北邮电子工艺实习报告机器狗Word文档下载推荐.docx
《北邮电子工艺实习报告机器狗Word文档下载推荐.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《北邮电子工艺实习报告机器狗Word文档下载推荐.docx（18页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
实习单位公章
年月日
北京邮电大学电子工艺实习报告附页
1.焊接工艺
1.1焊接工艺的基本知识
焊接是使金属连接的一种方法。
它利用加热手段，在两种金属的接触面，通过焊接材料的
原子或分子的相互扩散作用，使两种金属间形成一种永久的牢固结合。
利用焊接的方法进行连
接而形成的接点叫焊点。
我们实验中主要是PCB板的焊接。
PCB板焊接工艺从大类上可以分为机器焊接和手工焊接。
机器焊接不是我们学习的重点，
仅作了解，机器焊接可使用波峰焊机来进行。
如图1所示为波峰焊接工艺基本流程图。
图1.波峰焊机原理图示意
我们着重学习和实践如何手工焊接电路。
1.2焊接工具、焊料、焊剂的类别与作用
如图2为手工焊接的基本工具示意图，主要工具和材料是烙铁、镊子、螺丝刀、钳子等。
本实验采用的烙铁为外热式。
图2.手工焊接工具图3.焊接材料分类示意图
如图3为焊接材料分类示意图，焊接材料分为焊料和焊剂，焊料主要是焊锡（内含助焊
剂），焊剂主要是助焊剂和阻焊剂。
1
下面以列表的形式给出各项材料的作用。
项目
作用
烙铁
焊接主要工具，用于熔化焊锡
吸锡器
焊接错误进行拆焊时吸除焊点的焊锡
螺丝刀
拆装机器狗
焊接工具
焊盘
放置烙铁和焊锡
镊子
焊接时夹持焊锡
钳子
剪裁导线或焊锡等
焊锡（锡铅合金）
固定焊脚，电路板和器件电气连接
焊接材料
助焊剂（松香）
加速焊锡融化，去除氧化膜，防止氧化等
阻焊剂（光固树脂）
板上和板层间的绝缘材料
1.3焊接方法
实验主要是手工焊接，有图4所示的六项基本操作。
图4.焊接的六个基本操作
其中元件的插放主要有卧式和立式两种方式，如图5所示。
加热焊接推荐的是五步焊接
法，如图6所示，实际熟练之后可不必完全遵循。
图5.元件插放的两种方式图6.加热焊接五步法
2
可以按照如图7所示的焊接错误示意图检查焊点缺陷。
图7.焊接的典型错误图示
当焊接出现错误时，就需要用到拆焊技术，拆焊的主要步骤如图8所示。
图8.拆焊的主要步骤图示
1.4焊接技巧和注意事项
焊接技巧
焊接顺序：
按照先难后易，先低后高，先贴片后插装的顺序进行焊接。
板面布局：
焊接时尽量使元件贴合板子表面，同类元件高度尽量一致，使之美观。
烙铁使用：
烙铁使用前应上锡；
焊接时间不宜过长，否则容易烫坏元件，必要时可用镊子夹住管脚帮助散热；
焊接完成后，可用酒精清洗残余助焊剂。
注意事项
注意电烙铁的正确使用，尤其避免烫坏导线发生触电事故。
焊接时间不可太长，不可用力使覆铜拱起。
注意区分有极性元器件的极性。
尽量避免重复焊接。
3
2.原理图设计与仿真
2.1Multisim仿真电路
图9.Multisim仿真电路图
2.2电路仿真波形
图10.Multisim仿真波形图
4
3.印制板设计
3.1电路原理图
图11.Protel电路原理图
3.2机器狗的印制板图
5
4.机器狗的焊接、安装及调试
4.1机器狗的基本工作原理
如图13所示，机器狗主要由声控检测电路、光控检测电路、磁控检测电路、单稳态触发电
路、电机驱动电路组成。
声控、光控、磁控检测电路分别由麦克、光敏三极管、干簧管来实现，
将声、光、磁信号转变为电信号，为单稳态电路提供触发信号。
信号经功率放大后驱动电机运
转，带动机器狗运动。
讲解前理解：
6
光敏传感器
声敏
两级
功率
传感器
放大
单稳态触发器
电动机
磁敏传感器
机器狗
讲解后理解：
声控电路
光控电路
磁控电路
麦克风，
Q1，Q2等
组成的
声控触
发电路
图13.机器狗基本工作原理
单稳态触发电
电机驱动电路
路
图14.机器狗基本工作原理
555,R6,C2,C5组成
的单稳态触发电路
由LED发射管，S2光接收管，S3
干簧管组成的光控、磁控触发电路
Q4，Q5
组成的
电机驱
动电路
7
下面着重分析声控电路的工作原理。
所用原理图如图14所示。
图15.机器狗声控电路工作原理
声控电路由麦克和两级放大电路构成：
当没有声音刺激时，声敏元件麦克呈高阻抗，使得Q1
反向截止，电源通过R4加在Q2的基极上使之截至，IC1的2脚输入高电平，处于复位状态，3
8
脚输出低电平，电机不工作，机器狗保持静止状态。
当有声音刺激时，麦克内部会产生电子密
度变化，其电阻变得很小。
此时，耦合到Q1的基极上而导通，经过两级放大，使得IC1等元件
组成的单稳态电路
2脚输入从高电平跳变为低电平，
IC1触发翻转，3脚输出高电平，电动机开
始工作，机器狗开始运动，其行走的时间为单稳态触发器的延时时间，
可参看图10
的仿真波形。
当IC1的3脚输出高电平带动电机工作的同时，
D1导通，将直接加到Q5的基极上使其导通，
Q2基极电位变为低电位进而被截止，
IC1的2脚输入由低电平跳为高电平。
IC1处于复位。
以上即为声控电路的详细工作原理，
光控和磁控检测输出端同声控一样耦合到
IC1的2脚，
不同点在于，由于光控和磁控输出足够驱动
IC1，故没有两级放大电路，其余的工作原理与声
控相同。
4.2元器件的识别与测试
元器件名称
器件识别
器件说明与测试
电阻
注意阻值读数是否正确
二极管
有白色色环的引脚为负极
三极管
注意极性，判断NPN和PNP，注意引脚
封装
电解电容
判断极性是否接错
两个PN结组成，但基极没有引线；
当遇
光敏三极管
到光照时，C、E两极导通，测量时红表
笔接C
由一对磁性材料制造的弹性舌簧组成，
密封于玻璃管中；
舌簧磁化，当磁场作
干簧管
用时舌簧被吸引力作用接触导通，即电
路闭合
9
麦克风注意接外壳的引脚为负极性
4.3机器狗的焊接
首先，按照4.2节中的说明和印制板上的标识，焊接各个器件到印制板上。
然后，将焊接好基本器件的印制板与机器狗内部的电路进行连接。
符号说明如下：
名称代表字符名称代表字符名称代表字符
电动机M麦克风S
红外接收I
电源V干簧管R
具体的连接如下：
电动机：
打开机壳，改装电路，将电动机连在电池负极的一端改接至M，由电动机正
端引线J1到印制板上的M。
音乐芯片连电池负极的端改接至M，使狗发声。
电源：
由电池负极引根线J2到印制板上的V。
V与M相连，不用单独再接。
磁控：
由R、R引两根线J3、J4，分别焊接在干簧管两脚，干簧管没有极性。
红外接收管：
由I、I引两根线J5、J6焊接红外接收管，使用热缩管防短路。
注
意红外接收管的长腿应接在I上。
声控部分：
屏蔽线两头脱线，用于焊接S、S和麦克风的两个焊点。
4.4机器狗的组装
电路板和各感应部件的放置遵循以下思路：
干簧管放在狗后部，贴紧机壳，便于磁感应
红外接收管通过钻孔放在狗胸前，便于感受光照
麦克的放置要求不多，这点由声音的传导性质决定
完成了上述步骤后，不能先通电，应先检查元器件焊接及连线是否有误，以免造成短路。
检测通过之后，方可进行封装。
4.5机器狗的调试
简单测试完成后再组装机壳。
装好后，分别进行声控、光控、磁控测试，均有“走—停”
10
过程即测试通过。
如某部分功能不正常，可拆开机壳，有针对性地检查电路和焊接。
一般来讲，基本器件的
焊接只要细心仔细不会出现错误，最可能的错误来自于导线连接的错位和器件极性倒置，应重
点检查。
检查时可使用万用表探测电位加速诊断。
5.实习的总结与心得体会
此次电子工艺实习历时
7天，分为
4个模块。
第一模块为焊接练习板，历时
1.5
天。
让我们在学会焊接的同时，更熟练了焊接技巧，为
最后焊接实际电路板做好了充分的准备。
我拿到的电烙铁感觉不太好用，焊锡在烙铁尖上非常
难熔，必须要在较上位置才能熔化，而且我们使用的电烙铁尖上应该是有一层镀膜的，但我的
似乎完全损坏掉了，烙铁并不会沾锡，焊锡经常要么不熔，一熔就化作一股青烟飘散，因而焊
的十分慢。
而且不太习惯用钳子剥导线，夹得过轻去不掉外皮，过重就会将导线夹断，因而在
剥线环节也耗去了一些时间。
第二天上午，有些同学已经焊完之后，我借用他们的电烙铁，果
然焊得快了许多。
总的来说，虽然焊接过程辛苦了些，但也是掌握了一门技巧。
第二个模块为Multisim仿真练习，历时1天。
由于上个学期的电路综合实验用到了
Multisim
仿真，对该软件比较熟悉，搭接电路的过程比较顺利。
整个过程没有出现什么难以解决的问题，
唯一的问题就是找不到与参考书上完全一致的开关
K1、K2
及K3，而以前搭电路的时候也没有
注意过关于开关的问题，最后找到了
PB_NO替代参考书上的K1、K2及K3，得以顺利完成仿
真。
总的来说，在Multisim仿真这个环节还是比较顺利的。
第三个模块是用Protel99SE完成PCB板的制作，历时
1.5天。
我之前并没有用过
Protel或
者类似的软件，对我而言，
Protel是一种全新的工具，远比
Multisim要复杂得多。
可以说，在我
看来,Multisim仿真是可以
0.5天解决的，而Protel实习则要
2天时间才比较充裕。
由于初次使用
Protel软件，对使用方法完全不熟悉，
看着ftp上的各种WORD文档：
《PROTEL99
简明使用手
册》、《Protel实习及注意事项2015》、《vista和win7用户无法在protel中添加库文件的解决方法
（图文解说）》、《win7系统_protel_se_99
破解方法》可以说是完全懵了。
只能在网上找Protel99SE
的教程，开始建原理图，走一步，看一步。
果不其然，在制作
555
器件的过程中遇到了一些问
题。
添加LM555需要加载ProtelDOSSchematicLinear.lib
文件库，但win7系统无法直接加载。
于是，参照“解决方法”弄了两遍，终于搞定。
对于新建一个元件，而不要直接修改系统自带
的元件库的要求，在
Documents下新建.lib文件，并在.lib
文件中修改555，通过Tools→Rename
Component重命名即可，我将其命名为“
Timer555”。
然后Design→CreateNetlist⋯生成网络表，
在网络表中需要修改两类参数，一是二极管封装后的引脚对应关系，
即将D1-1，D2-1改为D1-A，
D2-A，D1-2，D2-2改为D1-K，D2-K；
二是三极管封装后的引脚对应关系，即将
Q1-1，Q2-1，
Q3-1，Q4-1，Q5-1与Q1-2，Q2-2，Q3-2，Q4-2，Q5-2对调，在实际操作时，刚开始看到这么
多东西，有点不知所措，最后终于找到是在左边栏里输入元件名，然后
find，再更改，这样是最
为方便的。
然后新建
.PCB文件，在BottomLayer层通过Design→LoadNets⋯导出网络表，再在
KeepOutLayer层绘制
3000mil*2000mil
的矩形边界，再回到
BottomLayer层，将各个元件按照
《EDA实践参考书》P9中图8来进行元件的手动布局，因为我们使用的是单层布线，手动布局时要注意尽量减少元件之间连线的交叉，否则布线时会出差错，最后一步是自动布线，首先要
11
修改线宽，通过Design→Rules⋯→WidthConstriant→Properties，将MinimumWidth，Maximum
Width，PreferredWidth均设为40mil，其次要设置布线层面为仅在底层布线，通过Design→Rules⋯
→RoutingLayers→Properties，将TopLayer选项置为NotUsed，再通过AutoRoute→All⋯→Route
All进行自动布线。
总的来说，通过这紧张而忙碌的1.5天，让我对一个软件由完全不会到熟练
掌握，在我将任务完成的那一刻，那种兴奋是不言而喻的。
第四个模块是机器狗的制作。
老师给了我们3天时间，但大部分同学1天就完成了，我也
是在第一天下午验收完毕。
有了之前的焊接练习做基础，再加上Multisim仿真和PCB板的制作
过程中对电路板设计原理的理解，这个模块就是对之前各模块的整合，焊点不多，完成起来也很轻松。
该模块包括元器件的识别与测试，机器狗电路板的焊接，机器狗的组装和机器狗的调试。
焊接过程没有什么问题，做实验最重要的就是耐心，细心，我按照小册子上的步骤一步一步完成，仔细查看元件型号，区分有极性元件的正负极。
最终完成时，没有一次拆焊，重焊组装好后，没有自己先拿电池测试，在老师验收处一次验收完成，甚至没有出现有些机器狗由于周围声音较大而停不下来的现象。
虽然刚开始做焊接的时候，由于感觉焊锡味道难闻，又怕被烙铁烫伤，总有些犹犹豫豫，
战战兢兢的样子，但经过这7天的实习，很好地培养了我的动手能力，以及将理论和实际结合
的能力，让我获益匪浅。
我真心地期待着下一次的实习经历。
12
升级会员 