计算机硬件工艺实习报告Word格式文档下载.docx
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观看视频（原理图部分）
三
了解制作元件库和原理图的方法
利用Protell99软件制作元件库和画原理图
实践操作
四
了解印刷电路板的设计方法
观看视频（PCB部分）
五
了解印刷电路板元件库和元件的制作
用Protell99软件制作封装库和画PCB板
第二周
了解电子焊接工艺的基本要求和元器件的基本
识别方法
初步练习焊接技术
1.领取元器件
2.按元件清单清点元件、材料
3.使用仪表检查元器件质量，测量参数
操作
熟练焊接技术，明确目标
初步焊接产品元器件
焊接产品元器件，整机安装
按电子产品功能调试整机，查找并排除故障
1.归还工具、电器，清扫场地
2.自我总结，并写实习报告
总结
三.Protel99se软件的学习和使用
1.Protel99se软件的介绍
本次实习采用的是protell99se软件，Protell99SE是应用Windows9X/2000/NT操作系统下的EDA设计软件，采用设计库管理模式，可以进行联网设计，具有很强的数据交换能力和开放性及3D模拟功能，是一个32位的设计软件，可以完成电路原理图设计，印制电路板设计和可编程逻辑器件设计等工作，可以设计32个信号层，16个电源--地层和16个机加工层。
本次实习用到了protell99se的电路工程设计部分中的电路原理设计部分（AdvancedSchematic99）和印刷电路板设计系统（AdvancedPCB99）
.电路原理图设计部分包括电路图编辑器（简称SCH编辑器）、电路图零件库编辑器（简称Schlib编辑器）和各种文本编辑器。
本系统的主要功能是：
绘制、修改和编辑电路原理图；
更新和修改电路图零件库；
查看和编辑有关电路图和零件库的各种报表。
.印刷电路板设计系统包括印刷电路板编辑器（简称PCB编辑器）、零件封装编辑器（简称PCBLib编辑器）和电路板组件管理器。
绘制、修改和编辑电路板；
更新和修改零件封装；
管理电路板组件。
2.软件使用步骤如下：
.元件库的设计：
通过观看老师给的纸质原理图草图，明白了自己该要制作哪些元件，明确了每个元件的引脚是分配情况。
元件清单：
74LS74，74HC93，74HC240，74LS47，555，4017，7805，9014，C,C1，CON2，CON3，DYP_7-SEG,IN4007，LED,LM393N,R,SWSPST
元件库的设计步骤如下：
（1）首先打开protel99SE软件。
点击File下的New，打开如图所示，建立元件库文件出现的主界面，我重命名为元件库.Lib
图1建立元件库
下面以CON2元件的制作为例进行说明。
（2）利用矩形工具框，在第四象限画一个矩形框
.
图2勾画矩形框
（3）再添加引脚，点击引脚按钮会出现如图所示的11，12引脚，双击12引脚出现如图对话框，可以通过改变参数来调整引脚名称和序号。
以及引脚名称序号的隐藏与显示。
图3引脚命名
（4）完成后得到如下的元件图。
图4CON2元件
（5）点击页面上的Description选项，弹出如图所示的对话框。
修改参数设置，完成后点击保存按钮，即完成了CON2元件的封装。
图5封装命名
（6）利用相同的方法，对我们实验所需的元件进行制作，就可得到我们整个实验所需的元件。
.原理图的设计：
这次一共画了七个原理图，六个分图，一个总图。
从整体考虑，先画比较大的元件，再从旁一点一点的修饰。
得到如下所以的六个原理图（见图6~图11）。
（1）整流稳压滤波电路
图6整流稳压滤波电路
（2）方波信号发生器
图7方波信号发生器
（3）计数器模块电路图
图8计数器模块电路图
（4）循环亮灯电路
图9循环亮灯电路
（5）触发器电路
图10触发器电路
（6）比较器电路
图11比较器电路
3>
.封装库制作
封装清单：
DIP8，,DIP14,DIP16，DIP20,DIODE,TO-7085，TO-9014,RAD0.4
CON-2，CON-3，DIGITAI0.5X1，SOIC-8，AXIAL0.5,SW
封装库的制作步骤如下：
（1）首先打开软件Protell99se软件，点击File下的New，得到建立封装库的主界面，我重新命名为封装库.Lib
图12封装库建立
下面我以DIP8为例进行说明
（2）点击Tool下面的NewComponet，则进入下面页面
图13初始界面
（3）点击Next,选择DIP那项，单位选择<
mil>
图14选择封装类型
（4）再点击Next，选择间距，我选择圆孔直径20mil,长度和宽度都为50mil
图15选择引脚大小
（5）再点击Next，我选择了300mil上下间距和200mil的左右间距
图16选择两脚之间距离
（6）再点击Next，选择宽度为10mil不变
图17选择轮廓宽度
（7）再点击Next,选择八脚的左右都为四脚的模型
图18选择引脚方式
（8）点击Next，将此封装命名为DIP8
图19封装命名
（9）点击Next，则该封装做好了，最后点击Finish即完成
图20完成界面
利用各种方法，我们实验所需的所有元件进行封装，从而得到我们整个实验所需的封装库。
4>
.PCB板的绘制
首先需要通过电路规则检查，若无错误才可由原理图导成PCB图，下图所示为通过ERC验证的比较器原理图
图21比较器电路的ERC验证
全部原理图经ERC检验后无错误，则点击Design，再点击UpdataPCB。
则可由原理图导成PCB图
图22错误检查
下图所示5-1至5-6为我自己画好的PCB板
图23整流稳压滤波电路
图24方波信号发生器
图25计数器模块电路图
图26循环亮灯电路
图27触发器电路
图28比较器电路
四.电路焊接过程
1.焊接电路板用到的实习焊材如下：
计算机硬件实习消耗材料计划表
序号
品名
规格
单位
数量
1
电容
0.001U（102）
只
2
0.01uF（103）
3
0.1uF（104）
4
电解电容
10U/16V
5
470U/16V
6
100U/16V
7
1000U/16V
8
二级管
IN4007（>
1A）
9
电阻
1M
10
共阳级数码管
0.5寸
11
三极管
9014
12
300欧姆1/4W
13
470欧姆1/4W
22
14
1k欧姆1/4W
15
10k欧姆1/4W
16
51k欧姆1/4W
17
100k欧姆1/4W
18
电位器
5K碳膜电位器
19
轻触按键
20
稳压器（集成块）
7805
块
21
集成块
NE555
74HC93
23
74LS47
24
4017
25
74HC240
26
74LS74
27
LM393N
28
1*40短针（2.54mm）
1/2
29
短路子
30
2EDGV-2P（5.08绿色）和配套的插头
31
印制板
32
IC-14
DIP14
个
33
IC-16
DIP16
34
IC-8
DIP8
35
IC-20
DIP20
36
发光二极管
Ф3
计算机硬件实习工具计划表
序号
共计
电烙铁
25W
支
烙铁架
（配海绵一块）
焊锡丝
坨
松香
斜口钳
把
每3组共用一把斜口钳
镊子
万用表
调试时每5组共用2块万用表
交流变压器
220V-9V
调试时按需使用
备注：
1.焊接调试时注意安全，防火防触电；
2.焊接时注意节约焊料：
焊锡丝和松香；
3.爱惜工具，如因使用不当造成工具损坏照价赔偿；
4.焊接调试完毕归还所有工具；
5.工具领用、归还实行签名负责制。
2.电路焊接顺序：
.先焊接电阻，测量好电阻的阻值，然后写在纸上，并按各自的顺序焊接，以免
漏掉电阻，焊接完电阻之后需要用万用表检验一下各电阻还和以前的值是否一
样（检验是否有虚焊）。
.焊接电容，先焊接瓷介电容，要注意上面的读数，接着焊接电解电容了，注意长脚是"
+"
极，短脚是"
—"
极。
.焊接二极管，要注意二极管的正负极
.焊接三极管，—定要认清"
e"
，"
b"
c"
三管脚。
5>
.最需要细心的是焊接芯片了，要确保电路图准确无误的焊接好。
6>
.焊接印刷电路板上有些地方间断了，我们需要用焊锡把它连接起来。
3.焊接好的电路板见下图：
图29电路板正面
图30电路板反面
4.电路焊接心得：
.在焊接的时候，由于开始焊了大电容，导致后面不好焊电阻，这直接影响到后来电路焊的都没有焊的很好，导致有的引脚突起；
.在焊芯片的时候一定要注意它的方位，不然后来会很麻烦；
.在焊电路板的时候由于没注意，有几个焊盘让我焊掉了，最后只能拿导线做引脚，显得有点不美观，所以不能让电烙铁接触焊盘过久；
.在焊的时候，有的引脚虚焊了，这让后面的测试很麻烦.
五.电路测试和故障分析
1.电路测试
.整流稳压滤波电路
电路原理：
220v交流电压经过变压器变为9v交流电压后，通过四个二极管组成的桥式整流电路变为10v左右的脉动直流电压，再利用电解电容组成滤波电路将其变为平滑的直流电压，再经三端稳压器组成的稳压电路使得输出为较稳定的5v直流电压（D5亮）。
测试结果
接通电源后用万用表测得7805的输入电压为7.32v，输出为5v。
图32电路板的电源模块
图33万用表测量值
结论：
测试所得结果与原理所得结果一致。
.方波信号发生器
电源接通后，5v电源通过电阻R7、R6向电容C7充电。
这个过程中，NE55认为无触发信号，输出为高电平（D7亮）。
当集成块555的2脚电压上升到一定值的时候（一般为2/3Vcc），集成块555的6脚受到触发，集成块中的比较器1翻转，3脚输出电压为低电平（D7灭，D6亮），同时集成块中的三极管导通，电容C7通过R6放电。
当电容C7上降到有定值时（一般为1/3Vcc），集成块中的比较器2翻转，3脚输出电压为高电平（D7亮，D6灭），C7放电终止，又重新开始充电。
周而复始，形成振荡。
其振荡周期与充放电的时间有关。
C5防止干扰电压引入。
当接通电源后，观察发现D6和D7交换发光的，且交换的时间为8秒，所以脉冲周期为约16秒。
图34电路板的时钟模块
.计数器模块电路图
当方波信号发生器产生的时钟脉冲输入到计数器（7493）14脚，该计数器对此信号进行二分频和八分频计数输出，译码器（7447）将计数器输出的四位二进制代码（一个BCD数）译成对应的七位高、低电平信号，并驱动一个七段显示器，显示器则显示相应的数字。
接通电源后，观察发现数码管从0开始一直到9再跳到0，每隔大约16秒变换一次，且为下降沿触发。
图35电路板的计数器模块
.循环亮灯电路
由555时钟电路产生的方波信号，输入到10位计数——分频器（CD4017），分频计数产生输出信号经过74HC240驱动后输出到发光二极管D10～D19上，D10～D19循环依次点亮。
由于74HC240只能对8位二进制数进行反相，所以电路中加入了两个三极管非门。
三极管非门应保证当输入低电平时三极管可靠地截至，则输出为高电平；
当输入高电平时三极管工作在深度饱和状态，则输出为低电平。
当电源接通后，十个发光二级管只有一个发光，发光二级管按逆时针一个一个轮流发光，且每变化一次的时间为16秒，所以循环发光的周期为16秒，从方波信号发生器电路中只要D发亮的同时循环变化一次，所以可以知道循环亮灯电路是上升沿脉冲控制。
图36电路板的跑马灯模块
.触发器电器
第一路:
按触发键S2给出一个信号上升沿，电路中设计的J5、J4分别是D触发器的清零和预置信号输入端，高电平有效，J3接D触发器D输入端。
实验中将J5、J4的短接卡短接为高电平（即短接靠近1处的两短路子）,使D触发器D端输入信号有效,然后按S2给D触发器一个信号上升沿,将J3的数据锁存，其输出结果有Q和Q非两种，分别通过发光二极管D9和D20显示出来。
第二路:
由S4为触发键，J8和J7分别是D触发器的清零和预置信号输入端，高电平有效，J6接D触发器D输入端。
输出结果同上，由发光二极管D21和D22显示出来。
测试结果：
接通电源，使J4，J5，J7，J8接高电平，改变J3，J6的电平，灯亮灭情况如下表：
输入
现态
开关
次态
J3
J6
D20
D22
D21
D9
S2
S4
无
按
1表示接高电平（灯亮），0表示接低电平（灯灭
图37电路板的触发器模块
.比较器电路
此电路采用了双路比较器LM393，一路用比较器产生一个方波输出，J9为输出端，可以通过示波器来观察，其探头分别接“OUT”端和“GND”端。
另一路比较器为电压比较，电位器RT2为参考电压调节端，可以通过调节其阻值改变其电压值，电位器RT1为比较电压调节端。
实验中我们可以先使参考电压不变，然后调节RT1，改变输入电压值，两路电压通过比较器比较，其输出结果可以通过发光二极管D23的亮度显示出来。
在RT2设置了参考电压2.45V后，调节RT1，改变输入电压，先将RT2输入4.39V，灯亮；
输入2.35V，灯不亮。
可见当RT2小于RT1时，说明7端输出是高电平，当RT2大于等于RT1时，灯都是灭的，说明输出是低电平
图38电路板的比较器模块
测试所得结果与原理所得结果一致
3.故障分析
在调试的过程中，遇到一个问题.跑马灯有一盏灯始终不亮，我们小组把LED灯取下来，换了一个新的LED灯，又重新焊接上去，还特别检查了是否虚焊，没有问题后。
我就用万用表一个一个的去检测LED灯电压高低，但我发现该处的导线的确导通了，没有短路的。
于是我又检查连接该灯的电阻是否正常，发现也没有问题。
接着去查看连接该灯的芯片引脚是否错误，对照原理图发现，没有一点问题。
本来打算放弃了的，不过，看到别人的都能正常，自己工作了这么久，觉得一定要做好。
于是我又用万用表去检查线路的连接，终于在检测LED灯连接电阻的线上发现了问题，原来那根铜线已经不起作用了。
难怪LED一直不亮。
最终，我用焊锡笔直连接了LED的一端和电阻的一端，重新连接电源后，终于亮起来了。
还有开始的时候那个数码管显示有点不正常，有些乱码。
先是观察了数码管的引脚焊接是否虚焊了，发现没有问题。
后来发现有两个引脚看上去有点连接在一起了，通过熔断使它们分开了，不过还是一样有点不正常的显示。
拿来别人正常的PCB板后，经过细心观察，发现我的板子有几个电阻和别人的不一样，色环不同。
我想肯定是电阻焊错了，通过和原理图对比，再用万用表测量，的确是错了，于是我把错误的取下来，重新焊了阻值正确的电阻，再接通电源，发现一切正常了。
六.收获、心得和建议
在这两周的实习中，自己至始至终，一步一个脚印，从最开始的画电路原理图，再用protell99se做成PCB板，再到实验室去焊板子，最后进行调试。
虽然在调试的过程中遇到了很多不解，但是自己通过看电路的原理图和一步一步的检查，最终把错误都找出来了。
在此期间，我也学会了如何用protel绘制原理图和如何焊板子。
通过调试电路板，我懂得了，如果电路的显示结果不对，那就得一个一个模块的，从总体到每一个点，一点一点的去查原因，再结合相关资料去调试。
尤其是在焊板子这一块我认为要使焊点应接触良好，并保证被焊元件之间能稳定的通过一定的电流，特别要要避免虚焊的产生。
在此期间，我学到了这些：
1.初步掌握了印刷线路板自动布线系统Protel的使用方法；
2.了解了常用元器件及材料的类别、型号、规格、符号、性能及一般选用知识；
3.熟悉了常用仪器仪表的作用和元件的测量方法；
4.掌握了电器产品安装焊接的基本工艺知识和手工焊接技术，以后能够独立的焊接电子产品；
5.掌握了电子产品一般调试原理，以后能够独立的完成制作产品的调试工作；
6.了解了电子产品工业制造的工艺流程和新技术、新工艺。
通过本次计算机硬件工艺实习，自己了解了电子产品的一定硬件知识，开阔了眼界，把平时书本的知识应用到实践中，自己得到了很多宝贵的知识财富，另一面自己也看见了自己的不足，还需要努力学习，了解更多相关知识，丰富自己的阅历，多请教老师和有关人员，通过各个渠道学习和了解计算机硬件的有关知识。
此次实习通过软硬件结合的形式让我们了解了电子产品原理图、印制板的设计生产过程，提高了动手能力。
在今后的学习生活中我要多加强相关实践实习，不断锻炼提高自己各方面的能力。
两个星期的电子硬件工艺实习，我学会了焊接技术，知道了电子产品的装配，我还学会了电子元器件的识别及质量检验，知道了整机的装配工艺，进一步培养了我的动手能力及严谨的工作作风，也为我以后的工作了打下了很不错的基础。
最重要的一点是：
以前感觉学习<
<
模拟电子技术和数字电子技术>
>
课时，总觉得老师讲的太抽象，通过本次实习，我明白了许多东西。
而且我相信这我以后的专业课学习中我会学习的更好。
总之，在实习过程中，要时刻保持清醒的头脑，要懂得冷静的去检查和分析错误。
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