1、電子設計與制作實習報告學 院：專 業：班 級：姓 名：學 號：指導老師: 設計題目循環彩燈學生姓名院系電氣與信息工程學院班級電設計要求：1、設計制作一個循環彩燈電路。2、彩燈數量為8個，8個彩燈依次閃爍3、制作pcb完成實物工作計劃：10月15號18號完成原理圖的設計；5月18號22號進行pcb設計；10月22號24號制作pcb板；10月24號27號電路板安裝、調試及驗收，提交課程設計報告。任務下達日期：2013 年 10 月 12 日任務完成日期：2013年 10 月 27日指導教師（簽名）： 學生（簽名）：循環彩燈摘 要：設計一個循環彩燈控制電路，該電路實現了讓八個彩燈循環閃爍的功能，并且

2、正逆循環。其中，閃爍時間由555定時器這樣的時鐘電路產生周期為1秒的脈沖所控制；彩燈的循環閃爍由十進制計數器接受定時器產生的脈沖所控制；彩燈顯示功能由三線八線譯碼器實現，輸出分配數據直接控制燈的閃爍。目 錄1.設計背景 1.1了解數字電路系統的定義及組成1.2掌握時鐘電路的作用及基本構成2.設計方案2.1任務分析2.2方案論證3.方案實施 3.1原理圖設計3.2電路仿真3.3 pcb制作 4.結果與結論5.收獲與致謝7.附件 7.1電路原理圖7.2 pcb布線圖 11. 設計背景1.1 了解數字電路系統的定義及組成用數字信號完成對數字量進行算術運算和邏輯運算的電路稱為數字電路，或數字系統。由于

3、它具有邏輯運算和邏輯處理功能，所以又稱數字邏輯電路。數字電路包括數字脈沖電路和數字邏輯電路。前者研究脈沖的產生、變換和測量；后者對數字信號進行算術運算和邏輯運算。數字電路系統一般包括輸入電路、控制電路、輸出電路、時鐘電路和電源等。輸入電路主要作用是將被控信號轉換成數字信號，其形式包括各種輸入接口電路。比如數字頻率計中，通過輸入電路對微弱信號進行放大、整形，得到數字電路可以處理的數字信號。在設計輸入電路時，必須首先了解輸入信號的性質，接口的條件，以設計合適的輸入接口電路。1.2 掌握時鐘電路的作用及基本構成時鐘電路是數字電路系統中的靈魂，它屬于一種控制電路，整個系統都在它的控制下按一定的規律工作

4、。時鐘電路包括主時鐘振蕩電路及經分頻后形成各種時鐘脈沖的電路。比如多路可編程控制器中的 555 多諧振蕩電路，數字頻率計中的基準時間形成電路等都屬于時鐘電路。設計時鐘電路，應根據系統的要求首先確定主時鐘的頻率，并注意與其他控制信號結合產生系統所需的各種時鐘脈沖。2. 設計方案2.1 任務分析任務中要實現8個彩燈循環閃爍，可以通過譯碼器實現。要求正逆循環控制，因此需要一個時鐘控制電路，555定時器可以產生；又要使八個彩燈依次閃爍且循環，故要用可逆計數器來實現一個加法功能，才能保證實現要求。需要注意的是計數器輸入端怎樣接高低電平才能實現循環；使用譯碼器來進行譯碼。2.2 方案論證根據任務要求，將整

5、個設計化為三大電路：一、 時鐘電路。首先用555定時器進行設置，與電阻和電容一起構成周期為一秒的時鐘周期發生器，為電路提供時鐘信號產生的脈沖，支持整個電路的工作。二、 驅動電路?？梢杂?4ls193計數器和74ls138三線八線譯碼器組成用以驅動發光二極管正常工作的電路，并且在時鐘電路的控制下讓八個發光二極管循環工作。三、 輸出電路。由八個發光二極管組成，在驅動電路控制下循環工作。3. 方案實施3.1 原理圖設計1、 時鐘電路用555定時器設計的多諧振蕩器如圖1所示。圖1 555定時器構成的脈沖發生器電路用555定時器構成的多諧振蕩器電路如圖1所示：圖中電容c、電阻r1和r2作為振蕩器的定時元

6、件，決定著輸出矩形波正、負脈沖的寬度。定時器的觸發輸入端（2腳）和閥值輸入端（6腳）與電容相連；集電極開路輸出端（7腳）接r1、r2相連處，用以控制電容c的充、放電；外界控制輸入端（5腳）通過0.01uf電容接地。下面圖2是多諧振蕩器的工作波形圖。圖2 多諧振蕩器的工作波形圖 電路接通電源的瞬間，由于電容c來不及充電，vc=0v，所以555定時器狀態為1，輸出vo為高電平。同時，集電極輸出端（7腳）對地斷開，電源vcc對電容c充電，電路進入暫穩態一，此后，電路周而復始地產生周期性的輸出脈沖。多諧振蕩器兩個暫穩態的維持時間取決于rc充、放電回路的參數。暫穩態的維持時間，即輸出vo的正向脈沖寬度t

7、10.7(r1+r2)c；暫穩態二的維持時間，即輸出vo的負向脈沖寬度t20.7r2c。 因此，振蕩周期t=t1+t2=0.7(r1+2r2)c，振蕩頻率f=1/t。正向脈沖寬度t1與振蕩周期t之比稱矩形波的占空比，由上述條件可得d=（r1+r2）/（r1+2r2），若使r2r1，則d1/2，即輸出信號的正負向脈沖寬度相等的矩形波（方波）。2、 驅動電路 下面圖3是用sn74ls192n設計的計數器控制電路。圖3 計數器設計的控制電路74ls193是雙時鐘方式的十進制可逆計數器，其工作原理是：74193上升沿觸發，由up，down兩管腳控制加減計數，有異步置數端loar和異步復位端clr，bo

8、和co分別輸出高電平表示加進位和減進位。由于74193沒有保持腳，故需要外圍電路實現保持功能。因為74193上升沿觸發，所以把up，down強制置低電平即可實現保持功能。四個主從觸發器的輸出端，由兩計數(時鐘)輸入之一的“低”到“高”電平的過渡而被觸發。計數方向在其它計數輸入端為“高”時，由脈沖的計數輸入端所定。當置數輸入為“低”時，把所希望的數據送入數據輸入端上，來把每個輸出端預置到兩電平之一。輸出將符合獨立于計數脈沖的數據輸入的改變。清零輸入在加高電平時，迫使所有輸出端為低電平。清零功能獨立于計數輸入和置數輸入。清零、計數和置數等輸入端都是緩沖過的。借位和進位兩輸出端可級聯遞增計數和遞減計

9、數兩功能。借位輸出在計數器下謚時，產生寬度等于遞減計數輸入的脈沖；同樣，進位輸出在計數器上謚時, 產生寬度等于遞加計數輸入的脈沖。下面是驅動電路的另一個器件74ls138譯碼器所構成的電路圖。圖4 由74ls138譯碼器組成的部分驅動電路 譯碼器可以將輸入代碼的狀態翻譯成相應的輸出信號，以高、低電平的形式在各自的輸出端口送出，以表示其意愿。譯碼器有多個輸入端和多個輸出端。假如輸入端個數為1個，每個輸出端只能有兩個狀態，則輸出端個數最多有2n個。常用譯碼器輸入、輸出端口數來稱呼譯碼器，如3線-8線譯碼器，4線-10線譯碼器等。74138就是一個三線-八線譯碼器。 74138有三個輸入端：oe1、

10、oe2a、oe2b和八個輸出端y0-y7，當三個輸入端的編碼為000時，譯碼器輸出y0=0，而y1-y7=1。即y0對應于oe1、oe2a、oe2b為000狀態，低電平有效。a、b、c為使能控制端，起到控制譯碼器是否能進行譯碼的作用。只有c輸入為高電平，a和b都為低電平時才能進行譯碼，否則不論輸入為何值，輸出端均為1。3、 輸出電路 輸出電路有八個發光二極管和一個330的保護電阻，驅動電路傳輸的是低電平才會導通所以八個二極管要反向放置，下面圖5是此設計的輸出電路圖。圖5 八個發光二極管組成的輸出電路圖3.2 電路仿真在各單元電路設計的基礎上，用軟件把各單元電路連接起來，畫出符合軟件要求的系統整

11、體邏輯電路圖。系統整體電路設計完成后，對系統整體進行仿真，驗證設計的正確性。本設計的循環彩燈仿真電路圖如下。 圖6 循環彩燈的仿真電路圖仿真結果是：八個發光二極管依次閃爍1、 pcb板布線在布線前要在dxp中完成對電路圖個元件的封裝。在封裝時要注意，因為對于同一個元件可能又有多種封裝方式。封裝時要根據所給元件的類型對各個元件進行封裝。封裝完成后，把原理圖導入pcb板后，再對元件的位置重新手動擺放，布線是要盡量減少交叉重疊的線。觀察元件的三視圖，以保證封裝是正確。2、 電路板制做 完成布線后，對pcb圖進行打印輸出，然后再用制板機制板。制板時要盡量使線不要相連，以免制出的板不能使用。制板完成后，

12、要對制好的板進行鉆孔，打磨，直至板合格為止。3.4 安裝與調試按照打印好的電路圖，在pcb板上利用電烙鐵進行各元件的焊接。焊接時要注意不能使焊盤焊接處與其他線相連。調試時可能得不出仿真時的結果，要結合各方面進行考慮，電阻，電容，或者是電路的焊接問題。調試的時候以為安裝好就可以直接工作，結果彩燈未按預先估計那樣閃爍，經過反復仔細檢查發現線路焊接有兩個點脫焊，修正后需要進一步的檢查與調試。4. 結果與結論仿真結果和預期的一樣，八個燈依次循環閃爍。繼續制板安裝后進行調試燈未亮，仔細檢查后是之前布線時的一根紅線脫焊，在進行修正之后又調試了下燈仍然不亮，檢查后未發現焊接處的問題，可能是電阻或電容的參數設

13、置有問題，繼續進行調試了下燈終于亮了，達到了八個彩燈依次正逆循環閃爍的效果。附件7.1 電路原理圖 電路原理圖如下圖7所示。圖7 電路原理圖7.2 pcb布線圖 pcb布線圖如下圖8所示。圖8 pcb布線圖實習日志：2013年10月 15 日 今天是我們實習的第一天，踏上了電子制作之旅，一切都是那么的新鮮，然而新鮮過后卻感到非常困惑實習要用的東西課堂里都沒有學的好。發現有很多東西自己都不會，甚至都沒有接觸過。面對太多的疑問自己的內心產生了很大的壓力。“我是否能夠勝任這里的工作，會不會因為太多東西不懂而受到別人的嘲諷”。 當然今天通過的學習，內心充滿的矛盾，證明我多慮了，這里有和藹的老師和友好的

14、同事，他們給了我極大的幫助和鼓勵，在最初接觸交流中，我獲得更多的鼓勵和信任，使自己逐漸有了信心和勇氣，能夠勇敢的去面對任何挑戰。 相信自己，我能行的！給自己一個微笑。今天的內容是實習動員，介紹接下來的實習內容及時間安排10月15號18號完成原理圖的設計；10月18號22號進行pcb設計；10月22號24號制作pcb板；10月24號27號電路板安裝、調試及驗收.2013年10月 16 日 實習上機的第一天，起了個大早首先是吃飯，包子，燒賣，餃子，當然還有那些熱情同學們。吃過早飯，走到教室老師給我們講解了一下prote99se軟件的基本使用，就這樣我們帶著那份激動進行了實習。我時由周汝老師和周玉老

15、師帶的。兩位周老師知識經驗都很廣。首先我們熟悉了軟件的使用，然后就讓我們領了很多零件。今天就在實驗室設計原理符號以及原件封裝花了一天。今天很熱情，很充實2013年10月 17 日 經過了一天多的畫圖后，我慢慢的熟悉了軟件的使用方法。接下來的時間便開始為正式投入工作進行了很多的準備，通過上網查資料，看書，向學請教等等多種途徑在一天時間內我補充了大量實際工作中所需要的知識。通過真正投入到工作中后發現自己要準備的東西還遠遠不夠。大學生活讓我對理論知識有了一定的了解，但實踐出真知，唯有把理論與實踐相結合，才能更好地為我今后在工作及業務上能力的提高起到促進的作用，增強我今后的競爭力，為我能在以后立足增添

16、了一塊基石。今天終于把循環彩燈的原理圖繪制好了，并且仿真成功。2013年10月 18 日 今天開始繪制元器件的封裝以及生成網絡表，最終生成pcb板。有了前幾天的基礎，今天的內容格外簡單，一個上午就把所有所需要的元器件的封裝全部畫好了。下午添加封裝，生成網絡表，然后載入pcb中，今天做的很順暢很開心。動腦還真有點小收獲，給同學提了個建議。有點失落，但是挺不錯。 心里的天氣翻云覆雨，變化好快，也不知道是好是壞？2013年10月 19 日 今天的任務非常艱巨，我要手動布局，然后手動布線，這是非常耗時間耗精力的精細活。剛開始想偷懶用自動布局與自動布線完成，但是得到的pcb圖太丑，元器件太雜亂無章。最后

17、還是決定一切手動，雖然用了不少時間不少精力，最終還是做出來了。今天是星期五，回去，好舒服，閑下來，想現在想自己，很靜，很充實2013年10月21日睡得好爽，起晚了，那個速度，快。天陰，有點冷。可是我在室內怕什么，哈哈。今天在老師的要求下完成pcb的印制及腐蝕，挺沒人性的。拋光機器壞了，腐蝕機壞了，數控打孔機床也壞了，我們全部手工完成。大部分同學的板在腐蝕的時候失敗，因為溫度控制不好，腐蝕時間沒把握好，我自己的板腐蝕液不完美，很多斷線的地方，需要以后焊接的時候補上?？傊裉旌鼙瘎?，搞的差點中毒，條件太艱苦，設備也不好，不過沒辦法，我只能適應2013年10月22日聽同學說他們樣子，都有點苦，也是工

18、作哪有不苦的，我們這還不算什么?，F在接觸多了，也有點感受。說實話我以前在學校的時候也這樣做過，不過效果沒有這么好，因為以前一遇到難的或不懂的就停下來不做了，而現在有老師在旁邊，有不懂的就問，這使我受益非淺。假如在工作的過程中如果使用幾個小技巧，確實可以達到事半功倍的效果。經過幾天的基礎訓練，老師終于讓我做一些工作，剛開始有點緊張，后來就慢慢熟悉了整個過程。慢慢老師也把一些比較重要的交給我處理。這使我對這個實習認識就更加深了一步，今天的任務是給板子打孔，手工制作的，你懂得2013年10月23日 影響焊接質量主要取決于焊接工具、焊料和焊接技術。對焊接工具、焊料這樣的物品我們是沒辦法的，唯一可以改善

19、的就是我們的焊接技術，所以焊接技術就直接決定了我們實習的成敗。彩燈的電路板上，需要焊接了十幾個元件。元件不能立得太高，否則既不美觀也不牢靠容易形成虛焊。應該采取所謂的臥式法，既美觀又牢靠，只是拆卸時稍微麻煩，需要別人幫忙。焊接時焊錫要用一點點下去，電烙鐵要在錫水熔化后產生光亮就拿開，這樣就能焊出光亮圓滑的焊點了。今天我們焊接了一整天2013年10月24日電子制作實習就要我們對電子元器件進行識別，熟悉相應工具的操作，相關儀器的使用，了解電子設備制作、裝調的全過程，掌握查找及排除電子電路故障的常用方法等。有助于我們對理論知識的理解，幫助我們學習專業知識。使我們對電子元件及彩燈裝機與調試有一定的感性

20、和理性認識，打好日后深入學習電子技術基礎。今天的任務是調試與排除故障，很多同學的板子在這里犧牲了明天是成品驗收了，好緊張2013年10月24日今天內容很少，成品驗收，能實現正逆循環的為好板子，制作工藝達標，其他的為半成品，我們的都是半成品，因為條件實在艱苦。2013年10月25日今天實習全部結束，打掃衛生，整理試驗臺，做總結報告實習周記： 第一周 一周的的protel99se制圖結束了，可自己總感覺還是意猶未盡，總感覺自己要學的東西還很多很多，僅僅通過這幾天的實習自己沒能完全掌握這方面的知識。不過，這幾天的上機實習，雖然上機的時間對于我們這些初學者要全面掌握protel99se的理論知識和實踐

21、知識是相當難的。但是，由于多次上機動手畫圖，我覺得自己在這方面有了很大的長迚，從完全的陌生到可以畫一些簡單的原理圖和pcb板。開始以為會上一天的理論課程，當知道直接上機實習時，還是有點擔心的。但是由于實習教材寫得非常清楚，操作起來并沒有自己想象的那么困難，自己大部分還是能按照老師所要求的做下來。只是偶爾有一小部分知識不是很清楚，通過問同學和老師對這些知識迚一步掌握乊后開始慢慢的一步步的完成了自己的任務。通過這幾天的實習我有很多的收獲。首先，通過實習我熟悉了protel的基本操作，掌握了用protel繪制原理圖的基本方法，掌握了用protel制作pcb板的方法。其次，我對所學專業也有了更深入的了解，protel這個軟件對于我們電子專業的學生來說，以后必定會經常使用，學好它對我們也是非常重要的。第二周； 總的來說，我對這門課是熱情高漲的。第一，我從小就對這種小制作很感興趣，那時不懂焊接，卻喜歡把東西給拆來裝去，但這樣一來，