基于555的報警電路

-.z.綜合實驗報告2014-2015學(xué)年第二學(xué)期綜合實驗名稱印刷電路板設(shè)計與制作綜合實驗___院〔系〕_電子信息學(xué)院__專業(yè)電子信息工程班級B*1207學(xué)生**綜合實驗時間2015-6-29~2015-7-3指導(dǎo)教師提交時間2015-7-3目錄一、綜合實驗?zāi)康?二、綜合實驗要求21.印刷電路板課題電路的原理圖及PCB的繪制22.實驗的根本要求2三、綜合實驗環(huán)境2四、綜合實驗容31.用protel設(shè)計基于555的報警電路，并產(chǎn)生PCB文件32.用線路板刻制機(jī)對覆銅板進(jìn)展鉆孔、底板雕刻、割邊83.電路測試方案確定9五、收獲和體會10一、綜合實驗?zāi)康?印制電路板設(shè)計與制作綜合實驗"是電子信息類專業(yè)實踐課程之一，通過印制電路板設(shè)計與制作實驗，使學(xué)生熟悉印制電路板設(shè)計與制作的流程，了解電子元器件的功能、參數(shù)、外型、特征、及其應(yīng)用，掌握印制電路板設(shè)計與制作的根本知識和操作技能，增加學(xué)生對本專業(yè)的認(rèn)識，培養(yǎng)其專業(yè)興趣。二、綜合實驗要求1.印刷電路板課題電路的原理圖及PCB的繪制課題電路可選：基于555的門鈴電路基于555的報警電路分立元件的鬧鐘電路儀表放大器電路助聽器放大電路直流可調(diào)穩(wěn)壓電源電路信號發(fā)生器電路電容式接近開關(guān)電路容包括：〔1〕protel軟件設(shè)計給定課題電路，繪制電路原理圖?！?〕在Protel設(shè)計環(huán)境過原理圖與網(wǎng)表導(dǎo)出PCB圖，并進(jìn)展合理的布局與布線?！?〕導(dǎo)出PCB的制造文件并利用線路板刻制機(jī)對覆銅板進(jìn)展鉆孔、雕刻、割邊。〔4〕根據(jù)實驗要求，寫出實驗報告。2.實驗的根本要求〔1〕熟練運(yùn)用protel軟件，能完成課題電路的CAD設(shè)計；〔2〕熟練運(yùn)用線路板刻制機(jī)，實現(xiàn)由線路文件自動、快速、準(zhǔn)確地制作印刷線路板；〔3〕熟悉印制電路板設(shè)計與制作的流程；〔4〕掌握印制電路板設(shè)計與制作的根本知識和操作技能。三、綜合實驗環(huán)境技術(shù)中心904機(jī)房〔預(yù)裝Protel99軟件〕技術(shù)中心407〔配有pcb刻板機(jī)，萬用表，pc等〕四、綜合實驗容1.用protel設(shè)計基于555的報警電路，并產(chǎn)生PCB文件電路由兩個555多諧振蕩器組成，第一個振蕩器的振蕩頻率為1~2Hz時，第二個振蕩器的振蕩頻率為1000Hz。將第一個振蕩器的輸出(3腳)接到第二個振蕩器的復(fù)位端(4腳)。在輸出高電平時，第二個振蕩器振蕩;輸出低電平時，第二個振蕩器停振。這樣，蜂鳴器將發(fā)出間隙聲響。電路圖555定時器是一種模擬和數(shù)字功能相結(jié)合的中規(guī)模集成器件。一般用雙極性工藝制作的稱為555，用CMOS工藝制作的稱為7555，除單定時器外，還有對應(yīng)的雙定時器556/7556。555定時器的電源電壓圍寬，可在4.5V~16V工作，7555可在3~18V工作，輸出驅(qū)動電流約為200mA，因而其輸出可與TTL、CMOS或者模擬電路電平兼容。它的各個引腳功能如下：1腳：GND源負(fù)端VSS或接地，一般情況下接地。2腳：TRI低觸發(fā)端。3腳：OUT輸出端。4腳：RST是直接清零端。當(dāng)R端接低電平，則時基電路不工作，此時不管TR、TH處于何電平，時基電路輸出為“0〞，該端不用時應(yīng)接高電平。5腳：為控制電壓端。假設(shè)此端外接電壓，則可改變部兩個比擬器的基準(zhǔn)電壓，當(dāng)該端不用時，應(yīng)將該端串入一只0.01μF電容接地，以防引入干擾。6腳：THR高觸發(fā)端。7腳：DIS放電端。該端與放電管集電極相連，用做定時器時電容的放電。555定時器原理圖繪制：對較簡單的電路〔一般元件數(shù)少于30~50個〕可采用繪單線不穿插圖的方法設(shè)計印制板。這種方法簡單易學(xué)且不易出錯，特別適合初學(xué)者和非專業(yè)設(shè)計人員。具體步驟如下：〔1〕將原理圖中應(yīng)放置于板上的電路元器件根據(jù)信號流向或排版方向依次畫到板面上，集成電路要畫封裝引腳圖?！?〕按原理圖將各元器件引腳連接，對導(dǎo)線穿插處可用兩種方法防止穿插。〔1〕利用元器件中間跨越?！?〕用跨接線跨越〔同一板上跨接線長度盡可能歸為一種或兩三種?？缃泳€盡可能短、盡可能少〕。對于可用單面加少量跨接線布通的電路，盡量選用單面板布線，只有電路較復(fù)雜才用雙面板。顯然雙面板要容易，因為可以利用板子另一面印制導(dǎo)線做跨越。〔3〕調(diào)整元器件位置和方向，使跨接線最少，連接最簡潔?！?〕重新畫不穿插圖，如圖3所示。簡單的圖，經(jīng)過〔1〕～〔4〕步驟可得到較好的結(jié)果，復(fù)雜一些的〔3〕～〔4〕可能反復(fù)一次，甚至反復(fù)假設(shè)干次才獲得比擬好的效果。仿真圖產(chǎn)生PCB文件：1．原理圖輸入使用Sch繪制電路圖。確定元件排列沒有問題、定義元件封裝(Footprint)，最后通過程序所提供的ERC檢查。2．生成網(wǎng)絡(luò)表利用Sch所提供的CreateNetlist功能產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)表〔圖6〕，同時也完畢了Sch的任務(wù)。3．確定板面〔畫邊框〕進(jìn)入PCB編輯器，首先定義版框，也就是板子的大小與形狀?？衫贸绦蛱峁┑陌婵蛳?qū)?，或?qū)?dāng)前工作層切換到為制止布線區(qū)〔KeepOutLayer版層〕，以PlaceTrack(放置線段)命令，自行繪制版框。4．加載網(wǎng)絡(luò)表及裝入元件網(wǎng)絡(luò)表〔或電路圖〕如有錯誤，或接口上的問題，也在此階段中出現(xiàn)。而產(chǎn)生錯誤時，也可以根據(jù)錯誤所在，回到Sch修改電路圖，重頭再來。這一步是非常重要的一個環(huán)節(jié)，網(wǎng)絡(luò)表是PCB自動布線的靈魂，也是原理圖設(shè)計與印刷電路板設(shè)計的接口，只有將網(wǎng)絡(luò)表裝入后，才能進(jìn)展電路板的布線。Design/Netlist.命令，按Browser按鈕進(jìn)入搜尋所要裝入的網(wǎng)表文件，然后按OK按鈕。裝入網(wǎng)表后，電擊E*ecute按鈕，程序進(jìn)展加載元件5．零件布局裝入的元件堆在一起，緊接著是把元件搬開。激活Tools\Autoplace命令，出現(xiàn)元件自動布局對話框。然后，單擊OK按鈕。出現(xiàn)布局圖。雖然已經(jīng)實現(xiàn)子元件的別離，但并不能滿足實際要求。因此，還可以對別離好的元件進(jìn)展手工布局，拖曳元件并配合按空格鍵改變元件方向重新調(diào)整元件的布局6．設(shè)置布線環(huán)境顯示層面的設(shè)置〔激活Design／Options命令〕7．設(shè)置布線規(guī)則定義規(guī)則、自動布線設(shè)定〔激活Design／Rules命令，進(jìn)入以下對話框〕〔1〕定義平安間距(ClearanceConstraint)1mm〔2〕設(shè)置布線拐角模式(RoutingCorners)45度〔3〕設(shè)置布線工作層面(RoutingLayers)僅用BottomLayer〔選Any其余選NotUsed〕〔4〕布線優(yōu)先權(quán)(RoutingPriority)〔5〕過孔形式(RoutingViaStyle)〔6〕布線線寬(WidthConstraint)0.5mm8．執(zhí)行自動布線PCB的自動布線功能相當(dāng)強(qiáng)大，只要參數(shù)設(shè)置合理，元件布局妥當(dāng),系統(tǒng)自動布線的成功率幾乎是100%。選擇“AutoRoute〞\“All〞命令，進(jìn)展全局自動布線。單擊“All〞按鈕后，程序便按照上面設(shè)置的布線規(guī)則進(jìn)展自動布線9．調(diào)整布線〔即整理一些不太規(guī)則的布線〕布線成功不等于布線合理，有時候會發(fā)現(xiàn)自動布線導(dǎo)線拐彎太多等問題，必須還要進(jìn)展手工調(diào)整。10．保存文件在設(shè)計過程中要隨時保存文件，以免出現(xiàn)意外導(dǎo)致設(shè)計工作喪失。11．打印文件最后可以打印印刷電路板設(shè)計結(jié)果，可以單層打印也可以多層一起打印。2.用線路板刻制機(jī)對覆銅板進(jìn)展鉆孔、底板雕刻、割邊描圖蝕刻法〔1〕按照電路板的設(shè)計尺寸，裁下一定規(guī)格的單面敷銅板，并用細(xì)砂紙將敷銅打光?！?〕按照1︰1的比例，在敷銅板上用復(fù)印紙描好印刷底板圖?！?〕將漆片〔即蟲膠，化工原料店有售〕一份，溶于三份無水酒精中，并適當(dāng)攪拌，待其全部溶解后，滴上幾滴醫(yī)用紫藥水〔龍膽紫〕，使其呈現(xiàn)一定的顏色，攪拌均勻后，即可作為保護(hù)漆用來描繪電路板線條。采用繪圖儀器中的鴨嘴筆〔或圓規(guī)上用來畫圖形的墨水鴨嘴筆〕，進(jìn)展描繪，鴨嘴筆上有調(diào)整筆劃粗細(xì)的螺母，筆劃粗細(xì)可調(diào)，并可借用直尺、三角尺描繪出很細(xì)的直線，且描繪出的線條光滑、均勻，無邊緣鋸齒，給人以順暢、流利的感覺。繪制電路板線條亦可用油性記號筆直接在敷銅板上描繪?！?〕將三氯化鐵溶于溫水中〔用塑料器具〕將涼干描好印刷底板圖的敷銅板放入三氯化鐵溶液中，待電路板腐蝕完畢后，放入清水中清洗干凈后拿出待用。在腐蝕過程中，應(yīng)注意水溫，并經(jīng)常攪動電路板，以加速化學(xué)反響的速度。〔5〕電路板腐蝕好后，去漆也很方便，用棉球蘸上無水酒精，就可以將保護(hù)漆擦掉，略一晾干，就可隨之涂上松香水使用?！?〕在做記號的元件插孔處鉆孔。打孔時注意鉆床轉(zhuǎn)速應(yīng)取高速，鉆頭應(yīng)刃鋒利。進(jìn)刀不宜過快，以免將銅箔擠出。去除孔中毛刺時用稍大的鉆頭手工倒角，不要用砂皮紙。2．轉(zhuǎn)印法熱轉(zhuǎn)印法的關(guān)鍵是熱轉(zhuǎn)印紙和熱轉(zhuǎn)印機(jī)，它利用激光打印機(jī)先將圖形打印到熱轉(zhuǎn)印紙上，再通過熱轉(zhuǎn)印機(jī)將圖形“轉(zhuǎn)印〞到敷銅板上，形成由墨粉組成的抗腐蝕圖形，再經(jīng)蝕刻機(jī)蝕刻后即可獲得所需印制板圖形。只要激光打印機(jī)能保證，采用熱轉(zhuǎn)印法可獲得足夠的精度和接近專業(yè)品質(zhì)的印制板。參考制作步驟如下：〔1〕繪圖PCB圖可直接從電腦調(diào)用，也可自行設(shè)計。〔2〕打印設(shè)計完成經(jīng)檢查合格后〔注意添加個人標(biāo)記〕，將PCB圖輸入激光打印機(jī)，按1：1比例將PCB圖打印到熱轉(zhuǎn)印紙上?！?〕轉(zhuǎn)印熱轉(zhuǎn)印工藝的關(guān)鍵是熱轉(zhuǎn)印溫度，它是由機(jī)的微電腦準(zhǔn)確控制的。將熱轉(zhuǎn)印紙固定到準(zhǔn)備好的敷銅板〔已清洗〕上，送入熱轉(zhuǎn)印機(jī)轉(zhuǎn)移圖形。轉(zhuǎn)印后掀開轉(zhuǎn)印紙一角，檢查轉(zhuǎn)印圖形完整性，以決定是否重復(fù)熱轉(zhuǎn)印〔轉(zhuǎn)印不完全〕或局部修補(bǔ)〔少量缺陷，用專用筆修整〕?！?〕蝕刻將檢查并修補(bǔ)無誤的板子批量送入蝕刻機(jī)，蝕刻出所需PCB圖形?！?〕打孔將蝕刻好的板子清洗干凈，在鉆床上打孔，注意孔徑區(qū)別。3.電路測試方案確定用5V電源接上電路板，根據(jù)實驗所需的要求旋轉(zhuǎn)可調(diào)電阻，是的兩個可調(diào)電阻的阻值到達(dá)所需要求，具體來說就是蜂鳴器和發(fā)光二極管能夠按照所需要求進(jìn)展工作。五、收獲和體會在這次實訓(xùn)中由于組員充足所以每個人的負(fù)擔(dān)并不是很重。我負(fù)責(zé)使用Multisim9軟件制作仿真圖。先在元件庫中尋找需要用到的元器件然后使用導(dǎo)線根據(jù)電路圖連接。完成后使用示波器進(jìn)展檢測，觀察仿真圖是否正確。總體而言這次的仿真制作的還是比擬完美的。然后我?guī)椭业慕M員進(jìn)展使用protel99SE的設(shè)計，先是類似仿真的制作sch原理圖，然后在確認(rèn)無誤后在C盤pro