电子电路设计与装配实训报告.docx
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电子电路设计与装配实训报告
新疆工程学院
实训报告
实训科目电子电路设计与装配
系部电气与信息工程系
专业电力系统自动化
班级
姓名
实训地点
指导教师
完成日期
新疆工程学院教务处印
说明
一、报告封面必须按指定封面用钢笔或炭素笔填写，字体要标准。
二、报告应含有以下内容：
1、前言
2、实习目的及要求
3、实习时间
4、实习地点
5、实习单位和部门
6、实习内容：
按实习大纲、实习进度方案的要求和规定，并结合自己的体会写。
7、实习总结
指导教师评语及成绩评定
教师评语：
年月日
评定结果
教师签字：
新疆工程学院实训鉴定表
系部：
电气与信息工程系专业：
电力系统自动化填表时间：
班级
姓名
学号
联系
宿舍住址
电力11-11-3班
实习地点
教学楼A418
实习时间
2021年12月5日—2021年1月6日
课题内容或
实习内容
电子电路设计与装配
实习所在单位评鉴
定等意见：
负责人签字：
年月日
实习带队教师评鉴
带队教师签字：
年月日
学生所在系部评鉴
系部领导签字：
年月日
评定结果
系部盖章：
注：
1、本表用于三周以上的实习〔实训〕、设计、测绘等实践教学评定。
2、评定结果按“优、良、中、及格、不及格〞五级予以评定。
3、如实习所在单位另有鉴定材料，可附于本表后。
电气系?
电子电路设计与装配?
实训任务书
10/11学年上学期2021年11月15日
专业
电力系统自动化
班级
实训名称
电子电路设计与装配
设计题目
振动报警器
指导教师
起止时间
周数
5
设计地点
实训目的：
1、贯彻理论联系实际的教学原那么，稳固和扩大已学过的电子技术的根底知识，为技术根底课和专业课程的学习建立初步的感性认识并提高学生的工程实践能力。
2、掌握印刷电路板的设计与制作的根本方法。
3、了解电子产品的生产过程，包括生产工艺流程，电子元器件的识别、老化、筛选、测试、焊接、装配及调试，掌握电子线路的安装、焊接和调试的根本技能。
4、了解一种电子设备主要零部件加工过程的技术要求、结构原理以及装配调试工艺。
5、培养学生的劳动观念，加强组织性和纪律性，促进学生综合素质的全面提高。
实训任务或主要技术指标：
1、计算机软件应用能力及Protel99SE训练
2、电子电路设计能力训练，熟悉所制作电路的工作原理，能画出原理图和安装图。
3、电子电路制作能力训练，掌握印刷电路板〔PCB〕的设计方法与制作工艺。
实训进度与要求：
第一周、第二周：
软件学习〔即Protel99SE学习〕
要求：
掌握Protel99系统需求、安装及环境设置；Protel99原理图绘制；Protel99电路仿真设置及过程；Protel99PCB电路板设计。
第三周：
电子设计
要求：
学生参考教纲的线路，自己设计电路。
并能到达教学大纲的要求。
掌握电子电路的设计方法；熟悉各种电子元件、集成电路的性能及使用方法。
第四周、第五周：
电子制作
要求：
掌握电子仪器设备的结构构成；电子元器件的识别和老化筛选；掌握万用表、示波器、晶体管图示仪、函数号发生器等有关常用电子仪器的使用方法。
了解印刷电路板的设计、定稿及制板等生产制造过程。
了解焊料与焊剂，熟悉焊接工艺；较好地掌握焊接技术，保证焊接质量。
了解和掌握印刷板的装配工艺。
主要参考书及参考资料：
1、王卫平主编，?
电工产品制造工艺?
，高等教育出版社，20**
2、柳春锋主编，?
Protel99SE实用教程?
，高等教育出版社，20**
3、胡宴如主编，?
模拟电子技术?
高等教育出版社，20**
4、杨志忠主编，?
数字电子技术?
高等教育出版社，20**
教研室主任〔签名〕系〔部〕主任〔签名〕年月日
摘要
随着现代电子科学技术的迅猛开展，电子设计技术在各个领域的应用越来越广泛，地位也越来越重要，为各个领域的进步和开展提供了保障。
本报告分为三个局部：
第一局部；介绍Protel99SE的界面、根本组成、使用环境等，着重介绍了电路原理图和印刷电路板的设计方法，以及详细的操作过程讲解在Protel99SE环境下电路仿真的设置方法、具体应用和实例分析。
第二局部个人设计，主要是进行较复杂电路原理图的分析，包括电路原理设计分析和工作原理分析两个步骤。
第三局部是电子电工实训，它是电子类专业重要的实训教学环节。
在进行这局部内容的设计中，主要完成的是电路原理图的设计，PCB的设计，电路元件的选择电路原理图的调试和实际操作中的焊接。
三局部理论与实践相结合，使自己在学习理论的过程中，并且紧密的联系实际，加强了自身的动手能力，为将来踏上工作岗位奠定了根底。
关键词：
Protel99SE软件原理图PCB板网络表振动报警器555定时器
1Protel99SE的学习
1.1Protel的简介
Protel99SE是当今最流行的电子电路计算机辅助设计〔电子CAD〕软件之一。
工程库文件的管理、系统菜单和工具栏的管理、简单和复杂电路原理图设计方法和实用技巧、SCH元件图形的编辑方法、电路图多种报表的生成和应用方法、PCB图的设计和打印输出方法、元件外形封装图的编辑方法、电子电路仿真技术根底和多种电路的仿真实例、PCB信号完整性分析等。
Protel99SE共分5个模块，分别是原理图设计、PCB设计〔包含信号完整性分析〕、自动布线器、原理图混合信号仿真、PLD设计。
一般而言，设计电路板最根本的过程可以分为三大步骤：
电路原理图设计、仿真、PCB的制作。
1.2原理图的绘制
前期准备工作
如果桌面有Protel99SE的快捷方式，点击桌面Protel99SE图标，即可进入Protel99SE.随后屏幕上将出现Protel99SE的设计环境，如图1.1图所示。
图1.1
点击上述界面的File图标，即可设置保存路径，最好都以自己名字命名文件夹。
如1.2图所示。
图1.2
点击OK即可，之后进入如图1.3的界面
图1.3
点击File下拉菜单中的New，即可进入如图1.4的界面，新建原理图，PCB文件等系列文件。
图1.4
选中“SchematicDocument〞图标，单击OK按钮，那么在新建立的“.ddb〞为后缀的数据库文件夹中，出现了名为“Sheet1.sch〞的文件图标，最好为它命名一个序号，以便以后查找方便。
单击该文件，系统就进入电路原理图设计环境，接着可以进行电路原理图的设计和绘制，如图1.5所示。
图1.5
首先要设置图纸，双击图1.5中“Sheet1.sch〞的文件图标
图1.6
在画图界面上，单击右键进入如图1.6的界面，即可在SheetOptions中设置图幅在standardstyle，栅格的设置在Grids,其中Snap为鼠标可以捕捉的最小距离，Visib为可视栅格的距离，图纸放置方式在Orientation.在Organization中可以填写图纸标签的内容，但在图纸上想要看到，必须在Title中把standard改为ANSI。
添加元件库，在界面的右面，点击BrowseSch之后点击Add/Remove会弹出如以以下图1.7的对话框，单击元件库，然后单击Add键,再单击OK即可。
或者双击元件库，然后单击OK即可。
一般添加Sim.ddb。
图1.7
添加一些必要的画图工具。
具体过程如图1.8
图1.8
添加后，就会出现图1.8中最左边的图标，一般用
来连线，
来放置网络标号，
来放置接地标号或者是电源符号。
原理图的绘制
电路原理图的设计主要是利用Protel99SE中的原理图设计系统ADVANCEDSCHEMATIC99来绘制一张电路原理图。
在这一界面中，可以充分利用其所提供的各种原理图绘制工具，丰富的在线库，强大的全局编辑能力以及便利的电气规那么检测，来到达设计目的。
我的学习是在老师的带着下，由简单的原理图的绘制开始的。
不断地熟悉各种元件是我们的必修课。
对于各类元件所在的元件库，更应该有选择的记忆，不能只依靠搜索来查找元件。
图1.9图1.10
电阻可以在Simulation.lib中的找到RES中找到，如图1.10所示，点击Place即可添此元件，此时按Tab键，即可弹出如图1.11的对话框，在这里可以设置元件的参数。
按住左键不放，可以放置多个相同的元件。
直流电源可以在Simulationsymbols.lib中的VSRC中找到，交流电源可以在VSIN中找到。
在原理图中放置后，即可连线了。
连线的时候，当十字光标出现黑点时，才可以连接。
点击左键即可确保已经连接。
如果要进行屡次连接，可以在一次连接完成之后，点一下右键，再进行下一次连接。
这样做的好处可以加快原理图的绘制速度。
图1.11
再来看一幅图：
图1.12
在此图中出现了一些新的元件，例如三极管，二极管，四个方向旋转。
在英文输入情况下，利用X或Y可以调整元件的方向。
图1.13
这幅图中有个初始条件的设置应该注意，该标号可以在Simulationsymbols.lib中找到。
而且要注意电容的极性。
图1.14
这幅图中有总线，芯片。
总线可以在画图工具中找到，芯片可以通过搜索功能找到。
原理图绘制的完成并不是说自己的原理图就一定是合格的，此时我们可以使用Protel为我们提供的一个工具来检查。
那就是电气规那么检查。
其具体方法是执行菜单Tools/ERC,在弹出的对话框中点击OK即可，以图1.15为例，如下：
图1.15
进行电气规那么检查后如图1.16所示：
图1.16
假设出现类似上图的提示，那么证明这幅图是正确的。
1.3仿真
进行仿真的原理图中的元件必须都出自Simulationsymbols.lib，假设非来自此库，那么无法进行仿真。
在仿真前，应该进行电气规那么检查，对于必要的节点，必须放置网络标号，具体例子如以以下图所示：
图1.17
在这幅图中在电阻R1和R2之间防止一个网络标号，进行仿真时，可以将该点设置为要求观察的对象，这里进行的是直流扫描分析，选择菜单中的
，会弹出如图1.16对话框，所以作如下选择。
无论是做哪种仿真，都必须把simviewsetup中的showactivesingle选中。
图1.18
对本图做直流扫描，扫描结果如下：
图1.19
图1.20
图1.21
图1.22
图1.23
其结果如以以下图所示：
图1.24
图1.25
该图既有直流输入,又有交流输入,进行的是动态分析.
图1.26
作动态分析是还要设置如图1.20中的一系列参数:
图1.27
设置参数时需要将Alwayssetdefsetdefaults前的勾点去，方可设置左边的参数，其中有时间的设置，步长的设置，所谓步长，可以理解为需要绘制一幅图描绘的点的个数。
这些都设置好以后，即可看到仿真结果。
图1.28
此外，仿真还提供了静态工作点分析，进行此仿真，系统会在给定电路参数的条件下，给出电路中所有晶体管的各极电流值。
噪声分析以及温度扫描分析，这里要注意一般这俩项随着动态分析同时进行。
所有分析都必须设定参数，否那么无法实现。
1.4PCB的设计
准备工作
建立一个设计PCB图的文件，回到原理图初始界面，执行File/New命令，出现如图1.27的对话框，选取PCBDocument的图标，单击OK键即可。
在原理图中，要把电源和负载用适宜的连接器来代替。
每个元件都必须给定其对应的封装。
然后要生成网络表，生成的网络表必须自己和原图进行对照，以确定没有错误的存在。
之后要保存网络表。
实际设计PCB的步骤
印制电路板设计是电路设计的最终目的，利用Protel99SE的强大功能实现电路板的版面设计，完成高难度的布线以及输出报表工作。
概括的说，整个电路板的设计过程先是编辑电路原理图，并生成网络表，然后进行布局，再人工布线或网络表进行自动布线。
图1.29
此图中电源和负载已经用连接器代替，给封装时可以双击元件，弹出对话框如以以下图，在Footprint一栏中给定。
这是电阻的封装类型。
图1.30
这是电容的封装类型
图1.31
此外三极管的封装，连接器的封装也都必须给定。
生成网络表，选择菜单Design/CreateNetlist来进行，弹出对话框，点击OK即可生成网络表。
图1.32
进入PCB的设计环境，如以以下图
添加必要的元件库，方法是点击Browse下拉菜单Nets选择Librarys,一般添加杂库
图1.33
时一在图面上单击右键选择options,在layers中可以确定板层的选择，同般将Visible的两个全选中，它的具体选择如以以下图所示：
图1.34
在options中的选择如以以下图所示：
图1.35
在图1.31下方，选择Keepoutlayer层确定板的大小。
使用
在板面上确定一点，再使用
来确定边框的大小。
在英文输入情况下，利用Q键可以在英制和中制之间转换。
之后再选择Toplayer层调入元件，执行菜单Design/loadNets,会弹出如以以下图对话框。
图1.36
单击Browse,导入要生成PCB的网络表，如果有错误，在这里会有提示。
确定正确之后点击Execute即可。
图1.37
这里是有错误提示的例子。
因为电容的封装没有给定，或者是没有添加封装库，也有可能是封装给的不适宜。
正确的调入应该如以以下图所示：
图1.38
调入元件后，元件时堆在一起的，按住鼠标左键，可以一个一个拖开，拖开后，最好自己进行一次大体的布局。
图1.39
之后再Bottomlayer层上布线，在布线之前，需要执行菜单Design/Rules弹出对话框中选择toplayer为Notused即可进行布线，之后选择Autoroute/all即可。
图1.40
生成的3D视如以以下图所示
图1.41
图1.42
该图需要注意二极管的存在，二极管在生成的网络表中阴，阳极使用2和1来表示，但它的封装认识字母a和k，所以必须在网络表中将其对应管脚改正，才可以生成正确的网络表。
具体过程如以以下图所示。
图1.43
需要把D1-2改为D1-K,D2-1改为D2-A,如果不改，在调入网络表的时候，会有类似以以下图的错误显示。
学习PCB的设计的时候，还有一个需要注意的是有一些元件的封装在实际中不适宜的，最典型的是连接器，实际的管脚间距比Protel中给定的还要大，这时就需要我们人为的去更改。
还有一些元件在Protel中找不到，我们可以使用其他的元件来代替，只要其管脚间距，形状，管教直径等主要参数在封装中给定就可以了。
也就是说，PCB的设计只认元件的封装，元件的外形并不重要.
PCB的设计提供了自动布线功能，只要元件放置合理，便可以布通。
假设没有完全布通，系统会做出没有100%布通的提示。
此外，PCB还提供了手工改线的功能。
在手动改线之前，需要在菜单Tools/preferences/AutomaticallyRemove选中。
即可进行手动改线。
此外，在PCB设计的时候，还可以设置一系列与PCB板的相关参数。
进入以以下图所示界面即可。
具体进入方法执行菜单Design/rules即可。
可以设置先选中该项，在以以下图中下方的框中双击选项即可更改，clearanceconstraint,该项是走线与焊盘的最小间距。
Routingcorner可以设置走线的拐角，一般为45度。
每次布线之前，都应该进入Routinglayers中把Toplayers后的选项设定为NotUsed，之后才可以布线。
图1.45
2.万用表和电烙铁
万用表又叫多用表、三用表、复用表，是一种多功能、多量程的测量仪表，一般万用表可测量直流电流、直流电压、交流电压、电阻和音频电平等，有的还可以测交流电流、电容量、电感量及半导体的一些参数〔如β〕.
2.1万用表的结构〔500型〕
万用表由表头、测量电路及转换开关等三个主要局部组成。
〔1〕表头
它是一只高灵敏度的磁电式直流电流表，万用表的主要性能指标根本上取决于表头的性能。
表头的灵敏度是指表头指针满刻度偏转时流过表头的直流电流值，这个值越小，表头的灵敏度愈高。
测电压时的内阻越大，其性能就越好。
表头上有四条刻度线，它们的功能如下：
第一条〔从上到下〕标有R或Ω，指示的是电阻值，转换开关在欧姆挡时，即读此条刻度线。
第二条标有∽和VA，指示的是交、直流电压和直流电流值，当转换开关在交、直流电压或直流电流挡，量程在除交流10V以外的其它位置时，即读此条刻度线。
第三条标有10V，指示的是10V的交流电压值，当转换开关在交、直流电压挡，量程在交流10V时，即读此条刻度线。
第四条标有dB，指示的是音频电平。
〔2〕测量线路
测量线路是用来把各种被测量转换到适合表头测量的微小直流电流的电路，它由电阻、半导体元件及电池组成
它能将各种不同的被测量〔如电流、电压、电阻等〕、不同的量程，经过一系列的处理〔如整流、分流、分压等〕统一变成一定量限的微小直流电流送入表头进行测量。
〔3〕转换开关其作用是用来选择各种不同的测量线路，以满足不同种类和不同量程的测量要求。
转换开关一般有两个，分别标有不同的档位和量程。
2.2符号含义
〔1〕∽表示交直流
〔2〕V－2.5KV4000Ω/V表示对于交流电压及2.5KV的直流电压挡，其灵敏度为4000Ω/V
〔3〕A－V－Ω表示可测量电流、电压及电阻
〔4〕45－65－1000Hz表示使用频率范围为1000Hz以下，标准工频范围为45－65Hz
〔5〕2000Ω/VDC表示直流挡的灵敏度为2000Ω/V
钳表和摇表盘上的符号与上述符号相似〔其他因为符号格式不对不能全部写上『表示磁电系整流式有机械反作用力仪表『表示三级防外磁场『表示水平放置〕〕〕
2.3万用表的使用
〔1〕熟悉表盘上各符号的意义及各个旋钮和选择开关的主要作用。
〔2〕进行机械调零。
〔3〕根据被测量的种类及大小，选择转换开关的挡位及量程，找出对应的刻度线。
〔4〕选择表笔插孔的位置。
〔5〕测量电压：
测量电压〔或电流〕时要选择好量程，如果用小量程去测量大电压，那么会有烧表的危险；如果用大量程去测量小电压，那么指针偏转太小，无法读数。
量程的选择应尽量使指针偏转到满刻度的2/3左右。
如果事先不清楚被测电压的大小时，应先选择最高量程挡，然后逐渐减小到适宜的量程。
a交流电压的测量：
将万用表的一个转换开关置于交、直流电压挡，另一个转换开关置于交流电压的适宜量程上，万用表两表笔和被测电路或负载并联即可。
b直流电压的测量：
将万用表的一个转换开关置于交、直流电压挡，另一个转换开关置于直流电压的适宜量程上，且“+〞表笔〔红表笔〕接到高电位处，“-〞表笔〔黑表笔〕接到低电位处，即让电流从“+〞表笔流入，从“-〞表笔流出。
假设表笔接反，表头指针会反方向偏转，容易撞弯指针。
〔6〕测电流：
测量直流电流时，将万用表的一个转换开关置于直流电流挡，另一个转换开关置于50uA到500mA的适宜量程上，电流的量程选择和读数方法与电压一样。
测量时必须先断开电路，然后按照电流从“+〞到“-〞的方向，将万用表串联到被测电路中，即电流从红表笔流入，从黑表笔流出。
如果误将万用表与负载并联，那么因表头的内阻很小，会造成短路烧毁仪表。
其读数方法如下：
实际值＝指示值×量程/满偏
〔7〕测电阻：
用万用表测量电阻时，应按以下方法操作：
a选择适宜的倍率挡。
万用表欧姆挡的刻度线是不均匀的，所以倍率挡的选择应使指针停留在刻度线较稀的局部为宜，且指针越接近刻度尺的中间，读数越准确。
一般情况下，应使指针指在刻度尺的1/3~2/3间。
b欧姆调零。
测量电阻之前，应将2个表笔短接，同时调节“欧姆〔电气〕调零旋钮〞，使指针刚好指在欧姆刻度线右边的零位。
如果指针不能调到零位，说明电池电压缺乏或仪表内部有问题。
并且每换一次倍率挡，都要再次进行欧姆调零，以保证测量准确。
c读数：
表头的读数乘以倍率，就是所测电阻的电阻值。
〔8〕本卷须知
a在测电流、电压时，不能带电换量程。
b选择量程时，要先选大的，后选小的，尽量使被测值接近于量程。
c测电阻时，不能带电测量。
因为测量电阻时，万用表由内部电池供电，如果带电测量那么相当于接入一个额外的电源，可能损坏表头。
d用毕，应使转换开关在交流电压最大挡位或空挡上。
2.4数字万用表
现在，数字式测量仪表已成为主流，有取代模拟式仪表的趋势。
与模拟式仪表相比，数字式仪表灵敏度高，准确度高，显示清晰，过载能力强，便于携带，使用更简单。
下面以VC9802型数字万用表为例，简单介绍其使用方法和本卷须知。
〔1〕使用方法
a使用前，应认真阅读有关的使用说明书，熟悉电源开关、量程开关、插孔、特殊插口的作用.
b将电源开关置于ON位置。
c交直流电压的测量：
根据需要将量程开关拨至DCV〔直流〕或ACV〔交流〕的适宜量程，红表笔插入V／Ω孔，黑表笔插入COM孔，并将表笔与被测线路并联，读数即显示。
d交直流电流的测量：
将量程开关拨至DCA〔直流〕或ACA〔交流〕的适宜量程，红表笔插入mA孔〔＜200mA时〕或10A孔〔＞200mA时〕,黑表笔插入COM孔，并将万用表串联在被测电路中即可。
测量直流量时，数字万用表能自动显示极性。
e电阻的测量：
将量程开关拨至Ω的适宜量程，红表笔插入V／Ω孔，黑表笔插入COM孔。
如果被测电阻值超出所选择量程的最大值，万用表将显示“1〞，这时应选择更高的量程。
测量电阻时，红表笔为正极，黑表笔为负极，这与指针式万用表正好相反。
因此，测量晶体管、电解电容器等有极性的元器件时，必须注意表笔的极性。
〔2〕使用本卷须知
a如果无法预先估计被测电压或电流的大小，那么应先拨至最高量程挡测量一次，再视情况逐渐把量程减小到适宜位置。
测量完毕，应将量程开关拨到最高电压挡，并关闭电源。
b满量程时，仪表仅在最高位显示数字“1〞，其它位均消失，这时应选择更高的量程。
c测量电压时，应将数字万用表与被测电路并联。
测电流时应与被测电路串联，测直流量时不必考虑正、负极性。
d当误用交流电压挡去测量直流电压，或者误用直流电压挡去测量交流电压时，显示屏将显示“000〞，或低位上的数字出现跳动。
e禁止在测量高电压〔220V以上〕或大电流〔0.5A以上〕时换量程，以防止产生电弧，烧毁开关触点。
f当显示“〞、“BATT〞或“LOWBAT〞时，表示电池电压低于工作电压。
2.5电烙铁简介
1、常用电烙铁的种类和功率
常用电烙铁分内热式和外热式2种。
内热式电烙铁的烙铁头在电热丝的外面，这种电烙铁加热快且重量轻。
外热式电烙铁的烙铁头是插在电热丝里面，它加热虽然较慢，但相对讲比较牢固。
电烙铁直接用220V交流电源加热。
电源线和外壳之间应是绝缘的，电源线和外壳之间的电阻应是大于200M欧姆.
电子爱好者通常使用30W、35W、40W、45W、50W的烙铁。
功率较大的电烙
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