長沙理工大學計算機硬件工藝實習報告

1、計算機硬件工藝實習 20115808計算機硬件工藝實習報告姓 名 院 系 計算機與通信工程學院班 級 網(wǎng)絡(luò)工程1102學 號 指導老師 吳佳英，龍際珍，劉青等共3位老師實習時間 2013年1月7日至2013年1月18日第0頁 共24頁 指導老師評語：報告評分建議等級：指導教師簽名：日期：一、實習目的和意義計算機硬件工藝實習是計算機科學與技術(shù)專業(yè)、網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)重要的實踐教學環(huán)節(jié)。通過本課程的學習，使學生鞏固計算機電路、數(shù)字電子技術(shù)等課程的理論知識，初步接觸電子產(chǎn)品生產(chǎn)實際，了解和掌握一般電子工藝知識和技能，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，并從中學到有關(guān)新技術(shù)

2、、新工藝。培養(yǎng)學生分析問題、解決實際問題的能力，從而提高學生的工程實踐能力，為學生今后從事計算機、網(wǎng)絡(luò)相關(guān)電子產(chǎn)品制造與創(chuàng)新設(shè)計工作奠定初步的實踐基礎(chǔ)。鞏固和強化所學知識，為以后走向工作崗位打下一定的基礎(chǔ)。二、實習時間安排第 一 周星期項 目方 式一上午Protel99的介紹和了解電路設(shè)計步驟集中講課下午實驗操作二上午介紹原理圖的設(shè)計集中講課下午實驗操作三上午介紹制作原理圖元件庫和原理圖元件集中講課下午實驗操作四上午介紹印刷電路板的設(shè)計集中講課下午實驗操作五上午介紹印刷電路板元件庫和元件集中講課下午實驗操作第 二 周星期項 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別方法集中

3、講課下午練習焊接技術(shù)操作二上午1. 發(fā)放元器件2. 學生按元件清單清點元件、材料3. 學生使用儀表檢查元器件質(zhì)量，測量參數(shù)操作下午教師政治及業(yè)務(wù)學習，學生自習操作三上午焊接產(chǎn)品元器件操作下午焊接產(chǎn)品元器件，整機安裝操作四上午焊接產(chǎn)品元器件，整機安裝操作下午按電子產(chǎn)品功能調(diào)試整機，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，查找并排除故障操作下午1. 實習總結(jié)，寫實習報告2. 歸還工具、電器，清掃場地集中總結(jié)三、電路的原理圖，電路的各部分工作原理 1、Altium DXP 2004軟件的學習和使用 Protel DXP 2004是澳大利亞Altium公司于2002年推出的一款電子設(shè)計自動化軟

4、件。它的主要功能包括：原理圖編輯、印制電路板設(shè)計、電路仿真分析、可編程邏輯器件的設(shè)計。它工作在WINDOWS95環(huán)境下，是個完整的板級全方位電子設(shè)計系統(tǒng)，它包含了電路原理圖繪制、模電電路與數(shù)字電路混合信號仿真、多層印刷電路板設(shè)計（包含印制電路板自動布線）、可編輯邏輯器件設(shè)計、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)，同時還兼容一些其它設(shè)計軟件的文件格式，如ORCAD，PSPICE，EXCEL等，其多層印制線路板的自動布線可實現(xiàn)高密度PCB的100%布通率；是目前業(yè)界廣泛應用的一款EDA軟件，具有功能強大、界面友好、應用靈活的特點。 簡要

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

6、”XXXXX.PrjPCB”。 v 圖 3.22 新建原理圖設(shè)計文件 圖 3.23 保存原理圖設(shè)計文件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)過變壓器變?yōu)?v交流電壓后，通過四個二極管組成的橋式整流電路變?yōu)?0v左右的脈動直流電壓，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記端為“”，另一端無標記的為“+”。 發(fā)光二極管 新的一般長引腳為“+”，短引腳端為“”。如兩腳同長，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)字萬用表對二極管引腳的判斷：將數(shù)字萬用表測量檔撥至“ ”檔，表筆接通兩個引腳，如數(shù)字萬用表無顯示，則黑表筆接的引腳為“+”，紅表筆接的引腳為“”。如數(shù)字萬用表有顯示，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，有標志的地方接二極管“-”端，切不可裝錯方向。多個應排列整齊。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系列輸出為負電壓。三端穩(wěn)壓器的引腳的區(qū)分：正看有標有型號的一面，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，小心折斷引腳。注意板面上指示的安裝方向，切不可引腳裝錯方向。3 電容：一種儲能元件。具有隔離直流

9、導通交流作用。 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，新的一般長引腳為“+”，短引腳端為“”。如兩腳同長，與電解電容圓柱體有標記相近的引腳為“”，另一引腳則為“+”。 瓷片電容 用數(shù)字來標志容量，如“104”，表示10×104 pF。引腳無極性之分安裝方法：采用“立式” 安裝方法。一般安裝高度為47mm，對于電解電容注意板面上標示，一般標出某個焊孔應插電解電容的“+”引腳或“”引腳，切不可裝錯方向。 5安裝注意事項：先裝“臥式”元件，再裝“立式”元件。元件引腳先焊接，再剪斷。（2）、方波信號發(fā)生器 1電路圖： 圖 3.25 方波信號發(fā)生器電路原理圖 2

10、所用元件：集成塊 555定時器 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電源通過電阻R7、R6向電容C7充電。這個過程中，NE555認為無觸發(fā)信號，輸出為高電平（D7亮）。當集成塊555的2腳電壓上升到一定值的時候（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），同時集成塊中的三極管導通，電容C7通過R6放電。當電容C7上降到有定值時（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。周而復始，形成振蕩。其振蕩周期與充放電的時間有關(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 引腳的集成器件。它是由上、下兩個比較器、三個5k電阻、一個RS觸發(fā)器、 一個放電三極管以及功率輸出級組成。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，當小于1/3Vcc低電平觸發(fā)），3腳為輸出端，4腳為復位端， 5腳接到由3個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：將集成塊面上的標志端朝左，則左下第一個引腳為1腳，逆時針數(shù)分別為2、3、4、5、6、7、8腳。 安裝方法：集成塊標志與集成塊插座標志相對應。不可插錯。2集成塊插座：與集成塊一起使用，起保護集成塊的作用。 安裝方法：集成塊插座標志與焊接電路板上集成塊標志相對應。 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)來表示。電阻阻值的識別： 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 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 萬用表測量法。將數(shù)字萬用表撥至測量電阻的適當檔位，表筆接入電阻兩個引腳，萬用表顯示值為該電阻阻值，單位為千歐。安裝方式：電阻引腳無極性之分。采用“臥式”安裝方法，要緊貼安裝板面。多個電阻應排列整齊。 5安裝注意事項： 必須先焊接集成塊插座后，才能插上集成塊。此電路中R5、C7元件沒發(fā)。要將電路五中的一根跨接線接上。因為

14、555計時器，在庫中找不到，所以，通過此例簡要介紹下元器件的封裝。封裝步驟如下： (1)文件->創(chuàng)建-庫->原理圖庫： 圖 3.26 文件->創(chuàng)建-庫->原理圖庫在原理圖庫里繪畫元件（555集成定時器），并且進行保存、重命名等操作， 圖3.27 555集成定時器（2）文件->創(chuàng)建->庫->PCB庫，555集成定時器所以我們可以畫出封裝圖，在對封裝圖進行并且進行保存、重命名等操作。 圖3.28 555集成定時器的封裝圖（3），點擊原理圖中相應的元器件，得到下圖，并進行下圖中的操作 圖3.29 追加過程封裝完后如下圖 圖3.30 555集成定時器封裝圖（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給出一個信號上升沿，電路中設(shè)計的J5、J4分別是D觸發(fā)器的清零和預置信號輸入端，高電平有效，J3接D觸發(fā)器D輸入端。實驗中將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端輸入信號有效, 然后按S2給D觸發(fā)器一個信號上升沿,將J3的數(shù)據(jù)鎖存，其輸出結(jié)果有Q和Q非兩種，分別通過發(fā)光二極管D9和D20顯示出來

16、。同樣第二路由S4為觸發(fā)鍵，J8和J7分別是D觸發(fā)器的清零和預置信號輸入端，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。 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。此時觸發(fā)器的狀態(tài)只取決于時鐘到來前D端的狀態(tài)。其中一個觸發(fā)器引腳安排是第1腳為清零端，第2腳為輸入端，第3腳為信號端，第4腳為預置信號端，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：一種簡單插件。安裝時短的一頭為焊接腳。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，將原理圖進行保存、重命名等操作。在PCB項目追加PCB文件，再進行保存、重命名等操作。 圖 3.32 在PCB項目追加PCB文件2.對原理圖文件進行編譯.3.對PCB文件進行如下圖所示操作 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） 對生成的PCB圖進行開始布線，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.方波信號發(fā)生器 圖3.36 方波信號發(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、 電路焊接過程1>. 焊接電路板用到的實習焊材如下：表4.1 計算機硬件實習消耗材料計劃表序 號品 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/16V18二級管IN4007（>1A）只49電阻1M只210共陽級數(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233IC-16DIP16個234IC-8DIP8個235IC-20DIP20個136發(fā)光二極管3個18 表4.2 計算機硬件實習工具計劃表序號品 名 規(guī) 格單位數(shù)量共計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1307萬用表塊調(diào)試時每5組共用2塊萬用表128交流變壓器220V-9V個調(diào)試時按需使用8備注：1. 焊接調(diào)試時注意安全，防火防觸電；2. 焊接時注意節(jié)約焊料：焊錫絲和松香； 3. 愛惜工具，如因使用不當造成工具損壞照價賠償；4. 焊接調(diào)試完畢歸還所有工具；5. 工具領(lǐng)用、歸還實行簽名負責制。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 后需要用萬用表檢驗一下各電阻還和以前的值是否一樣(檢驗是否有虛焊)。（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，要注意長腳是"+"極，短腳是""極。（3）焊接二極管，要注意二極管的正負極。 （4）焊接三極管，定要認清"e"，"b"，"c"三管腳。（5）最需要細心的是焊接芯片了，要確保電路圖準確無誤的焊接好。（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