【正文】 斷 開 電 源 ） 。 遇 到 多 于 5 個 元 件 或 一 組 插 孔 插 不 下 時 ， 就 需 要 用 面 包 板 連 接 線 把 多組 插 孔 連 接 起 來 。 無 焊 面 包 板 的 優(yōu) 點(diǎn) 是 體 積 小 ， 易 攜 帶 ， 但 缺 點(diǎn) 是 比 較 簡 陋 ， 電 源連 接 不 方 便 ， 而 且 面 積 小 ， 不 宜 進(jìn) 行 大 規(guī) 模 電 路 實(shí) 驗 。 使用面包板時要注意在安裝分立元件時，應(yīng)便于看到其極性和標(biāo)志，將元件引腳理直后在需要的地方折彎。為了防止裸露的引線短路，必須使用帶套管的導(dǎo)線，一般不剪斷元件引腳，以便于重復(fù)使30 / 54用。一般不要插入引腳直徑〉 的元器件，以免破壞插座內(nèi)部接觸片的彈性。對多次使用過的集成電路的引腳，必須修理整齊，引腳不能彎曲，所有的引腳應(yīng)稍向外偏，這樣能使引角與插孔可靠接觸。要根據(jù)電路圖確定元器件在面包板上的排列方式，目的是走線方便。為了能夠正確布線并便于查線，所有集成電路的插入方向要保持一致，不能為了臨時走線方便或縮短導(dǎo)線長度而把集成電路倒插。根據(jù)信號流程的順序，采用邊安裝邊調(diào)試的方法。元器件安裝之后，先連接電源線和地線。為了查線方便，連線盡量采用不同顏色。例如：正電源一般采用紅色絕緣皮導(dǎo)線面包板的使用 負(fù)電源用藍(lán)色，地線用黑線，信號線用黃色，也可根據(jù)條件選用其它顏色。 面包板宜使用直徑為 左右的單股導(dǎo)線。根據(jù)導(dǎo)線的距離以及插孔的長度剪斷導(dǎo)線，要求線頭剪成 45186。 斜口，線頭剝離長度約為 6mm 左右，要求全部插入底板以保證接觸良好。裸線不宜露在外面，防止與其它導(dǎo)線斷路。 連線要求緊貼在面包板上，以免碰撞彈出面包板，造成接觸不良。必須使連線在集成電路周圍通過，不允許跨接在集成電路上，也不得使導(dǎo)線互相重疊在一起，盡量做到橫平豎直，這樣有利于查線，更換元器件及連線。 我們剛設(shè)計的面包板在調(diào)試的時候往往會遇到一些困難，特別是當(dāng)板比較小、元件比較多時，往往無從下手。但如果掌握好一套合理的調(diào)試方法，調(diào)試起來將會事半功倍。對于剛剛搭好的面包板，我們首先要大概觀察一下，板上是否存在問題，例如是否有明顯的裂痕，有無短路、開路等現(xiàn)象。如果有必要的話，可以檢查一下電源跟地線之間的電阻是否足夠大。一切檢查無誤之后在老師的指導(dǎo)下就可以接通電源了，干后觀察電路是否一切正常，能否實(shí)現(xiàn)。若達(dá)到預(yù)期的效果就可以處 PCB 板了。 PCB設(shè)計設(shè)計 PCB 之前要先生成網(wǎng)絡(luò)表，這就要先給元件給封裝了。 元件封裝二極管的封裝是 ，數(shù)字表示焊盤直徑如下圖 所示。31 / 54圖 圖 電阻的封裝是 ，數(shù)字表示焊盤間距，單位是英寸，過程如上圖 3. 4 所示。無極性電容的封裝是 ，數(shù)字表示焊盤間距，其過程如下圖 所示。 電源和開關(guān)等用外接連接器代替，它的封裝用單列直插 SIP2 的形式封裝，其過程如下圖 36 所示。32 / 54 圖 圖 三極管的封裝是 TO92A，其過程如下圖 所示。33 / 54圖 根據(jù)上面的圖示將原理圖中的元件一一給封裝，封裝圖如 所示。圖 34 / 54 PCB板設(shè)計如下圖 是該設(shè)計圖的 PCB 板圖和 3D 效果圖。圖 35 / 544 小 組 設(shè) 計1 震蕩報警器簡介：震蕩報警器是利用震動等作為觸發(fā)信號的報警器。它具有制作簡單和成本低的優(yōu)點(diǎn)，用途廣泛。2 設(shè)計要求：首先要了解報警器的器件的工作原理。其次要了解每個器件的工作方式及狀態(tài)。3 設(shè)計方法：⑴選用 556 定時器組成震動振蕩器。⑵由壓電陶瓷片組成震動控制器，和信號輸出源。4 控制要求通過控制陶瓷片 X1 來控制 X2 信號的輸出。5 振 動 報 警 器 的 工 作 原 理電路工作原理該振動式防盜報警器電路由防盜檢測電路、受控超低頻振蕩器和自激振蕩器組成，如圖 所示。圖 防盜檢測電路由電阻器 R1~R3 和壓電陶瓷片 BC(傳感器)組成。受控超低頻振蕩器由雙時基集成電路 IC(ICa、ICb） 內(nèi)部的一個時基集成電路 ICa 和電阻器 R電容器C1，C2 組成。自激振蕩器由 IC 內(nèi)部的另一個時基集成電路 ICb 和電阻器 RR電容器 C3 組成。 在 BC 未檢測到振動聲音時，受控超低頻振蕩器和自激振蕩器均不振蕩，蜂鳴器 HA不發(fā)聲，報警器處于警戒狀態(tài)。當(dāng)有盜情發(fā)生、BC 檢測到盜賊行竊時產(chǎn)生的振動聲響時，在 R3 兩端將產(chǎn)生一個觸發(fā)電壓，使受控超低頻振蕩器和自激振蕩器振蕩工作，受控超低頻振蕩器產(chǎn)生的 5Hz 超低頻振蕩信號對自激振蕩器產(chǎn)生的自激振蕩信號進(jìn)行調(diào)制，驅(qū)動 HA 發(fā)出報警聲。振動聲音消失后，受控超低頻振蕩器和自激振蕩器在工作lmin 后停振，HA 停止發(fā)聲，報警器又進(jìn)入警戒狀態(tài)。元器件選擇36 / 54 R1~R6 選用 1/8W 金屬膜電阻器或碳膜電阻器。 Cl 選用耐壓值為 16 的鋁電解電容器。C2 和 C3 均選用獨(dú)石電容器。 IC 選用 NE556 或 ICM7556 型雙時基集成電路。 BC 選用 φ27mm 的壓電式陶瓷蜂鳴片。 HA 選用帶助聲腔的壓電式蜂鳴器或電磁蜂鳴器。 提示：震動傳感器可以自制，具體方法是:將壓電片 X 固定在一圓形黃銅片中央，在黃銅片右側(cè)固定一重物，以增強(qiáng)軸向的傳感靈敏度。該重物為一只 1/4 英寸的螺桿，再在螺桿頂部套上兩只螺母，以便增大 X1 的震動量，以輸出較強(qiáng)的電壓信號加到 ICI1 的 6 腳。震動報警器如安裝在汽車或摩托車上時，可利用蓄電池電壓供電。6 原理圖如圖圖 元件測試完成以后，就要在面包板上調(diào)試電路，只有調(diào)試成功以后才說明設(shè)計的正確性，才可以進(jìn)行正式的焊接。首先，搭面包板是一種電路設(shè)計與制作中常用到的調(diào)試工具，就是一些按照標(biāo)準(zhǔn)的間距縱橫排列的電接觸插孔，插孔后面通過導(dǎo)體按照行列或分組的關(guān)系相連通，電子元件的引腳可以插入插孔中通過萬用板本身的連通關(guān)系以及附加的連接導(dǎo)線構(gòu)成，電路元器件和連接導(dǎo)線都是通過插孔插入不需要焊接，因此可以很方便地拆卸下來，不僅修改電路很方便而且還可以反復(fù)多次使用， 。37 / 54使用面包板可以將設(shè)計出的電路進(jìn)行搭建，以確保在制作之前肯定制作結(jié)果的正確性。如果搭建的電路不可以正常工作，那么說明該電路設(shè)計的不正確，因此必須要從新設(shè)計，然后在用面包板調(diào)試，直到成功為至。調(diào)試時，先將較大的元件插在面包板上，如 lm358 和 CD4093BE。而且要選擇適當(dāng)?shù)奈恢?，以便在他們中間放置其他的元件。然后按照個元件的連接順序?qū)⑵溆嘣来芜B接。然而，在調(diào)試過程中，往往會出現(xiàn)一些錯誤。所以，在連線時一定要特別的仔細(xì)，一旦接錯，就很難發(fā)現(xiàn)錯誤的所在。應(yīng)該反復(fù)檢查后才可以供電，避免電源被短路燒壞電源，防止二極管被擊穿，失去其應(yīng)有的特性。調(diào)試方法：(1)直接觀察： 首先檢查元器件的管腳是否有虛焊和脫焊現(xiàn)象。上述檢查無誤后給電路通電，然后用手觸模元器件，檢查有無異常發(fā)熱現(xiàn)象、有無異味等。 (2)測量參數(shù)： 用萬用表測量電路的電源 Ucc 和地兩腳之間的電壓，測量晶體管的工作點(diǎn)是否符合要求等。 (3)采用動態(tài)逐級跟蹤法： 在電路輸入端加人一個有規(guī)律的信號，按信號流程用示波器依次檢查各級波形，看是否有故障直至找到為止。面包板調(diào)試圖 如下圖 電路調(diào)試成功之后，說明該電路可以正常工作，也說明電路圖的連線是正確的，因此就應(yīng)該對電路進(jìn)行 PCB 板的制作。做電路的 PCB 板首先要對原理圖進(jìn)行封裝。38 / 54封裝結(jié)束后生成網(wǎng)絡(luò)表，如圖 ，圖 然后在 PCB 界面設(shè)置和調(diào)用已經(jīng)封裝的元件的網(wǎng)絡(luò)表，在布局完成之后要對 PCB板的各種形式進(jìn)行設(shè)置，圖 。圖 在這里對于標(biāo)準(zhǔn)庫和自己的常用庫里面沒有的元件封裝進(jìn)行制作，要注意畫俯視圖，注意尺寸，焊盤大小，位置，號，內(nèi)孔大小，方向，這些要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)置，如整流器、滑動變阻器、和連接器的引腳比較粗，這里選擇其焊盤直徑為 毫米，其他的均為 毫米；選線與焊盤的距離為 ；線寬設(shè)為 1mm，只有地線設(shè)為了 ；在線的拐角處設(shè)置為 45 度。設(shè)置完成后，進(jìn)行布線，得到了該圖的 PCB 板。如下圖 39 / 54圖 做好電路的 PCB 板后，還可以通過 Protel 99 SE 瀏覽電路的 3D 視圖，以觀察電路的模擬成品。如圖 ，分別為 3D 視圖中，電路板的正面和反面。圖 40 / 54主要元件清單表編號 名稱 型號 數(shù)量RRRRR6 電阻 1M 5R3 電阻 10M 1CC3 電容 1uF 2C1 極性電容 50uF 1ICa、ICb 觸發(fā)器 NE556 2HA 電磁蜂鳴器 1BC 壓電式陶片 1V 電源 9V 1表 （1）電烙鐵的三種握法都應(yīng)掌握，在本實(shí)習(xí)中我們采用筆握法，如圖 所示。圖 （2）焊接的正確操作方法，如圖 所示。41 / 54圖 （3）焊接焊點(diǎn)舉例，如圖 所示。圖 ，焊點(diǎn)就象光滑小山丘；，焊錫多，中間空，虛焊；，元件線未出頭，半焊，振動易脫焊；，撤離時帶出一個小尖峰；，桃形焊點(diǎn)，烙鐵從元件引腳方向離；，象油滴焊點(diǎn)，與焊盤未焊接。（4）焊接工序電子電器一般采用臥式，可以靠攏印刷板，元件的引線可短些，減少元件的分布參數(shù)的影響。應(yīng)先焊較低的元件，后焊較高的和要求比較高的元件等。先內(nèi)后外。先小后大。次序是：電阻、二極管、電容、三極管、其它元件等。要注意：在焊接集成電路時，要掌握焊接時間，每個焊點(diǎn)最好用 3S 左右的時間焊好，最多不能超過 5S，否則會損壞集成塊。（5）焊接時注意事項1．焊劑加熱揮發(fā)出的化學(xué)物質(zhì)是對人體有害的，一般烙鐵離開鼻子的距離至少不要少于 20cm，通常以 30cm 為宜。42 / 542．電烙鐵用后一定要穩(wěn)妥的放于烙鐵架上，并注意導(dǎo)線等物不要碰烙鐵。3．由于焊錫絲成分中，含有鉛類重金屬，因此操作時戴手套或操作后洗手，避免食入。 （6）組裝焊接注意事項：電解電容、二極管極性以及三極管 e、b、c 不能出錯各元器件高度應(yīng)適當(dāng)，所有元器件高度均不能超過中周的高度。否則收音機(jī)外殼將無法合攏。烙鐵電源線是否存在漏電隱患烙鐵在焊接中溫度較高，嚴(yán)禁燙傷他人和自己。也不要碰到其他任何可燃物，特別是導(dǎo)線。烙鐵放置：烙鐵頭向外，導(dǎo)線向自己。焊接集成電路插座時，必須按集成塊的引線排列圖焊好每個焊點(diǎn)。焊接結(jié)束時，檢查有無漏焊，虛焊現(xiàn)象。檢查時，可用鑷子將每個元件腳輕輕一提，看是否動搖，若發(fā)現(xiàn)動，應(yīng)重新焊好。圖 在把所有元器件焊接到 PCB 板上，我們并沒有一下子就實(shí)現(xiàn)了功能，而是在經(jīng)過了數(shù)次調(diào)節(jié)才在 PCB 板上實(shí)現(xiàn)了功能，在此，把我們組在調(diào)試過程中所遇到的問題以43 / 54及解決方案記錄下來。問題 1：電阻損壞解決方案：首先，當(dāng)我們把 PCB 板連接電源的時候，發(fā)現(xiàn)并沒有像我們想象的那樣實(shí)現(xiàn)功能，而是毫無反應(yīng)。當(dāng)即，我們就開始了檢測 PCB 板，看是否哪出了問題，并用萬用表來測測看哪個元器件被損壞了。因為，在經(jīng)過面包板調(diào)試，元器件就被折了好都次，現(xiàn)在又經(jīng)過 PCB 板，所以很可能有元器件損壞。當(dāng)我們檢查電阻時，用萬用表測，其中有一個電阻沒有阻值，所以我們確定了電阻壞了，后買了個電阻替換上。問題 2：556 定時器其中一個管腳接錯。解決方案：當(dāng)把元器件損壞的原因排除后，我們繼續(xù)通電源，結(jié)果，功能依舊沒有實(shí)現(xiàn)，至此，我們繼續(xù)開始調(diào)試。經(jīng)過長時間的觀察，我們發(fā)現(xiàn) 556 定時器的一個管腳接錯了，原因在于畫原理圖的時候，556 定時器直接掉出來，有一個管腳是低電頻，而我們的圖全是高電頻，至此，我們把那個管腳連到電源的線切斷。問題 3：電源插線未插牢固。解決方案：經(jīng)過仔細(xì)檢查我們發(fā)現(xiàn)我們疏忽了一個問題，將電源插線未查穩(wěn)定。這直接導(dǎo)致我們功能無法實(shí)現(xiàn)。小的問題最后會影響最終的成敗。44 / 54總 結(jié)通過這次電子實(shí)訓(xùn)，我學(xué)會如何利用 Protel99SE 為電子設(shè)計及電子制作提供有力的支持。同時還加深了所學(xué)知識的理解，給平日只學(xué)理論知識的我們以很好的實(shí)踐機(jī)會，讓我們在自己動手的過程中逐漸掌握一些相關(guān)的知識。于無形之中，提升自己的動手能力，也讓我們學(xué)到課堂上理論中所學(xué)不到的東西，讓我們能一下記住很多比理論更實(shí)際的東西。在實(shí)際制作中，我們遇到了各種各樣的問題。理論與實(shí)際的差距，動手能力不是很強(qiáng)，所學(xué)知識的欠缺等等。通過這次對數(shù)字電路示教儀的設(shè)計與制作，讓我了解了設(shè)計電路的程序，也讓我了解了關(guān)于數(shù)字電路示教儀的原理與設(shè)計理念，要設(shè)計一個電路總要先進(jìn)行各種檢測，檢測成功之后才實(shí)際接線的。但是最后的成品卻不一定與想象的完全一樣，因為，在實(shí)際接線中有著各種各樣的條件制約著。所以，在設(shè)計時應(yīng)考慮兩者的差異，從中找出最適合的設(shè)計方法。通過這次學(xué)習(xí)，讓我對各種電路都有了大概的了解，坐而言不如立而行，對于這些電路還是應(yīng)該自己動手實(shí)際操作才會有深刻理解。我想這次實(shí)訓(xùn)是對自己的一次挑戰(zhàn)。終日學(xué)習(xí)理論的我們在整個電子設(shè)計與制作過程中又學(xué)到了更多東西，同時也培養(yǎng)了我獨(dú)立工作的能力，樹立了對自己工作能力的信心，相信會對今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。我充分體會到了在制作過程中的探索的艱難和成功的喜悅。雖然制作還不是很完美，但是在設(shè)計過程中所學(xué)到的東西是這次電子設(shè)計的最大收獲和財富，我相信會使我終身受益的。45