数电课程设计指导书(电气)

青岛理工大学琴岛学院数电课程设计指导书专业：电气工程及其自动化院系：机电工程系2011年10月一、实习目的本实习课为理、工科部分专业公共基础必修课。学生在修完电工电子技术基础理论知识之后，通过课程设计，使学生建立起电子技术在实际生活中应用的概念和工程意识，培养和提高理论与实践相结合、分析和解决问题的能力、动手实践的能力，为后续课程的学习和思维、引向工程应用和创新打下基础。课程设计是电气工程及其自动化专业教学过程中的一个重要实践环节。通过课程设计使学生熟悉常用电子元件的规格、性能及选用方法；掌握锡焊技术，熟悉电子设备的安装工艺和电子产品的制作等；通过课程设计还应使学生掌握模拟电子电路和数字电子电路的安装调试技术，具备选择和使用常用中小规模集成电路的知识，并掌握一定的电子电路检测技术。二、实习要求每人独立安装、焊接一台电子称套件。具体要求如下：1、学习电子工艺知识，识别与检测元器件，了解常用电子元器件的规格、性能和选用。2、掌握锡焊技术，了解电子设备的安装接线工艺和电子产品的制作。3、熟悉电子称测量电路等的功能及使用。4、掌握电路的装配与焊接技术。5、掌握电路的调试与检测技术。6、验收时电子称套件应具有良好的抗震性能与测量显示效果。三、实习内容（一）元件与安装1、电阻（1）常用电阻有金属膜电阻、碳膜电阻、线绕电阻等，金属膜电阻是先在圆柱型陶瓷基体上镀金属膜，再把金属膜切割成螺旋状，安装端帽和引线后制成。金属膜电阻以其阻值稳定、温度系数小、寿命长而得到广泛应用。电阻又可分为固定电阻和可变电阻。（2）电阻的功率分为1/32、1/16瓦、1/8瓦、1/4瓦、1/2瓦、1瓦、2瓦……。通常体积越大的电阻，功率也越大。（3）电阻阻值标称值的有效数字序列有10、11、12、13、14、15、16、18、20、22、24、27、30、33、36、39、43、47、51、56、62、68、75、82、91。（4）大功率电阻直接将阻值和功率标注在电阻上；小功率的电阻采用色环标注阻值。四环电阻标注方法如下：第一和第二道环表示有效数值，第三道环表示有效数值后面0的个数，第四道环表示最大误差。各种颜色的意义如下：黑、棕、红、橙、黄、绿、蓝、紫、灰、白十种颜色在第一、二道环代表0、1、2、3、4、5、6、7、8、9十个数字，在第三道环代表有效数值后面0的个数；金色和银色在第三道环表示有效数值的0.1和0.01倍，在第四道环表示最大误差为±5%和±10%。四环电阻的偏差环一般是金或银，一般不会识别错误，而五环电阻则不然，其误差环有与第一环（有效数字环）相同的颜色，如果读反，识读结果将完全错误。正确识别第一环的方法如下：1、误差环距其它环较远。2、误差环较宽。3、第一环距端部较近。4、有效数字环无金、银色。（解释：若从某端环数起第1、2环有金或银色，则另一端环是第一环。）例1：一个电阻上的色环是红、黑、红、金。则其阻值为2000欧姆，即2千欧，最大误差为±5%。例2：一个电阻上的色环是绿、蓝、金、金。则其阻值为5.6欧姆。最大误差为±5%。五环电阻的标志如下：标称值第一位有效数字标称值第二位有效数字标称值第三位有效数字标称值有效数字后0的个数允许误差颜色第一位有效值第二位有效值第三位有效值倍率允许偏差黑000100棕1111011%红2221022%橙333103黄444104绿5551050.5%蓝6660.25%紫7770.1%灰888白999金0.15%银0.0110%说明四环电阻无此环四环电阻只有金银2、电容（1）电容按其介质不同可分为：瓷介电容、聚脂电容、聚丙烯电容、电解电容等。电容又可分为固定电容和可变电容。（2）电容量的标称值的有效数字序列与电阻相同。但在小电容上表示方法有所不同。现举例如下：100表示100pF103表示10000pF（10后面有3个0）0.01表示10000pF（0.01µF=10000pF）6n2表示6200pF（1nF=1000pF）2m2表示2200µF（1mF=1000µF）（3）电解电容是有极性的，在其外壳上有极性标志，新电容的两条引线长短也不一样，长的是正极。使用时不可装反，否则会损坏电容。3、集成电路使用的集成电路是40脚双列直插的集成块，其管脚排列为半圆缺口的左下角为1脚，其他脚按逆时针方向排列。焊接集成块时应先把集成块插座焊好，再把集成块插到插座上。4、印刷电路板印刷电路板是安装、焊接元件的基板。印刷线路板是由胶木覆铜板经照相制版、印刷、曝光、腐蚀、打眼、印刷阻焊剂、涂助焊剂等工序制成。电路板上的铜箔线条用来连接各元件。印刷电路板以覆铜面的多少有单面、双面和多层之分。5、元件的安装电子元件的安装形式有两种；一是卧式安装，二是立式安装。对于两端出线的元件，当元件安装孔的距离大于元件本体的长度时，采用卧式安装方式；反之采用立式安装方式。对于一端出线的元件，则采用立式安装方式。为使元件安装整齐、美观，卧式安装方式的元件应在距元件本体2毫米以上的地方，把元件腿弯折成90°。无论何种安装方式，元件的底边距离线路板不宜过高，通常应在5毫米以下。大功率元件除外。（二）焊接1、焊接工具和材料焊接使用的主要工具是电烙铁，焊接电子元件通常使用20~50瓦的电烙铁。焊接使用的主要材料有焊锡丝、松香或其他类型的助焊剂。松香的作用是助焊，它可以消除焊盘和元件的氧化层，使焊接牢固、可靠；还能提高焊锡的流动性，使焊点光亮圆滑。焊接电子线路用焊锡丝是由60%的锡和40%的铅组成的铅锡合金，其熔化温度最低，焊锡丝为中空内含助焊剂。焊接中还会用到镊子（用来夹持元件）、吸锡器（用来拆卸多脚元件）、尖嘴钳（用来弯折元件腿）等。焊接电子元件严禁使用酸性助焊剂。2、焊接质量对焊接质量的要求是：（1）焊点明亮光滑。焊锡质量不好、烙铁温度过高、缺少助焊剂或焊接时间太长都会造成焊点发暗、起渣、拉毛刺。（2）焊锡用量适当。焊锡要充满整个焊盘，焊点呈锥型。焊点呈馒头状、焊锡未充满整个焊盘、用锡量过少都是不合格的。（3）焊锡与元件腿、焊盘结合紧密，没有虚焊、假焊现象。3、焊接方法左手拿焊锡丝，右手以握笔的姿势拿电烙铁。焊接步骤如下：（1）把焊锡丝和电烙铁同时紧贴焊盘，使焊锡丝熔化，并流到焊盘上；（2）当焊锡熔化的量合适时，移去焊锡丝；（3）用电烙铁继续加热焊锡1～2秒钟，移去电烙铁，让焊锡自然降温凝固即可。焊接注意事项：（1）焊锡熔化后的加热时间不可过长或过短。过长则易损坏焊盘，使焊点发暗、起渣、拉毛刺；过短则使焊点虚焊、假焊、焊锡不能充满焊盘。（2）要准确掌握用锡量，不可过多或过少。（3）要经常给烙铁头做松香浴、上锡，防止烙铁头氧化。（4）当焊接直径在0.3毫米以下的漆包线（如磁棒天线线圈）时，如果漆包线未除漆上锡，须先在松香中用烙铁头反复摩擦使其镀锡后，再行焊接。切忌用火烧、用刀刮。（5）当焊接塑料绝缘电线时，须剥去绝缘皮，长度约为2毫米；须在松香中镀锡后再行焊接。4、拆焊拆焊多脚元件，要使用吸锡器。切忌硬拆。5、在制作中，先将阻容元件等焊上，然后焊上集成电路插座，最后焊上无线接收模块，为了调试方便，先不焊R3。制作完成的线路板见图2。（三）调试对于电路板进行电气连接测试，保证无短路，无短路；进行电源部分焊接，验证+3.3V供电效果，掌握手持式万用表使用方法；进行CPU部分焊接，验证最小系统工作情况，包括以下步骤：测试数码管，测试按键等操作；进行电子称测量电路焊接，验证系统功能；四、实习日记的撰写内容及要求1、实习日记内容应完成以下内容：电子元件的安装方法；电子焊接的工艺要求，焊接的方法和焊点质量的控制方法；2、内容记录可用文字描述，根据需要也可配上插图，网络图，但最终都必须将问题叙述清楚。日记要求班上实际记录，每天班后进行汇总。五、实习报告的撰写内容及要求1、撰写格式（1）实习的目的、要求；（2）实习内容（见第三条），内容排列有条理性；（3）实习中发现的问题、理论课学习中须注意加强的地方；（4）实习的心得体会；（5）实习结束语。2、撰写方式方法实习报告撰写内容依据实习工作日汇总内容，方式采用集中在校书写，并对本次实习进行总结。3、撰写要求：实习报告书写内容要思路清晰，问题描述准确到位，插图美观大方，字体工整、书面整洁，内容真实，不可相互照抄或直接抄写教材。六、实习提交成果1、实习日记内容应完成以下内容：电子元件的安装方法；电子焊接的工艺要求，焊接的方法和焊点质量的控制方法；内容记录可用文字描述，根据需要也可配上插图，网络图，但最终都必须将问题叙述清楚。日记要求班上实际记录，每天班后进行汇总。2、实习报告撰写格式包括以下内容：实习的目的、要求；实习内容，内容排列有条理性；实习中发现的问题、理论课学习中须注意加强的地方；实习的心得体会；实习结束语。实习报告撰写内容依据实习工作日汇总内容，方式采用集中在校书写，并对本次实习进行总结。实习报告书写内容要思路清晰，问题描述准确到位，插图美观大方，字体工整、书面整洁，内容真实，不可相互照抄或直接抄写教材。3、验收焊接、调试好的电子称套件电子称应具有良好的抗震性能与测量效果。七、实习安全注意事项1、工作场地布置条理，工具、元件、导线摆放整齐。仪表应妥善放置，避免摔坏。2、触电会造成人身危险，故焊接前，应检查烙铁电源线绝缘情况，若有绝缘皮受损，及时处理。3、焊接过程中要防止烫伤，不要随手甩锡。4、工作中，若烙铁放置不当，将导致火灾的发生，故千万不要把烙铁放置在木板或桌子上。5、离开工作场所时，应拔下电源插头，断开电源开关，清除桌面杂物。6、每天实习结束时，打扫实验室卫生。实习日记去导员处领取。图1原理图参数名称代号数量0.36数码管7_LED130pFC1,C2,C7,C84100nFC3,C4,C5310uFC61USB_B型接口J11接插件J21按键KEY1,KEY2,RESET310K排阻PR118550三极管Q1,Q2,Q3,Q44360欧姆R1,R2,R3,R4,R5,R6,R7,R8810k欧姆R9,R10,R1131k欧姆R12,R13,R14,R154AT89C51U11cs1180_dip16U21LM1117-3.3U3174LS245U51晶振12MhzY11晶振4.9152MhzY21图2元器件清单