出声音，同时7809芯片发出强热。

首先，检查焊接是否出现问题。用万用表的二极管档检查线路是否出现虚焊、漏焊等错误，检查两个没有电气连接的点是否错焊到一起。然后，检查线路是否出现问题。由于7809发出强热，因此将线路检查范围缩小到7809芯片附近，发现7809芯片的2号管脚被误接到VCC。

修正后再次进行调试，现象是：7809正常工作，发光二极管也可以按照电路逻辑实现亮暗，扬声器仍然不能发出声音。

再进行第二轮的调试，本次调试的范围主要集中在IC2芯片和扬声器附近。万用表先检查扬声器发现没有问题，所以问题应该在IC2芯片及其附近电路中。首先检查芯片各个管脚的连接是否正确，附近的线路连接是否正确，是否有虚焊、漏焊等错误，经检查发现没有问题。然后检查芯片的插接是否有问题，发现555芯片的5-8号管脚没有接入电路，将芯片拆下重新焊接。

修正后再次将电路板接入实验箱，现象是：7809正常工作，发光二极管可以按照电路逻辑实现亮暗，K1动作时，扬声器发出声音。

调试完毕。

第三章   实习体会及不足、感谢

从7月9日开始实习到今天，已经将近20天了。20天的实习，说长不长，说短也不短，通过本次实习，我经历了好多也收获了好多。

首先，感谢学院给我们提供本次实习的机会，让我们可以零距离的体验电路板的焊接过程，在亲身实践中体味动手学习的乐趣；同时，感谢实习的指导老师，是他们辛勤的耕耘与严格的要求，让我们学到了很多书本上学不到的知识，每一次的细心讲解，每一次的错误分析，每一次的耐心与认真，都让我们的动手动脑能力得到进一步的提高。

其次，感谢电气的所有同学，是你们在我遇到困难的时候帮助我解决，是你们在我烫伤后嘘寒问暖关心不已，是你们在一些细节上提醒我要注意从而避免了某些错误。短短的20天，增强了我们班级的凝聚力量，我们是相亲相爱的一家人。

夏日似火的骄阳炙烤着大地，虽然天气很热，但是阻挡不了我们对成功的渴望。犹记得，为了焊好一块小板，我们晚上加班到天黑；犹记得，为了尽快完成电路的布线图，我们放弃了午休时间，在教室里埋头苦画；犹记得，为了最后成品电路板的美观，我们用指甲剪将电线细致的修改了一遍又一遍……

当焊好的小板贴上带有自己名字的标签，当布线图接近最简最完美，当成品电路板接入电源时可以正常工作，当最后的验收完美结束，回首，蓦然，发现，一路走来，我出过错，挨过烫，兴奋过，失落过，酸甜苦辣，五味杂陈。

对于本次实习，我感触最深的就是做任何事情都要细心、仔细，一点都马虎不得。由于我的马虎，将7809芯片的GND接成了VCC，从而导致了电路无法正常工作差点烧毁芯片；还有一次将555芯片接错了地方，导致芯片附近的元器件都没有接入电路中，以致扬声器不能发出声音，用万用表检查了好久，终于发现了芯片的焊接错误，更正后电路终于可以正常工作了，有一种劫后余生的感觉，欣喜万分。

当实习接近尾声时，一种不舍与依恋的感觉弥漫在空气中。当实习结束，当我们毕业，甚至当以后我们老了步履蹒跚的时候，回想起这一次的实习，一定还会记忆犹新，因为我们不仅仅学到了课本里学不到的知识，更学到了一种经历，一种让我们刻骨铭心、难以忘怀的深刻。

第四章 附录

第一节 电路原理图

第二节 PCB图

第三节  电路手工布线图

第四节 参考书目

 《电子综合性实习教程》