電路板制作實習(xí)報告
電子實習(xí)報告
題目:熄燈延時控制電路的制作
作者;石閑風(fēng)
指導(dǎo)老師:段衷麒
第一階段:電子實習(xí)動員大會及焊接講座、Protel講座
在實習(xí)初期,學(xué)院的一些老師通過對我們進(jìn)行動員大會以及開展一系列專項講座的方式,極大地提高了我們參與這次電子實習(xí)的積極性與主動性,讓我們更為直接的了解了實習(xí)期間的整個流程,從而為我們有序參與實習(xí)奠定了良好的基礎(chǔ)。同樣的,我們也在這個過程中學(xué)到了很多實用的知識,比如說Protel軟件的應(yīng)用,以及在焊接過程中需要了解的一些注意事項。
第二階段:原理圖和PCB的圖的繪制
(一)原理圖
(二)PCB圖的繪制具體步驟:
1.首先對每個元器件封裝,添加封裝號,
2.接著創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)表,在設(shè)計欄中的創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)列表。3.在ddb界面中,新建一個.PCB文件。在新建的過程中可以改變PCB板的大小等制作參數(shù)。4.在PCB文件界面中,加載網(wǎng)絡(luò)表,按一下設(shè)計中的網(wǎng)絡(luò)表。5.先按自動布局,再按照自己的要求布局。6.自動布線,并要布線要求達(dá)到100%。
注意事項:
1.可以在.Sch文件中更新PCB板,即按設(shè)計中的更新PCB的按鈕,則PCB板會按照電路圖的改變而更新。
2.生成網(wǎng)絡(luò)表時如果檢查到有錯誤,則不能生成PCB板。
3.在布局布局時一定要按照同樣性質(zhì)的元器件盡量整齊擺列。4.PCB板要設(shè)計得當(dāng),要根據(jù)電路大小來設(shè)計板的大小。
第三階段:電路板的制作
制作電路板是我們整個過程中至關(guān)重要的一步,直接影響著我們這組最后能否試驗成功。小心起見,我們首先找到了段老師,請他檢查了一下我們的PCB圖,并對制板之前的一些準(zhǔn)備工作有了一定的了解。然后我們到了文約樓五樓的實驗室?吹狡渌恍┩瑢W(xué)在儀器邊忙前忙后,有的在打印PCB圖,有的圍在水邊刷板,心里還是蠻向往的。問了一下那些同學(xué),他們也在熟悉制板的步驟,對整個制板的流程也不是很清楚。然后我們看四周的貼牌上的操作流程,熟悉了整個步驟。接下來就是自己制板了,首先來到電腦前打印出我們的pcb圖,后來按照大小裁量了一塊電路板,接下來就是覆膜和曝光了,這兩步還比較簡單,但曝光過后就是退膜了,這一步難度比較大,要控制浸泡的時間,后來就是刷電路板了,一不小心還會把電路線刷斷,這樣就要重新做了,由于第一次沒有經(jīng)驗,我們第一塊的線路刷斷了,只好重新制板了,等電路板刷好之后是蝕刻,最后是第二次退膜。
第四階段:電路板的焊接
焊接元器件,有一些是必須注意的,在插元器件時很容易會插反,所以要很小心,要不在都焊接好了以后再拆就不容易了,還有就是焊接我們首先找一些廢板練習(xí),因為焊接的時候容易出錯,一不小心就會焊到線路上照成短路,還有在焊接接點(diǎn)時不能放太多的焊錫,太少也不行,總之要細(xì)心。在焊好并將燈泡和電源連上之后,我們先后進(jìn)行了好幾次檢驗。剛開始沒有熄燈延時的效果,查出原因是給我們可控硅是雙向的,但我們需要的是單向的,然后換了之后仍然不成功,我們又通過電位器調(diào)了電阻阻值。直至最后試驗成功,也意味著我們的這次電子實習(xí)有了一個圓滿的結(jié)束。
感想體會:這次的電子實習(xí),不僅鍛煉了我們的動手能力,讓我們學(xué)到了很多課本上學(xué)不到的知識,也在一定程度上鍛煉了我們團(tuán)隊合作、與人交流合作等等的軟能力。我們通過自己的付出并取得成功的過程,將會在我們未來學(xué)習(xí)、生活和工作中的產(chǎn)生積極的影響,鼓舞我們勇往直前,無畏艱險!
201*.3.25
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生產(chǎn)實習(xí)說明書
學(xué)院工業(yè)制造學(xué)院專業(yè)測控技術(shù)與儀器班級00000000000姓名000000學(xué)號201*1011000000指導(dǎo)教師00000
201*年3月3日
1\\目錄
一基本概要...............................................................................................................................................................3
1生產(chǎn)實習(xí)的要求.............................................................................................................................................32對于單片機(jī)因具有的如下三個功能:..........................................................................................................3二系統(tǒng)的工作原理及設(shè)計.......................................................................................................................................4三芯片的介紹...........................................................................................................................................................6
189C52...............................................................................................................................................................62LED.................................................................................................................................................................83ADC0809...........................................................................................................................................................94CD4543..........................................................................................................................................................11四接電路板中遇到的問題和解決方法.................................................................................................................14五軟件的設(shè)計,調(diào)試以及遇到的問題.................................................................................................................15
1流程圖...........................................................................................................................................................152序的調(diào)試以及遇到的問題以及解決方法....................................................................................................15六感想和心得體會.................................................................................................................................................16七附錄.....................................................................................................................................................................17
2一基本概要
1生產(chǎn)實習(xí)的要求
1、自行設(shè)計一個直流穩(wěn)壓電源交流輸入:220V直流輸出:+5V
2、利用ADC0809做A/D轉(zhuǎn)換器;使用單片機(jī)AT89C51做控制器;選用4位LED顯示塊(共陰極)做顯示器,并設(shè)計相應(yīng)的驅(qū)動電路;設(shè)計外部中斷功能鍵一個;設(shè)計開關(guān)量信號檢測及其指示電路;由上述電路構(gòu)建成一個單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。3、進(jìn)行硬件電路的設(shè)計、焊接與調(diào)試。
4、自行編寫有關(guān)的應(yīng)用程序,以完成系統(tǒng)功能的需求。5、進(jìn)行系統(tǒng)的軟、硬件聯(lián)機(jī)調(diào)試。
2對于單片機(jī)因具有的如下三個功能:
1.系統(tǒng)運(yùn)行時,循環(huán)顯示你組同學(xué)的班級號(例如01)和學(xué)生號(例如23),為了顯示
清晰,要求循環(huán)顯示時間2s(或5s),
2.每隔5秒,啟動、采集A/D轉(zhuǎn)換一次,模擬量信號由電位器W1提供。A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束時,以外部中斷方式通知CPU,當(dāng)0809A/D轉(zhuǎn)換完成后,由EOC信號經(jīng)反向后產(chǎn)生中斷申請信號,由INT1引腳接入;中斷后讀取A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果,并連續(xù)讀取8個或4個數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)保存在片內(nèi)RAM中
3.當(dāng)按下外部中斷功能鍵時,檢測4路開關(guān)量信號,并由發(fā)光二極管顯示其開關(guān)狀態(tài);外部中斷功能鍵由INT0引腳接入。
3二系統(tǒng)的工作原理及設(shè)計
根據(jù)此次生產(chǎn)實習(xí)的要求來設(shè)計其工作的原理圖首先選用的單片機(jī)為89C52分析要就可知要顯示學(xué)號班級,還要采集AD芯片的數(shù)據(jù),主要的元器件有電阻,開關(guān),發(fā)光二級管,ADC0809,BCD-七段碼驅(qū)動器,LED顯示器反相器74LS06或非門74LS02,由于ADC0809內(nèi)部沒有時鐘電路所以需要外接500HZ的時鐘信號,這里我們采用74LS74對單片機(jī)的時鐘信號分頻為ADC0809提供時鐘信號。具體的元器件及數(shù)目:表一:
名稱單片機(jī)A/D轉(zhuǎn)換芯片正沿觸發(fā)雙D鎖存器6反相驅(qū)動器(OC高壓輸出)四2輸入或非門BCD-七段碼/驅(qū)動器MC145434個74LS021個2相電源插頭IC插座40腳、28腳10腳、16腳LED顯示塊晶振復(fù)位按鈕撥動開關(guān)發(fā)光二極管可調(diào)電阻電阻電阻0.5″共陰4個6MHz6*6*7小Φ51個2個4個4個IC插座插座線路版電阻排電阻晶振電容14腳CH2.544P10KΩ、1/4WCC63V30PFCD16V22μF各1個各4個3個2個1塊1個1個2個1個1個74LS061個整流變壓器220/9V、3W1個型號、規(guī)格數(shù)量AT89C51ADC080974LS741個1個1個名稱濾波電容整流二極管三端穩(wěn)壓器型號、規(guī)格數(shù)量獨(dú)石104IN400778059個4個1個32961KΩ1個200Ω、1/4W32個電解電容5.1KΩ、1/4W5個電解電容CD25V2200μF1個470μF1個
4根據(jù)要求單片機(jī)的P0口接排阻J1,同時P0口于BCD七段碼驅(qū)動器相連通過點(diǎn)單片機(jī)的程序控制數(shù)碼管的顯示。
對于發(fā)光二級管的顯示:單片機(jī)的P1通過反相器74LS06與數(shù)碼管的陰極相連,數(shù)碼管的陽極通過上拉電阻與電源相連這里74LS06是用來驅(qū)動數(shù)碼管工作的。同時撥動開關(guān)也通過上拉電阻與電源相連,其公共端接地。當(dāng)單片機(jī)的外部中斷0有效是檢測開關(guān)開啟的狀態(tài)
可變電阻為ADC0809提供模擬信號。在AD芯片的START引腳提供底電平AD啟動開始AD轉(zhuǎn)換,轉(zhuǎn)換結(jié)束后轉(zhuǎn)換標(biāo)志為EOC為1,通過非門后入單片機(jī)的外部中斷1INT1(P3.3),單片機(jī)獲取中斷后對ENABLE去高電平此時將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)送到P0口送入內(nèi)存同時單片機(jī)將其轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)顯示在數(shù)碼管上。最后通過多單片機(jī)進(jìn)行編程來實現(xiàn)數(shù)碼管以及發(fā)光二極管的控制。
5三芯片的介紹
189C52
工作原理:AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器(FPEROMFalshProgrammableandErasableReadOnlyMemory)的低電壓,高性能CMOS8位微處理器,俗稱單片機(jī)。AT89C2051是一種帶2K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器的單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲器可以反復(fù)擦除100次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造,與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中,ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器,AT89C2051是它的一種精簡版本。AT89C單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。圖片見下圖:
主要功能特性32個雙向I/O口3個16位可編程定時/計數(shù)器向上或向下定時計數(shù)器6個中斷源全雙工串行通信口幀錯誤偵測自動地址識別空閑和掉電節(jié)省模式管腳說明
標(biāo)準(zhǔn)MCS-51內(nèi)核和指令系統(tǒng)圖一片內(nèi)8kROM(可擴(kuò)充64kB外部存儲器)256x8bit內(nèi)部RAM(可擴(kuò)充64kB外部存儲器)時鐘頻率3.5-12/24/33MHz改進(jìn)型快速編程脈沖算法5.0V工作電壓布爾處理器4層優(yōu)先級中斷結(jié)構(gòu)兼容TTL和CMOS邏輯電平PDIP(40)和PLCC(44)封裝形式VCC:供電電壓。
GND:接地。
P0口:P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口,每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時,被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器,它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時,P0口作為原碼輸入口,當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗時,P0輸出原碼,此時P0外部必須被拉高。
P1口:P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口,P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后,被內(nèi)部上拉為高,可用作輸入,P1口被外部下拉為低電平時,將輸出電流,這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗時,P1口作為第八位地址接收。
P2口:P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口,P2口緩沖器可接收,輸出4個TTL門電流,當(dāng)P2口被寫“1”時,其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高,且作為輸入。并因此作為輸入時,P2口的管腳被外部拉低,將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行存取時,P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時,它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢,當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行讀寫時,P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。
P3口:P3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口,可接收輸出4個TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“1”后,它們被內(nèi)部上拉為高電平,并用作輸入。作為輸入,由于外部下拉為低電平,P3口將輸出電流(ILL)這是由于上拉的緣故。P3口作為AT89C51的一些特殊功能口,管腳備選功能
RST:復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時,要保持RST腳兩個機(jī)器周期的高電平時間。
ALE/PROG:當(dāng)訪問外部存儲器時,地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。
/EA/VPP:當(dāng)/EA保持低電平時,則在此期間外部程序存儲器(0000H-FFFFH),不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式1時,/EA將內(nèi)部鎖定為RESET;當(dāng)/EA端保持高電平時,此間內(nèi)部程序存儲器。在FLASH編程期間,此引腳也用于施加12V編程電源(VPP)。
/PSEN:外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間,每個機(jī)器周期兩/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時,這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。/EA/VPP:當(dāng)/EA保持低電平時,則在此期間外部程序存儲器(0000H-FFFFH),不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式1時,/EA將內(nèi)部鎖定為RESET;當(dāng)/EA端保持高電平時,此間內(nèi)部程序存儲器。在FLASH編程期間,此引腳也用于施加12V編程電源(VPP)。
XTAL1:反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。
XTAL2:來自反向振蕩器的輸出。
72LED
工作原理:它是一種通過控制半導(dǎo)體發(fā)光二極管的顯示方式即在二極管的陰極加低電平,陽極加高電平是二極管導(dǎo)通而發(fā)亮,其大概的樣子就是由很多個通常是紅色的發(fā)光二極管組成,靠燈的亮滅來顯示字符。
其與單片機(jī)的連接方式就是:LDE的VCC與電源相連,GND接地,其他引腳與單片機(jī)的I/O口相連從而控制其顯示LED顯示器分為共陰極和共陽極兩種
LED的段選碼列表“表2
圖二8
3ADC0809
工作原理:采用頻率為8位的,以主次逼近原理進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換的器件,其內(nèi)部有8通道多路開關(guān),可以根據(jù)地址鎖存譯碼后的信號值選通8個單斷模擬輸入信號中的一個進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。八路模擬信號分時采集,片內(nèi)有八路模擬選通開關(guān),以及相應(yīng)的通道抵制鎖存用譯碼電路。其轉(zhuǎn)換時間為100us左右。鎖存器完成對A,B,C3個地址位進(jìn)行數(shù)據(jù)鎖存和譯碼,其譯碼輸出用于通道的選擇,其轉(zhuǎn)換結(jié)果通過三態(tài)輸出鎖存器存放,輸出,因此可以直接與系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線直接相連。信號引腳
IN7~IN0:模擬量輸入通道ALE:地址鎖存允許信號
START:轉(zhuǎn)換啟動信號。START=O時開始進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換在此期間始終要保持低電平A,B,C:地址線。選取通道
CLK:時鐘信號,ADC0809內(nèi)部沒有時鐘信號,需要外接時鐘一般為500KHz
EOC:轉(zhuǎn)換結(jié)束信號。EOC=0正在轉(zhuǎn)換為1時結(jié)束轉(zhuǎn)換可以作為查詢狀態(tài)標(biāo)識也可以用于中斷請求信號
OE:輸出允許信號,OE=1時輸出轉(zhuǎn)換得到數(shù)據(jù)VCC:+5V電源
Vref:參考電源參考電壓用來與輸入的模擬信號進(jìn)行比較,作為逐次逼近的基準(zhǔn)。
下圖為其與單片機(jī)的連接圖
9圖三10
4CD4543
工作原理:cd4543具有數(shù)據(jù)鎖存功能D,C,B,A:地址輸入線。a,bc,d,e,f,g:數(shù)據(jù)輸出線
LD:輸入允許端。當(dāng)LD=1的時候允許數(shù)據(jù)輸入,當(dāng)LD=0的時候數(shù)據(jù)不能輸入PH:使能端,當(dāng)PH=0時有效,芯片工作BI:當(dāng)其位1是無輸出,為0時輸出Vss:地線
VDD:電源線,3V~18V其輸入輸出如下圖所示:
表3:
1112
CD4543只能輸出0~9是個數(shù)字,不能輸出控制小數(shù)位其控制LED顯示器顯示如下
3.用PROTEL畫出的電路圖
圖四13
四接電路板中遇到的問題和解決方法
在這次生產(chǎn)實習(xí)之前,由于沒有做過電路板方面的相關(guān)實驗,所以遇到了很多的問題。
第一:以前在課堂上學(xué)習(xí)的關(guān)于單片機(jī)方面的知識,沒有實際操作過,在設(shè)計電路的時候
只能慢慢在書上查。
第二:在焊接的過程中由于是第一次焊電路板,沒經(jīng)驗,出現(xiàn)了很多錯誤,只能請以前做過的同學(xué)幫忙。
第三:通過這次的實習(xí),讓我對protel的基本操作,包括繪制電路原理圖和PCB更加的熟練了。雖然我們做的只是小電路板,但我相信經(jīng)過以后的不斷練習(xí),不斷地學(xué)習(xí),我們能完成更加困難的實驗。
14五軟件的設(shè)計,調(diào)試以及遇到的問題
1流程圖
根據(jù)系統(tǒng)所要實現(xiàn)的要求,首先確定出程序的流程圖
數(shù)碼管顯示學(xué)號班級:開關(guān)狀態(tài):A/D轉(zhuǎn)換程序:
開始開始初始化開始初始化初始化啟動AD轉(zhuǎn)換芯片中斷0到來顯示班級學(xué)號1,寫入通道信號2..延時5S等待AD轉(zhuǎn)換結(jié)束3.讀取數(shù)據(jù)T=2s指示燈顯示開關(guān)的狀態(tài)顯示數(shù)據(jù)結(jié)束序見附錄1:
2序的調(diào)試以及遇到的問題以及解決方法
流程圖的基礎(chǔ)上寫出了程序,并且將程序下載進(jìn)入單片機(jī)中顯示輸出
在最初調(diào)試的時候,在小系統(tǒng)上數(shù)碼管在顯示班級學(xué)好的時候出現(xiàn)了顯示的順序亂了,經(jīng)過檢查后發(fā)現(xiàn)在編碼的過程中對P0口的高四位和第四位的出現(xiàn)了問題,改變了編碼的順序,數(shù)碼管的顯示護(hù)符了正常。
在對開關(guān)信號的檢查的時候,燈的亮沒不受中斷的控制,沒有按照預(yù)定的情況顯示。在檢查后發(fā)現(xiàn)沒有開啟總中斷,重新編寫程序后正常運(yùn)行。
在對A/D芯片進(jìn)行編程采集并且顯示采集的數(shù)據(jù)的時候出現(xiàn)了較大的麻煩,在最開始的時候A/D可以運(yùn)行但是顯示亂碼,改正程序后數(shù)碼管正常顯示但是A/D芯片始終不工作,這個為題一直不能解決最后通過和老師商量討論發(fā)現(xiàn)了這個問題,因為在編寫程序的過程中在對A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束的判斷出現(xiàn)了錯誤,這使得A/D芯片始終沒有辦法讀取采集到的數(shù)據(jù)。在老師幫助下解決了對A/D的編程問題。
15六感想和心得體會
通過這次的生產(chǎn)實習(xí),讓我明白了,我們學(xué)的還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。設(shè)計電路圖的時候,還必須得翻書查找資料。我們永遠(yuǎn)都離不開書本。在焊接的過程中,什么都不會,需要在經(jīng)常在實驗室做實驗的同學(xué)帶著做。怎么用錫焊,焊孔堵住了怎么辦,元器件的位置怎么放,正負(fù)節(jié)怎么分等等以系列的問題。還好我們是三人一組,,在同學(xué)的幫助下終于完成了生產(chǎn)實習(xí)。這次的生產(chǎn)實習(xí)同時也讓我明白了學(xué)習(xí)是永遠(yuǎn)的事情,一個人總會有需要別人幫助的時候。感謝學(xué)校給了我們這么好的一個鍛煉機(jī)會,在學(xué)習(xí)知識的同時還讓我明白了做人要虛心。
16七附錄
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voidexter2()interrupt1using0{
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a0809=P0;
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