長(zhǎng)沙理工大學(xué)計(jì)算機(jī)硬件工藝實(shí)習(xí)報(bào)告

1、計(jì)算機(jī)硬件工藝實(shí)習(xí) 20115808計(jì)算機(jī)硬件工藝實(shí)習(xí)報(bào)告姓 名 院 系 計(jì)算機(jī)與通信工程學(xué)院班 級(jí) 網(wǎng)絡(luò)工程1102學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)老師 吳佳英，龍際珍，劉青等共3位老師實(shí)習(xí)時(shí)間 2013年1月7日至2013年1月18日第0頁(yè) 共24頁(yè) 指導(dǎo)老師評(píng)語(yǔ)：報(bào)告評(píng)分建議等級(jí)：指導(dǎo)教師簽名：日期：一、實(shí)習(xí)目的和意義計(jì)算機(jī)硬件工藝實(shí)習(xí)是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)、網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)重要的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生鞏固計(jì)算機(jī)電路、數(shù)字電子技術(shù)等課程的理論知識(shí)，初步接觸電子產(chǎn)品生產(chǎn)實(shí)際，了解和掌握一般電子工藝知識(shí)和技能，了解并初步掌握一般電子產(chǎn)品的生產(chǎn)制作、調(diào)試與研制開發(fā)的基本技能與方法，并從中學(xué)到有關(guān)新技術(shù)

2、、新工藝。培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決實(shí)際問(wèn)題的能力，從而提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力，為學(xué)生今后從事計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)相關(guān)電子產(chǎn)品制造與創(chuàng)新設(shè)計(jì)工作奠定初步的實(shí)踐基礎(chǔ)。鞏固和強(qiáng)化所學(xué)知識(shí)，為以后走向工作崗位打下一定的基礎(chǔ)。二、實(shí)習(xí)時(shí)間安排第 一 周星期項(xiàng) 目方 式一上午Protel99的介紹和了解電路設(shè)計(jì)步驟集中講課下午實(shí)驗(yàn)操作二上午介紹原理圖的設(shè)計(jì)集中講課下午實(shí)驗(yàn)操作三上午介紹制作原理圖元件庫(kù)和原理圖元件集中講課下午實(shí)驗(yàn)操作四上午介紹印刷電路板的設(shè)計(jì)集中講課下午實(shí)驗(yàn)操作五上午介紹印刷電路板元件庫(kù)和元件集中講課下午實(shí)驗(yàn)操作第 二 周星期項(xiàng) 目方 式一上午講解電子焊接的基本工藝要求，介紹元器件的基本識(shí)別方法集中

3、講課下午練習(xí)焊接技術(shù)操作二上午1. 發(fā)放元器件2. 學(xué)生按元件清單清點(diǎn)元件、材料3. 學(xué)生使用儀表檢查元器件質(zhì)量，測(cè)量參數(shù)操作下午教師政治及業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)，學(xué)生自習(xí)操作三上午焊接產(chǎn)品元器件操作下午焊接產(chǎn)品元器件，整機(jī)安裝操作四上午焊接產(chǎn)品元器件，整機(jī)安裝操作下午按電子產(chǎn)品功能調(diào)試整機(jī)，查找并排除故障操作五上午按電子產(chǎn)品功能調(diào)試整機(jī)，查找并排除故障操作下午1. 實(shí)習(xí)總結(jié)，寫實(shí)習(xí)報(bào)告2. 歸還工具、電器，清掃場(chǎng)地集中總結(jié)三、電路的原理圖，電路的各部分工作原理 1、Altium DXP 2004軟件的學(xué)習(xí)和使用 Protel DXP 2004是澳大利亞Altium公司于2002年推出的一款電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化軟

4、件。它的主要功能包括：原理圖編輯、印制電路板設(shè)計(jì)、電路仿真分析、可編程邏輯器件的設(shè)計(jì)。它工作在WINDOWS95環(huán)境下，是個(gè)完整的板級(jí)全方位電子設(shè)計(jì)系統(tǒng)，它包含了電路原理圖繪制、模電電路與數(shù)字電路混合信號(hào)仿真、多層印刷電路板設(shè)計(jì)（包含印制電路板自動(dòng)布線）、可編輯邏輯器件設(shè)計(jì)、圖表生成、電子表格生成、支持宏操作等功能，并具有client/server（客戶/服務(wù)器）體系結(jié)構(gòu)，同時(shí)還兼容一些其它設(shè)計(jì)軟件的文件格式，如ORCAD，PSPICE，EXCEL等，其多層印制線路板的自動(dòng)布線可實(shí)現(xiàn)高密度PCB的100%布通率；是目前業(yè)界廣泛應(yīng)用的一款EDA軟件，具有功能強(qiáng)大、界面友好、應(yīng)用靈活的特點(diǎn)。 簡(jiǎn)要

5、執(zhí)行步驟（電路原理圖文件的新建和保存）： 新建PCB項(xiàng)目：執(zhí)行“文件”菜單，選擇“創(chuàng)建”，然后選擇“項(xiàng)目”子菜單下的“PCB項(xiàng)目”，如下圖。 圖 3.21 新建PCB項(xiàng)目 執(zhí)行完畢后，新建了一個(gè)名為PCB項(xiàng)目文件，顯示在文件面板的下方。 新建原理圖設(shè)計(jì)文件：執(zhí)行“文件”菜單，選擇“創(chuàng)建”，然后選擇“原理圖”。新建了一個(gè)原理圖設(shè)計(jì)文件，顯示在PCB項(xiàng)目的下方。 保存原理圖設(shè)計(jì)文件：執(zhí)行“文件”，選擇“保存”，在彈出的對(duì)話框中，將原理圖設(shè)計(jì)文件保存為“XXXXX.schdoc”。 保存設(shè)計(jì)項(xiàng)目保存設(shè)計(jì)項(xiàng)目保存設(shè)計(jì)項(xiàng)目保存設(shè)計(jì)項(xiàng)目：執(zhí)行“文件”菜單，選擇“另存項(xiàng)目為”，在彈出的對(duì)話框中，將項(xiàng)目保存為

6、”XXXXX.PrjPCB”。 v 圖 3.22 新建原理圖設(shè)計(jì)文件 圖 3.23 保存原理圖設(shè)計(jì)文件2. 原理圖的繪制（1）整流穩(wěn)壓濾波電路： 1電路圖： 圖 3.24 整流穩(wěn)壓濾波電路原理圖2所用元件整流二極管 IN4007 四只 三端穩(wěn)壓器 7805 一只 電解電容 1000F/16V 一只 470F/16V 一只 瓷片電容 0.1F 兩只 電 阻 470 一只 發(fā)光二極管 3 一只 3電路原理：220v交流電壓經(jīng)過(guò)變壓器變?yōu)?v交流電壓后，通過(guò)四個(gè)二極管組成的橋式整流電路變?yōu)?0v左右的脈動(dòng)直流電壓，再利用電解電容組成濾波電路將其變?yōu)槠交闹绷麟妷?，再?jīng)三端穩(wěn)壓器組成的穩(wěn)壓電路使得輸出

7、為較穩(wěn)定的5v直流電壓（D5亮）。（波形見模電P502） 4元件介紹：1二極管：具有單向?qū)щ娦远O管的引腳的區(qū)分： 整流二極管 引腳有“+”，“”之分，在二極管外殼上一般有標(biāo)記端為“”，另一端無(wú)標(biāo)記的為“+”。 發(fā)光二極管 新的一般長(zhǎng)引腳為“+”，短引腳端為“”。如兩腳同長(zhǎng)，與發(fā)光二極管圓柱體平口相近的引腳為“”，另一引腳則為“+”。 用數(shù)字萬(wàn)用表對(duì)二極管引腳的判斷：將數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)量檔撥至“ ”檔，表筆接通兩個(gè)引腳，如數(shù)字萬(wàn)用表無(wú)顯示，則黑表筆接的引腳為“+”，紅表筆接的引腳為“”。如數(shù)字萬(wàn)用表有顯示，則黑表筆接的引腳為“”，紅表筆接的引腳為“+”。安裝方法：采用“臥式”安裝方法，要緊貼安裝板

8、面。注意板面上指示的安裝方向，有標(biāo)志的地方接二極管“-”端，切不可裝錯(cuò)方向。多個(gè)應(yīng)排列整齊。2 三端穩(wěn)壓器：一種起穩(wěn)壓作用的集成穩(wěn)壓塊。78表示該集成塊系列，也表示該集成塊系列輸出為正電壓。05表示該集成塊輸出為5v電壓。該系列輸出固定的正電壓有5、8、12、15、18及24v。79系列輸出為負(fù)電壓。三端穩(wěn)壓器的引腳的區(qū)分：正看有標(biāo)有型號(hào)的一面，在左邊的為輸入腳“1”，中間為接地腳“2”，右邊為輸出腳“3”。安裝方法：既可采用“臥式”安裝方法，也可采用“立式” 安裝方法。注意采用“臥式”安裝方法時(shí)，小心折斷引腳。注意板面上指示的安裝方向，切不可引腳裝錯(cuò)方向。3 電容：一種儲(chǔ)能元件。具有隔離直流

9、導(dǎo)通交流作用。 電解電容 容量和工作電壓一般直接寫在電容器上。引腳有“+”，“”之分，新的一般長(zhǎng)引腳為“+”，短引腳端為“”。如兩腳同長(zhǎng)，與電解電容圓柱體有標(biāo)記相近的引腳為“”，另一引腳則為“+”。 瓷片電容 用數(shù)字來(lái)標(biāo)志容量，如“104”，表示10×104 pF。引腳無(wú)極性之分安裝方法：采用“立式” 安裝方法。一般安裝高度為47mm，對(duì)于電解電容注意板面上標(biāo)示，一般標(biāo)出某個(gè)焊孔應(yīng)插電解電容的“+”引腳或“”引腳，切不可裝錯(cuò)方向。 5安裝注意事項(xiàng)：先裝“臥式”元件，再裝“立式”元件。元件引腳先焊接，再剪斷。（2）、方波信號(hào)發(fā)生器 1電路圖： 圖 3.25 方波信號(hào)發(fā)生器電路原理圖 2

10、所用元件：集成塊 555定時(shí)器 一只 集成塊插座 8腳 一只電解電容 10F/16 一只瓷片電容 0.1F 一只電阻 100K 一只電阻 10K 一只電阻 300 兩只發(fā)光二極管 3 兩只 3電路原理：電源接通后，5v電源通過(guò)電阻R7、R6向電容C7充電。這個(gè)過(guò)程中，NE555認(rèn)為無(wú)觸發(fā)信號(hào)，輸出為高電平（D7亮）。當(dāng)集成塊555的2腳電壓上升到一定值的時(shí)候（一般為2/3Vcc），集成塊555的6腳受到觸發(fā)，集成塊中的比較器1翻轉(zhuǎn)，3腳輸出電壓為低電平（D7滅，D6亮），同時(shí)集成塊中的三極管導(dǎo)通，電容C7通過(guò)R6放電。當(dāng)電容C7上降到有定值時(shí)（一般為1/3Vcc），集成塊中的比較器2翻轉(zhuǎn)，3腳

11、輸出電壓為高電平（D7亮，D6滅），C7放電終止，又重新開始充電。周而復(fù)始，形成振蕩。其振蕩周期與充放電的時(shí)間有關(guān)。C5防止干擾電壓引入。 4.元件介紹：1 集成塊555： 結(jié)構(gòu)：555集成定時(shí)器是模擬功能和數(shù)字邏輯功能相結(jié)合的一種雙極性型八個(gè) 引腳的集成器件。它是由上、下兩個(gè)比較器、三個(gè)5k電阻、一個(gè)RS觸發(fā)器、 一個(gè)放電三極管以及功率輸出級(jí)組成。其中1腳接地，2腳接比較器2的反相輸 入端（觸發(fā)輸入端，當(dāng)小于1/3Vcc低電平觸發(fā)），3腳為輸出端，4腳為復(fù)位端， 5腳接到由3個(gè)5K電阻組成的的分壓網(wǎng)絡(luò)的2/3Vcc 處，為控制電壓輸入端，6腳 接比較器1同相輸入端（閾值輸入端，當(dāng)大于2/3V

12、cc高電平觸發(fā)），7腳為放電端， 8腳接電源。 引腳的區(qū)分：將集成塊面上的標(biāo)志端朝左，則左下第一個(gè)引腳為1腳，逆時(shí)針數(shù)分別為2、3、4、5、6、7、8腳。 安裝方法：集成塊標(biāo)志與集成塊插座標(biāo)志相對(duì)應(yīng)。不可插錯(cuò)。2集成塊插座：與集成塊一起使用，起保護(hù)集成塊的作用。 安裝方法：集成塊插座標(biāo)志與焊接電路板上集成塊標(biāo)志相對(duì)應(yīng)。 3電阻：主要分為薄膜電阻和線繞電阻。薄膜電阻又分為碳膜電阻和金屬膜電阻。其阻值一般用五色環(huán)來(lái)表示。電阻阻值的識(shí)別： 五色環(huán)表示法：第一、第二、第三色環(huán)表示阻值的第一、二、三位數(shù)，第四色環(huán)表示前三位數(shù)的倍率，第五環(huán)表示阻值的誤差。顏色 黑 棕 紅 橙 黃 綠 藍(lán) 紫 灰 白 金

13、銀數(shù)字 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 倍率 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109誤差（±） 1% 2% 0.5% 0.2% 0.1% 10% 5% 如100k 五色環(huán)為棕、黑、黑、橙、棕。其為100×103 萬(wàn)用表測(cè)量法。將數(shù)字萬(wàn)用表?yè)苤翜y(cè)量電阻的適當(dāng)檔位，表筆接入電阻兩個(gè)引腳，萬(wàn)用表顯示值為該電阻阻值，單位為千歐。安裝方式：電阻引腳無(wú)極性之分。采用“臥式”安裝方法，要緊貼安裝板面。多個(gè)電阻應(yīng)排列整齊。 5安裝注意事項(xiàng)： 必須先焊接集成塊插座后，才能插上集成塊。此電路中R5、C7元件沒(méi)發(fā)。要將電路五中的一根跨接線接上。因?yàn)?/p>

14、555計(jì)時(shí)器，在庫(kù)中找不到，所以，通過(guò)此例簡(jiǎn)要介紹下元器件的封裝。封裝步驟如下： (1)文件->創(chuàng)建-庫(kù)->原理圖庫(kù)： 圖 3.26 文件->創(chuàng)建-庫(kù)->原理圖庫(kù)在原理圖庫(kù)里繪畫元件（555集成定時(shí)器），并且進(jìn)行保存、重命名等操作， 圖3.27 555集成定時(shí)器（2）文件->創(chuàng)建->庫(kù)->PCB庫(kù)，555集成定時(shí)器所以我們可以畫出封裝圖，在對(duì)封裝圖進(jìn)行并且進(jìn)行保存、重命名等操作。 圖3.28 555集成定時(shí)器的封裝圖（3），點(diǎn)擊原理圖中相應(yīng)的元器件，得到下圖，并進(jìn)行下圖中的操作 圖3.29 追加過(guò)程封裝完后如下圖 圖3.30 555集成定時(shí)器封裝圖（3

15、）、觸發(fā)器電路1 電路圖： 圖 3.31 觸發(fā)器電路原理圖 2所用元件 集成塊 74ALS74 一只 集成塊插座 14腳 一只 電阻 1K 二只 470 四只 發(fā)光二極管 3 四只 觸發(fā)按鍵 SW 二只 短路卡 六只 短路子 十八只 3電路原理： 第一路:按觸發(fā)鍵S2給出一個(gè)信號(hào)上升沿，電路中設(shè)計(jì)的J5、J4分別是D觸發(fā)器的清零和預(yù)置信號(hào)輸入端，高電平有效，J3接D觸發(fā)器D輸入端。實(shí)驗(yàn)中將J5、J4的短接卡短接為高電平(即短接靠近1處的兩短路子),使D觸發(fā)器D端輸入信號(hào)有效, 然后按S2給D觸發(fā)器一個(gè)信號(hào)上升沿,將J3的數(shù)據(jù)鎖存，其輸出結(jié)果有Q和Q非兩種，分別通過(guò)發(fā)光二極管D9和D20顯示出來(lái)

16、。同樣第二路由S4為觸發(fā)鍵，J8和J7分別是D觸發(fā)器的清零和預(yù)置信號(hào)輸入端，高電平有效，J6接D觸發(fā)器D輸入端。輸出結(jié)果同上，由發(fā)光二極管D21和D22顯示出來(lái)。 4元件介紹： 4元件介紹： 集成塊74LS74 _ _ 1結(jié)構(gòu)：該集成塊為14引腳封裝的雙D觸發(fā)器。是在非RD=SD=1，CP脈沖上升沿觸發(fā)翻轉(zhuǎn)的。此時(shí)觸發(fā)器的狀態(tài)只取決于時(shí)鐘到來(lái)前D端的狀態(tài)。其中一個(gè)觸發(fā)器引腳安排是第1腳為清零端，第2腳為輸入端，第3腳為信號(hào)端，第4腳為預(yù)置信號(hào)端，第5、6腳為輸出端。第14腳接電源，第7腳接地。 2引腳區(qū)分和安裝方法：與555集成塊相同。短路卡：一種簡(jiǎn)單插件。安裝時(shí)短的一頭為焊接腳。短路子：一種

17、連接件。與短路卡配套使用。 3.PCB板的生成：1.繪畫出原理圖后，將原理圖進(jìn)行保存、重命名等操作。在PCB項(xiàng)目追加PCB文件，再進(jìn)行保存、重命名等操作。 圖 3.32 在PCB項(xiàng)目追加PCB文件2.對(duì)原理圖文件進(jìn)行編譯.3.對(duì)PCB文件進(jìn)行如下圖所示操作 圖 3.33 生成PCB圖步驟1 圖 3.33 生成PCB圖步驟2 圖 3.34 生成PCB的初步圖（5） 對(duì)生成的PCB圖進(jìn)行開始布線，鋪銅。最后生成PCB板生成如下幾幅PCB圖1.整流穩(wěn)壓濾波電路 圖3.35 整流穩(wěn)壓濾波電路PCB板2.方波信號(hào)發(fā)生器 圖3.36 方波信號(hào)發(fā)生器PCB板5.觸發(fā)器電路 圖3.37 觸發(fā)器電路PCB板四.

18、 電路焊接過(guò)程1>. 焊接電路板用到的實(shí)習(xí)焊材如下：表4.1 計(jì)算機(jī)硬件實(shí)習(xí)消耗材料計(jì)劃表序 號(hào)品 名 規(guī) 格單位數(shù)量1電容0.001U（102）只12電容0.01uF（103）只13電容0.1uF （104）只24電解電容10U/16V只15電解電容470U/16V只16電解電容100U/16V只17電解電容1000U/16V18二級(jí)管IN4007（>1A）只49電阻1M只210共陽(yáng)級(jí)數(shù)碼管0.5寸只111三極管9014只212電阻300歐姆1/4W只213電阻470歐姆1/4W只2214電阻1k歐姆1/4W只415電阻10k歐姆1/4W只516電阻51k歐姆1/4W只617電阻

19、100k歐姆1/4W只118電位器5K碳膜電位器只219輕觸按鍵只320穩(wěn)壓器（集成塊）7805塊121集成塊NE555塊122集成塊74HC93塊123集成塊74LS47塊124集成塊4017塊125集成塊74HC240塊126集成塊74LS74塊127集成塊LM393N塊1281*40短針（2.54mm）只1/229短路子只6302EDGV-2P（5.08綠色）和配套的插頭只131印制板塊132IC-14DIP14個(gè)233IC-16DIP16個(gè)234IC-8DIP8個(gè)235IC-20DIP20個(gè)136發(fā)光二極管3個(gè)18 表4.2 計(jì)算機(jī)硬件實(shí)習(xí)工具計(jì)劃表序號(hào)品 名 規(guī) 格單位數(shù)量共計(jì)1電烙

20、鐵25W支1302烙鐵架（配海綿一塊）25W支1303焊錫絲坨1304松 香塊1305斜口鉗把每3組共用一把斜口鉗106鑷子把1307萬(wàn)用表塊調(diào)試時(shí)每5組共用2塊萬(wàn)用表128交流變壓器220V-9V個(gè)調(diào)試時(shí)按需使用8備注：1. 焊接調(diào)試時(shí)注意安全，防火防觸電；2. 焊接時(shí)注意節(jié)約焊料：焊錫絲和松香； 3. 愛惜工具，如因使用不當(dāng)造成工具損壞照價(jià)賠償；4. 焊接調(diào)試完畢歸還所有工具；5. 工具領(lǐng)用、歸還實(shí)行簽名負(fù)責(zé)制。2>. 電路焊接順序：（1） 焊接電阻，根據(jù)電阻各自的阻值，逐一焊接，以免漏掉電阻，焊接完電 后需要用萬(wàn)用表檢驗(yàn)一下各電阻還和以前的值是否一樣(檢驗(yàn)是否有虛焊)。（2）焊接電容，先焊接瓷片電容，要注意上面的讀數(shù)，接著焊接電解電容了，要注意長(zhǎng)腳是"+"極，短腳是""極。（3）焊接二極管，要注意二極管的正負(fù)極。 （4）焊接三極管，定要認(rèn)清"e"，"b"，"c"三管腳。（5）最需要細(xì)心的是焊接芯片了，要確保電路圖準(zhǔn)確無(wú)誤的焊接好。（6）焊接印刷電路板上有些地方間斷了，我們需要用焊錫把它連接起