单片机循环彩灯_电子电路综合设计与装配实训报告(21页).doc
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1、-单片机循环彩灯_电子电路综合设计与装配实训报告-第 12 页新疆工程学院实 训 报 告 实 训 科 目 电子电路综合设计与装配实训 系 部 电气与信息工程系 专 业 电气自动化 班 级 电气11-44(3) 姓 名 实 训 地 点 A223教室 指 导 教 师 完 成 日 期 2013.1.4 新疆工程学院教务处说 明一、报告封面必须按指定封面用钢笔或炭素笔填写,字体要规范。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、实习进度计划的要求和规定,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
2、日评定结果 教师签字:新疆工程学院实习(实训)鉴定表系部:电气与信息工程系 专业:电气自动化 填表时间:2013.1.4班 级姓 名学 号联系电话宿舍住址实 习 地 点A221室实 习 时 间2012年12月3日2013年1月5日课题内容或实习内容电子电路综合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。新疆工
3、程学院 电气系电子电路综合设计与装配实训任务书 12/13学年上学期 2012年12月3日专业电气自动化班级11-44(3)实训名称 电子电路设计与装配设计题目循环彩灯指导教师起止时间2012123201315周数5设计地点A221教室实训目的:1、巩固和扩大已学过的电子技术的基础知识,为专业课程的学习建立初步的感性认识并提高我们的工程实践能力。2、掌握印刷电路板的设计与制作的基本方法。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、焊接和调试的基本技能。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
4、试工艺。5、培养我们的劳动观念,加强组织性和纪律性,促进我们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;Protel99 PCB电路板设计。第三周:电子实训要求:学习电子电路的设计与装配方法;熟悉各种电子元件、集成电路的
5、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。了解印刷电路板的制图、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。参考文献:1黄智伟 全国大学生电子设计竞赛(制作实训) 北京航空航天大学出版社 2007年版2黄智伟 全国大学生电子设计竞赛(电路设计) 北京航空航天大学出版社 2007年版3周国运 单片机原理及应用 中国水利水电出版社 2009年版4胡宴如 模拟电子技术 高等教育出版社 2004
6、年版教研室主任(签名) 系(部)主任(签名) 年 月 日摘 要 本次设计主要有两大部分:第一部分主要对Protel99 SE这一软件作了详细的介绍,而且基于Protel99 SE的功能对其绘图过程作了详尽的叙述,通过对其绘图过程的介绍后通过大量练习进行知识巩固与熟练。第二部分是在第一部分基础知识的了解学习完后进行了小组实训探究,详述了实训过程和实训中遇到的问题,这一部分内容主要包含了绘制原理图,做PCB板,元件选择,元件选择,焊接材料,焊接技巧,产品调试等内容。 循环彩灯的设计是单片机较为经典的实例,结合汇编语言,可以实现一些简单的功能,本报告简要介绍了循环彩灯的电路图、设计原理、编写程序以及
7、电路运行分析。关键词: 循环彩灯 单片机 目 录1 绪论12 小组实训12.1 “循环彩灯”实训目的12.2 “循环彩灯”原理简介12.3 实训过程(循环彩灯)12.3.1建立原理图12.4 制作PCB 板22.5 PCB板3D效果32.6 实物图32.7 循环彩灯功能53 电子元件与材料焊接53.1 电子元件53.2 焊接操作介绍93.2.2 基本步骤103.2.3焊接手法的具体实施103.2.4对焊接的要求103.3 具体焊接103.3.1 元器件的焊接练习103.4 焊接工艺的体会114.1 Protel 99 SE的概述134.1.1 Protel 99 SE 的组成134.2 原理图
8、设计基础144.2.1 电路原理图的设计步骤144.3 进行电路原理图绘制的操作步骤144.3.1 Protel 99 SE的界面介绍144.5 用protel99se制作印刷电路版的基本流程164.5.1 原理图的封装16总 结17致 谢18附 录21参 考 文 献231 绪论 当今时代是一个新技术层出不穷的时代,在电子领域尤其是自动化智能控制领域,传统的分立元件或数字逻辑电路构成的控制系统,正以前所未见的速度被单片机智能控制系统所取代。单片机具有体积小、功能强、成本低、应用面广等优点,可以说,智能控制与自动控制的核心就是单片机。 LED因其体积小,耗电量低,高亮度及环保等优点而被广泛应用于
9、公共场所的大屏显示上,LED点阵大屏可应用于户外广告,交通导航,大厅公告,比赛的多媒体实时显示等领域。我们的电路设计是基于STC89C52单片机, 用固定的8个彩灯营造出流动的效果,可应用于广告背景,也可以用于节日装饰,所应用的结构较为简单,结合多组模块,可以改良显示效果。2 小组实训2.1 “循环彩灯”实训目的我们通过一段时间的学习,我们学习了单片机,数电,模电和电路等知识,次实训目的就是检验我们学习的程度,实训不仅检查我们课本知识学了多少,还检查了我们动手实践能力。我们组制作循环彩灯,循环彩灯虽然简单,但它所包含的知识面广,既包含了单片机,数电,模电和电路的很多知识,能很有效的检验我们学习
10、。2.2 “循环彩灯”原理简介 单片机在上电初始后,其各端口输出为高电平。如果我们现在想让接在P2.0口的LED1亮,那么我们只要把P2.0口的电平变为低电平就可以了。想让LED1灭,LED2亮,只需将P2.0升高,P2.1变低,LED1就熄灭LED2随后即点亮。2.3 实训过程(循环彩灯)2.3.1建立原理图 在Protel 99SE所建的“循环彩灯”窗口下,绘制电路原理图如下图2.1示。 图2.1 循环彩灯的原理图 2.4 制作PCB 板 按照步骤制作自动布线,如图2.2所示。图22循环彩灯的板2.5 PCB板3D效果如图 2.3 所示。 图2.3 循环彩灯的板2.6 实物图 实物图正面如
11、图2.4所示。 图2.4实物图正面实物图反面如图2.5所示。图2.5 反面实物图2.7 循环彩灯功能1、按下P1.0,彩灯顺时针循环亮灭 2、按下P1.1,彩灯逆时针循环亮灭 3、按下P1.2,彩灯顺时针循环亮 4、按下P1.3,彩灯对角线循环亮 5、按下P1.4,相邻两个彩灯逆时针循环亮 6、按下P1.5,彩灯两两交替亮灭 7、按下P1.6,彩灯成调格交替亮灭 8、按下P1.7,彩灯自顶向下分两路亮灭3 电子元件与材料焊接 如表1所示,是此次实训过程中所需的电子元件表1电路元件表序号元件名称型号规格数量备注1电阻RJ11-1K-1/8W19R1、R22单片机STC89C52RC1U13发光二
12、极管LED9D1、D24开关901410Q1、Q25晶振6MHz1A16电解电容10uF/25V2C1,C26瓷片电容104/63V5C3、C47瓷片电容30/63V2C8、C93.1 电子元件1.电阻:电阻的单位是,电子产品广泛采用色环电阻,其优点是在装配、调试和修理过程中,不用拨动元件,即可在任意角度看清色环,读出阻值,使用方便。一个电阻色环由4部分组成(不包括精密电阻)。测量时可用万用表来测量电阻的“阻值”。 图3.1 电阻图形符号阻值判断:色标法用不同颜色的色环来表示电阻器的阻值及误差等级.普通电阻一般有4环表示,精密电阻用5环。 这个规律有一个巧记的口诀:棕一红二橙是三,四黄五绿六为
13、蓝,七紫八灰九对白,黑是零,金五银十表误差 例如,红,黄,棕,金 表示240欧。 此次实训我们组采用的是阻值为1K的电阻和阻值为2K的电阻,其中2K的电阻是连接开关的,1K的是连接二极管的它们作用都是限流。 图3.2 电阻元件如图3.3所示。 图3.3色环电阻2.电容:电容分为:有极性电容和无极性电容。识别方法:与电阻的识别方法基本相同,分直标法、色标法和数标法3种。直标法:容量大的电容其容量值在电容上直接标明,如10 F/16V 用万用表测量电容电阻。其中,磁片电容的电阻必须为无穷大,电解电容的电阻要求在兆欧以上。电容管脚较短的一端是负极。 如图3.4所示。图3.4 电容此次实训我们共用了2
14、种电容,瓷片电容和电解电容。3.晶振:用示波器可以测量晶振是否起振。 图3.5 晶振我组使用的是:12MHz的石英晶振4.LED发光二极管: 晶体二极管为一个由P型半导体和N型半导体形成的P-N结,在其界面处两侧形成空间电荷层,并建有自建电场。当不存在外加电压时,由于P-N结两边载流子浓度差引起的扩散电流和自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态。当外界有正向电压偏置时,外界电场和自建电场的互相抑消作用使载流子的扩散电流增加引起了正向电流。当外界有反向电压偏置时,外界电场和自建电场进一步加强,形成在一定反向电压范围内与反向偏置电压值无关的反向饱和电流I0。当外加的反向电压高到一定程度时,P-
15、N结空间电荷层中的电场强度达到临界值产生载流子的倍增过程,产生大量电子空穴对,产生了数值很大的反向击穿电流,称为二极管的击穿现象。共使用了9个二极管。5.ISP下载口:是给单片机下载程序,如图3.6所示;图3.6 ISP下载口步骤如下:除下面要更改的设置外,其余采用默认。 选择所要烧录的单片机型号,如图所示的STC89C52。 点击“打开程序文件”打开需要烧写程序的代码(bin和hex格式)。 选择穿行口(COM),更具“设备管理器”找到的COM来选择。 点击“download/下载”按钮。 立刻打开系统板的电源开关,(就算是电源开关打开的,也要重新关 掉在立即打开,因为STC单片机是冷启动的
16、,下载程序时有一个从关到开的上电过程。) 下载完成状态框里显示的程序下载的过程和结果。3.2 焊接操作介绍3.2.1焊接工具助焊剂:松香为微黄至黄红色的透明固体,软化点7090,闪点:216。松香还具有结晶特性,容易产生结晶现象,在丙酮等有机溶剂中会有结晶趋势,结晶临界温度约100,结晶松香熔点110135,且难于皂化。此外,松香还具有旋光性,松香比旋值控制在015之间(最佳点+7)即为无结晶现象和结晶趋势最低的松香。 图3.7 松香焊接材料:焊锡标准焊接作业时使用的线状焊锡被称为松香芯焊锡线或焊锡丝。在焊锡中加入了助焊剂。这种助焊剂是由松香和少量的活性剂组成。焊接作业时温度的设定非常重要。焊
17、接作业最适合的温度是在使用的焊接的熔点+50度。烙铁头的设定温度,由于焊接部分的大小,电烙铁的功率和性能,焊锡的种类和线型的不同,在上述温度的基础上还要增加100度为宜。 3.焊接工具:电烙铁,是电子制作和电器维修必工具,主要用途是焊机元件及导线,按结构可分为内热式电烙铁和外热式电烙铁,按功能可分为焊接用电烙铁和吸锡用电烙铁,根据用途不同又分为大功率电烙铁和小功率电烙铁。内热式的电烙铁体积较小,而且价格便宜。一般电子制作都用20W-30W的内热式电烙铁。当然有一把50W的外热式电烙铁能够有备无患。内热式的电烙铁发热效率较高,而且更换烙铁头也较方便。3.2.2 基本步骤(1)准备焊接:左手拿焊丝
18、,右手握烙铁.要求烙铁头保持清洁,无焊渣等氧化物。(2)加热焊件:将烙铁头靠在两焊件的连接处,加热整个焊件全体,时间大约1-2秒钟。要注意烙铁头同时接触焊盘和元件的引线。(3)送入焊丝:哈年的含件表面加热到一定温度时,焊锡丝从烙铁对面接触焊件。 (4)移开焊丝:当焊丝熔化一定量后,立即向左上四十五度方向移开焊丝。3.2.3焊接手法的具体实施(1)保持烙铁头的清洁。(2)靠增加接触面积来加快传热。(3)加热要靠焊锡桥。(4)烙铁的撤离要即使,而且撤离时的角度和方向与焊点的形成有关。(5)在焊锡固定以前不能移动,否则极易产生虚焊。3.2.4对焊接的要求(1)可靠的电气连接。(2)足够的机械强度。(
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