直流稳压电源的设计.doc

华东交通大学课程设计华 东 交 通 大 学（直流稳压电源的设计）课题：直流稳压电源的设计 学院：机电工程学院 班级： 姓名： 同组： 学号： 指导老师： 目录1、 设计任务书.31.1 实习性质及目的.31.2 实习主要内容.31.3 设计题目.3 1.4 实习进度或计划.31.5 设计说明书包括的主要内容 .3二、电子元器件的介绍.42.1 电阻.42.2 电容.42.3 电感.62.4 变压器.72.5 二极管.82.6 三端可调稳压器.10三、相关仪器/工具的介绍及使用方法.123.1 数字万用表.123.2 电烙铁.153.3 示波器.16四、单片机开发系统.184.1 protues.184.2 KELL C.194.3 Protel绘制PCB板.19五、调研报告.22六、直流稳压电源的设计.236.1设计任务与要求.236.2方案设计与论证.236.3电路设计.246.4电路模块设计及元件参数选择.256.5测试结果分析.28七、心得体会.29八、附录.32九、参考文献.33一、实习任务书1.1 实习性质及目的 通过微电子实习教学，使学生对电工和电子的一些相关知识有感性认识，加深电类有关课程的理论知识。并在生产实践中，激发学生动手、动脑、勇于创新的积极性，培养学生严谨、认真、踏实、勤奋的学习精神和工作作风，为后续专业课程的学习打下坚实的基础。 1.2 实习主要内容 1）熟悉一些电工电子常用元器件及其基本性能； 2）掌握相关仪器/工具的使用方法； 3）掌握单片机开发系统（ISP、KEIL C）的使用； 4）掌握电子元件的焊接、电气元件的安装、连线等基本技能，建立电气原 理图和电子线路图的基本概念，熟悉 PROTEL 软件的基本使用； 5）参观故障诊断实验室、调研长运电子市场、请教学长、查阅测控论坛及 相关网站，了解电子类、测控类相关知识，并写一份调研报告； 6）针对某一常见的测控问题（详细任务见下页），设计具体电路，要求实 验室调试。 1.3 设计题目 直流稳压电源 1.4 实习进度或计划 1）布置任务 0.5 天 2）参观故障诊断实验室、调研长运电子市场等，写参观笔记/报告 2 天 3）熟悉常用元器件 1.5 天 4）掌握相关仪器/工具的使用 1.5 天 5）掌握单片机开发系统使用 2 天 6）掌握焊接技术 1.5 天 7）具体电路设计及实验室调试 5 天 8）整理报告与答辩 1 天 1.5 设计说明书包括的主要内容 1）目录 2）设计任务书 3）设计题目 4）正文按上述实习主要内容撰写(参观笔记/报告须提供手写速记材料) 5）心得体会 6）主要参考文献 7）考核方法 考核根据学生平时学习态度（含出勤率）、报告（包括参观笔记、面包板实物、焊接实物）和答辩(报告答辩、现场调试等)成绩确定。 二、电子元器件的介绍2.1电阻 电阻，因为物质对电流产生的阻碍作用，所以称其该作用下的电阻物质。电阻将会导致电子流通量的变化，电阻越小，电子流通量越大，反之亦然。没有电阻或电阻很小的质称其为电导体，简称导体。 2.1.1定义 在物理学中，用电阻（Resistance）来表示导体对电流阻碍作用的大小。导体的电阻越大，表示导体对电流的阻碍作用越大。不同的导体，电阻一般不同，电阻是导体本身的一种特性。电阻元件是对电流呈现阻碍作用的耗能元件。电阻元件的电阻值大小一般与温度，材料，长度，还有横截面积有关，衡量电阻受温度影响大小的物理量是温度系数，其定义为温高1时电阻值发生变化的百分数。电阻是有图 1 电阻 电子电路中使用最多的元件。2.1.2作用 主要职能就是阻碍电流流过，应用于限流、分流、降压、分压、负载与电容配合作滤波器及阻匹配等。数字电路中功能有上拉电阻和下拉电阻。2.1.3 电阻分类 按阻值特性 固定电阻、可调电阻、特种电阻(敏感电阻) 。 按制造材料 碳膜电阻、金属膜电阻、线绕电阻，无感电阻，薄膜电阻等。2.2 电容2.2.1定义电流除以电压对时间的导数之商。 电容（或电容量，Capacitance）指的是在给定电位差下的电荷储藏量；记为C，国际单位是法拉（F）。一般来说，电荷在电场中会受力而移动，当导体之间有了介质，则阻碍了电荷移动而使得电荷累积在导体上；造成电荷的累积储存，最常见的例子就是说两片平行金属板。也是电容器的俗称。电容（或称电容量）是表征电容器容纳电荷本领的物理量。我们把电容器的两极板间的电势差增加1伏所需的电量，叫做电容器的电容。电容器从物理学上讲，它是一种静态电荷存储介质（就像一只水桶一样，你可以把电荷充存进去，在没有放电回路的情况下，刨除介质漏电自放电效应/电解电容比较明显，可能电荷会永久存在，这是它的特征），它的用途较广，它是电子、电力领域 图2 电容中不可缺少的电子元件。主要用于电源滤波、信号滤波、信号耦合、谐振、隔直流等电路中。2.2.2电容的分类 按照功能 1.名称：聚酯（涤纶）电容 2.名称：聚苯乙烯电容 3.名称：聚丙烯电容 4.名称：云母电容 5.名称：高频瓷介电容 6.名称：低频瓷介电容 7.名称：玻璃釉电容 8.名称：铝电解电容9.名称：钽电解电容 图3 电解电容 10.名称：空气介质可变电容器 11.名称：薄膜介质可变电容器 12.名称：薄膜介质微调电容器 13.名称：陶瓷介质微调电容器 14.名称：独石电容 按照安装方式 插件电容、贴片电容。 按电路中电容的作用电容器的基本作用就是充电和放电。这种基本充放电作用所延伸出来的许多电路现象，使得电容器有着种种不同的用途，例如在电动马达中，我们用它来产生相移；在照相闪光灯中，用它来产生高能量的瞬间放电等等；而在电子电路中，电容器不同性质的用途尤多，这许多不同的用途，虽然也有截然不同之处，但因其作用均来自充电与放电。下面是一些电容的作用：耦合电容，滤波电容，退耦电容，高频消振电容，谐振电容，旁路电容，中和电容，定时电容，积分电容，微分电容，补偿电容，自举电容，分频电容，负载电容。2.2.3 作用 （1）滤波作用：在电源电路中，整流电路将交流变成脉动的直流，而在整流电路之后接入一个较大容量的电解电容，利用其充放电特性，使整流后的脉动直流电压变成相对比较稳定的直流电压。在实际中，为了防止电路各部分供电电压因负载变化而产生变化，所以在电源的输出端及负载的电源输入端一般接有数十至数百微法的电解电容由于大容量的电解电容一般具有一定的电感，对高频及脉冲干扰信号不能有效地滤除，故在其两端并联了一只容量为0.001-0.lF的电容，以滤除高频及脉冲干扰。 （2）耦合作用：在低频信号的传递与放大过程中，为防止前后两级电路的静态工作点相互影响，常采用电容藕合。为了防止信号中韵低频分量损失过大，一般总采用容量较大的电解电容。电容的重要性汹涌的河水流入到湖泊中，再让它流出来,那就显得平静而柔和了.电容就应该是充当了湖泊的作用吧。让电流更纯净没有杂波。所谓电容，就是容纳和释放电荷的电子元器件。电容的基本工作原理就是充电放电，当然还有整流、振荡以及其它的作用。另外电容的结构非常简单，主要由两块正负电极和夹在中间的绝缘介质组成，所以电容类型主要是由电极和绝缘介质决定的。在计算机系统的主板、插卡、电源的电路中，应用了电解电容、纸介电容和瓷介电容等几类电容，并以电解电容为主。2.2.4 一般的选用低频中使用的范围较宽，如可以使用高频特性比较差的；但是在高频电路中就有了很大的限制了，一旦选择不当会影响电路的整体工作状态；一般的电源里用的有电解电容、和瓷片电容、但是在高频中就要使用云母等价格较贵的电容，就不可以使用绦纶的电容，和电解的电容，因为它们在高频情况下会形成电感，以致影响电路的工作精度。2.3 电感电感器（电感线圈）和变压器均是用绝缘导线（例如漆包线、纱包线等）绕制而成的电磁感应元件，也是电子电路中常用的元器件之一，相关产品如共模滤波器等。电感器的国际标准单位是：H(亨利)，mH(毫亨)，uH（微亨），nH（纳亨）； 电感器的特性：通直流隔交流；通低频阻高频。 电感器的作用：滤波，陷波，振荡，储存磁能等。 电感器的分类：空芯电感和磁芯电感。磁芯电感又可称为铁芯电感和铜芯电感等。主机板中常见的是铜芯绕线电感。 电感在电路中常用“L”加数字表示，如：L6表示编号为6的电感。电感线圈是将绝缘的导线在绝缘的骨架上绕一定的圈数制成。直流可通过线圈，直流电阻就是导线本身的电阻，压降很小；当交流信号通过线圈时，线圈两端将会产生自感电动势，自感电动势的方向与外加电压的方向相反，阻碍交流的通过，所以电感的特性是通直流阻交流，频率越高，线圈阻抗越大。电感在电路中可与电容组成振荡电路。电感一般有直标法和色标法，色标法与电阻类似。如：棕、黑、金、金表示1uH（误差5%）的电感。 2.4 变压器变压器组成部件包括器身(铁芯、绕组、绝缘、引线)、变压器油、油箱和冷却装置、调压装置、保护装置(吸湿器、安全气道、气体继电器、储油柜及测温装置等)和出线套管。 变压器的功能主要有：电压变换；电流变换，阻抗变换；隔离；稳压（磁饱和变压器）等。变压器常用的铁芯形状一般有E型和C型铁芯，XED型，ED型，CD型。 图4 变压器 变压器按用途可以分为：配电变压器、电力变压器、全密封变压器、组合式变压器、干式变压器、油浸式变压器、单相变压器、电炉变压器、整流变压器、电抗器、抗干扰变压器、防雷变压器、箱式变电器试验变压器、转角变压器、大电流变压器、励磁变压器。变压器的最基本形式，包括两组绕有导线之线圈，并且彼此以电感方式称合一起。当一交流电流(具有某一已知频率)流于其中之一组线圈时，于另一组线圈中将感应出具有相同频率之交流电压，而感应的电压大小取决于两线圈耦合及磁交链之程度。 2.4.1 分类 一般常用变压器的分类可归纳如下： 1、按相数分：(1)单相变压器：用于单相负荷和三相变压器组。(2)三相变压器：用于三相系统的升、降电压。 2、按冷却方式分：(1)干式变压器：依靠空气对流进行冷却，一般用于局部照明、电子线路等小容量变压器。(2)油浸式变压器：依靠油作冷却介质、如油浸自冷、油浸风冷、油浸水冷、强迫油循环等。 3、按用途分：(1)电力变压器：用于输配电系统的升、降电压。(2)仪用变压器：如电压互感器、电流互感器、用于测量仪表和继电保护装置。(3)试验变压器：能产生高压，对电气设备进行高压试验。(4)特种变压器：如电炉变压器、整流变压器、调整变压器等。 4、按绕组形式分：(1)双绕组变压器：用于连接电力系统中的两个电压等级。(2)三绕组变压器：一般用于电力系统区域变电站中，连接三个电压等级。(3)自耦变电器：用于连接不同电压的电力系统。也可做为普通的升压或降后变压器用。5、 按铁芯形式分：(1)芯式变压器：用于高压的电力变压器。（2）非晶合金变压器：非晶合金铁芯变压器是用新型导磁材料，空载电流下降约80%，是目前节能效果较理想的配电变压器，特别适用于农村电网和发展中地区等负载率较低的地方。(3)壳式变压器：用于大电流的特殊变压器，如电炉变压器、电焊变压器；或用于电子仪器及电视、收音机等的电源变压器 。2.5二极管二极管又称晶体二极管,简称二极管(diode)，另外，还有早期的真空电子二极管；它是一种具有单向传导电流的电子器件。在半导体二极管内部有一个PN结两个引线端子，这种电子器件按照外加电压的方向，具备单向电流的转导性。一般来讲，晶体二极管是一个由p型半导体和n型半导体烧结形成的p-n结界面。在其界面的两侧形成空间电荷层，构成自建电场。当外加电压等于零时，由于p-n 结两边载流子的浓度差引起扩散电流和由自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态，这也是常态下的二极管特性。 图5 二极管2.5.1 二极管的工作原理 晶体二极管为一个由p型半导体和n型半导体形成的p-n结，在其界面处两侧形成空间电荷层，并建有自建电场。当不存在外加电压时，由于p-n 结两边载流子浓度差引起的扩散电流和自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态。当外界有正向电压偏置时，外界电场和自建电场的互相抑消作用使载流子的扩散电流增加引起了正向电流。当外界有反向电压偏置时，外界电场和自建电场进一步加强，形成在一定反向电压范围内与反向偏置电压值无关的反向饱和电流I0。当外加的反向电压高到一定程度时，p-n结空间电荷层中的电场强度达到临界值产生载流子的倍增过程，产生大量电子空穴对，产生了数值很大的反向击穿电流，称为二极管的击穿现象。p-n结的反向击穿有齐纳击穿和雪崩击穿之分。2.5.2 正向性外加正向电压时，在正向特性的起始部分，正向电压很小，不足以克服PN结内电场的阻挡作用，正向电流几乎为零，这一段称为死区。这个不能使二极管导通的正向电压称为死区电压。当正向电压大于死区电压以后，PN结内电场被克服，二极管导通，电流随电压增大而迅速上升。在正常使用的电流范围内，导通时二极管的端电压几乎维持不变，这个电压称为二极管的正向电压。2.5.3 反向性 加反向电压不超过一定范围时，通过二极管的电流是少数载流子漂移运动所形成反向电流，由于反向电流很小，二极管处于截止状态。这个反向电流又称为反向饱和电流或漏电流，二极管的反向饱和电流受温度影响很大。2.5.4 击穿 外加反向电压超过某一数值时，反向电流会突然增大，这种现象称为电击穿。引起电击穿的临界电压称为二极管反向击穿电压。电击穿时二极管失去单向导电性。如果二极管没有因电击穿而引起过热，则单向导电性不一定会被永久破坏，在撤除外加电压后，其性能仍可恢复，否则二极管就损坏了。2.5.5 二极管的应用 整流二极管 利用二极管单向导电性，可以把方向交替变化的交流电变换成单一方向的脉冲直流电。 开关元件 二极管在正向电压作用下电阻很小，处于导通状态，相当于一只接通的开关；在反向电压作用下，电阻很大，处于截止状态，如同一只断开的开关。利用二极管的开关特性，可以组成各种逻辑电路。 限幅元件 二极管正向导通后，它的正向压降基本保持不变（硅管为0.7V，锗管为0.3V）。利用这一特性，在电路中作为限幅元件，可以把信号幅度限制在一定范围内。 继流二极管在开关电源的电感中和继电器等感性负载中起继流作用。 稳压二极管 反向击穿电压恒定，且击穿后可恢复，利用这一特性可以实现稳压电路。2.5.6 二极管的识别 小功率二极管的N极（负极），在二极管外表大多采用一种色圈标出来，有些二极管也用二极管专用符号来表示P极（正极）或N极（负极）,也有采用符号标志为“P”、“N”来确定二极管极性的。发光二极管的正负极可从引脚长短来识别，长脚为正，短脚为负。用数字式万用表去测二极管时，红表笔接二极管的正极，黑表笔接二极管的负极，此时测得的阻值才是二极管的正向导通阻值，这与指针式万用表的表笔接法刚好相反。2.5.7 发光二级管 发光二极管简称LED，采用砷化镓、镓铝砷、和磷化镓等材料制成，其内部结构为一个PN结，具有单向导电性。 发光原理 发光二极管的核心部分是由P型半导体和N型半导体组成的晶片，在P型半导体和N型半导体之间有一个过渡层，称为PN结。在某些半导体材料的PN结中，注入的少数载流子与多数载流子复合时会多余的能量以光的形式释放出来,从而把电能直接转换为光能。PN结加反向电压，少数载流子难以注入，故不发光。这种利用注入式电致发光原理制作的二极管叫发光二极管，通称LED。当它处于正向工作状态时（即两端加上正向电压），电流从LED阳极流向阴极时，半导体晶 图6 发光二级管体就发出从紫外到红外不同颜色的光线，光的强弱与电流有关。 特性与小白炽灯泡和氖灯相比，发光二极管的特点是：工作电压很低（有的仅一点几伏）；工作电流很小（有的仅零点几毫安即可发光）；抗冲击和抗震性能好，可靠性高，寿命长；通过调制通过的电流强弱可以方便地调制发光的强弱。由于有这些特点，发光二极管在一些光电控制设备中用作光源，在许多电子设备中用作信号显示器。把它的管心做成条状，用7条条状的发光管组成7段式半导体数码管，每个数码管可显示09十个数目字。单向导电性发光二极管的两根引线中较长的一根为正极，应按电源正极。有的发光二极管的两根引线一样长，但管壳上有一凸起的小舌，靠近小舌的引线是正极。2.6 三端稳压器2.6.1 分类 1、根据输出电压能否调整分类：集成三端稳压器的输出电压有固定和可调输出之分。固定输出电压是由制造厂预先调整好的，输出为固定值。例如，7805型集成三端稳压器,输出为固定+5V。可调输出电压式稳压器输出电压可通过少数外接元件在较大范围内调整，当调节外接元件值时，可获得所需的输出电压。例如：CW317型集成三端稳压器，输出电压可以在1237V范围内连续可调。2、固定电压式根据电压的正、负分类：输出正电压系列(78)的集成稳压器其电压共分为524V七个挡。例：7805、7806、7809等，其中字头78表示输出电压为正值，后面数字表示输出电压的稳压值。输出电流为15A(带散热器)。输出负电压系列(79)的集成稳压器其电压共分为-5-24V七个挡。例：7905、7906、7912等，其中字头79表示输出电压为负值，后面数字表示输出电压的稳压值。输出电流为15A(带散热器)。 3、根据输出电流分挡：三端集成稳压器的输出电流有大、中、小之分，并分别有不同符号表示。输出为小电流，代号“L”。例如，78L，最大输出电流为0.1A。输出为中电流，代号“M”。例如，78M，最大输出电流为0.5A。输出为大电流，代号“S”。例如，78S，最大输出电流为2A。 2.6.2 LM317，LM337介绍 LM317lm317是可调节3端正电压稳压器，在输出电压范围1.2伏到37伏时能够提供超过1.5安的电流，此稳压器非常易于使用。LM317作为输出电压可变的集成三端稳压块，是一种使用方便、应用广泛的集成稳压块。317系列稳压块的型号很多：例如LM317HVH、W317L等。电子爱好者经常用317稳压块制作输出电压可变的稳压电源。首先317稳压块的输出电压变化范围是Vo=1.25V37V（高输出电压的317稳压块如LM317HVA、LM317HVK等，其输出电压变化范围是Vo=1.25V45V）。 图7 LM317其次是317稳压块都有一个最小稳定工作电流，有的资料称为最小输出电流，也有的资料称为最小泄放电流。最小稳定工作电流的值一般为1.5mA。在应用中，为了电路的稳定工作，在一般情况下，还需要接二极管作为保护电路，防止电路中的电容放电时的高压把317烧坏。 LM337LM337是比较常见的降压型线性稳压器 LM337 的输出电压范围是-1.2V至-37V，负载电流最大为0.42.2A。它的使用非常简单，仅需两个外接电阻来设置输出电压。此外它的线性调整率和负载调整率也比标准的固定稳压器好。LM337 内置有过载保护、安全区保护等多种保护电路。 通常LM337不需要外接电容，除非输入滤波电容到LM337输入端的连线超过6英寸（约 15厘米）。使用输出电容能改变瞬态响应。调整端使用滤波电容能得到比标准三端稳压器高的多的纹波抑制比。 LM337能够有许多特殊的用法。比如把调整端悬浮到一个较高的电压上，可以用来调节高达数百伏的电压，只要输入输出压差不超LM337的极限就行。当然还要避免输出端短路。还可以把调整端接到一个可编程电压上，实现可编程的电源输出。 为前置级音响电路、精密电路、电子制作等对电源要求实现高精度供电的电路，其内阻小，电压稳定，噪音极低，输出纹波小（输出端仅用100uf），能有效的保证电路的高度稳定工作，提高瞬态特性和高频特性。三、相关仪器/工具的介绍及使用方法3.1 数字万用表 数字万用表，一种多用途电子测量仪器，一般包含安培计、电压表、欧姆计等功能，有时也称为万用计、多用计、多用电表或三用电表。3.1.1 基本功能 电流、电压和电阻的测量，一般被视为万用表的基本功能。早期万用表制造厂商 AVO 的品牌，就是该设备能够测量的这三种度量单位的名称的缩写：A安培 (Ampere)、V伏特(Volt)、欧姆(Ohm)，所以早期的电工，一般还称万用表为三用表。现在的新设备，可以测量更多的度量；一些常见的附加功能，及其测量的度量单位包括：H电感（亨利）、F电容（法拉）、电导（西门）、/温度（摄氏度或华氏度）、Hz频率（赫兹）、%占空比（百分率）、DWELL闭合角（汽车数字万用表）、TACH转速（RPM，汽车数字万用表）、hFE（三极管放大倍数）、功能辅助符号或标识：AC 或 ，DC 或= ，常用的出现形式如：DC（直流电压），AC（交流电流）。 3.1.2 组成及使用方法 万用表的结构（500型）万用表由表头、测量电路及转换开关等三个主要部分组成。（1） 表头：它是一只高灵敏度的磁电式直流电流表，万用表的主要性能指标基本上取决于表头的性能。表头的灵敏度是指表头指针满刻度偏转时流过表头的直流电流值，这个值越小，表头的灵敏度愈高。测电压时的内阻越大，其性能就越好。表头上有四条刻度线，它们的功能如下：第一条（从上到下）标有R或，指示的是电阻值，转换开关在欧姆挡时，即读此条刻度线。第二条标有和VA，指示的是交、直流电压和直流电流值，当转换开关在交、直流电压或直流电流挡，量程在除交流10V以外的其它位置时，即读此条刻度线。第三条标有10V，指示的是10V的交流电压值，当转换开关在交、直流电压挡，量程在交流10V时，即读此条刻度线。第四条标有dB，指示的是音频电平。 （2）测量线路：测量线路是用来把各种被测量转换到适合表头测量的微小直流电流的电路，它由电阻、半导体元件及电池组成它能将各种不同的被测量（如电流、电压、电阻等）、不同的量程，经过一系列的处理（如整流、分流、分压等）统一变成一定量限的微小直流电流送入表头进行测量。 （3）转换开关：其作用是用来选择各种不同的测量线路，以满足不同种类和不同量程的测量要求。转换开关一般有两个，分别标有不同的档位和量程。符号含义（1） 表示交流（2）V2.5KV 4000/V表示对于交流电压及2.5KV的直流电压挡，其灵敏度为4000/V。（3）AV表示可测量电流、电压及电阻。（4）45651000Hz表示使用频率范围为1000 Hz以下，标准工频范围为4565Hz。（5）2000/VDC表示直流挡的灵敏度为2000/V钳表和摇表盘上的符号与上述符号相似。 图8 数字万用表3.1.3 万用表的使用 （1）熟悉表盘上各符号的意义及各个旋钮和选择开关的主要作用。 （2）进行机械调零。 （3）根据被测量的种类及大小，选择转换开关的挡位及量程，找出对应的刻度线。 （4）选择表笔插孔的位置。 （5）测量。3.1.4 注意事项 a在测电流、电压时，不能带电换量程。 b选择量程时，要先选大的，后选小的，尽量使被测值接近于量程。 c测电阻时，不能带电测量。因为测量电阻时，模拟万用表由内部电池供电，如果带电测量则相当于接入一个额外的电源，可能损坏表头。 d用毕，应使转换开关在交流电压最大挡位或空挡上。数字万用表现在，数字式测量仪表已成为主流，有取代模拟式仪表的趋势。与模拟式仪表相比，数字式仪表灵敏度高，准确度高，显示清晰，过载能力强，便于携带，使用更简单。下面以VC9802型数字万用表为例，简单介绍其使用方法和注意事项。 （1）使用方法 a使用前，应认真阅读有关的使用说明书，熟悉电源开关、量程开关、插孔、特殊插口的作用。b将电源开关置于ON位置。c交直流电压的测量：根据需要将量程开关拨至DCV（直流）或ACV（交流）的合适量程，红表笔插入V孔，黑表笔插入COM孔，并将表笔与被测线路并联，读数即显示。d交直流电流的测量：将量程开关拨至DCA（直流）或ACA（交流）的合适量程，红表笔插入mA孔（200mA时）或10A孔（200mA时），黑表笔插入COM孔，并将万用表串联在被测电路中即可。测量直流量时，数字万用表能自动显示极性。e电阻的测量：将量程开关拨至的合适量程，红表笔插入V孔，黑表笔插入COM孔。如果被测电阻值超出所选择量程的最大值，万用表将显示“1”，这时应选择更高的量程。测量电阻时，红表笔为正极，黑表笔为负极，这与指针式万用表正好相反。因此，测量晶体管、电解电容器等有极性的元器件时，必须注意表笔的极性。 （2）使用注意事项 a如果无法预先估计被测电压或电流的大小，则应先拨至最高量程挡测量一次，再视情况逐渐把量程减小到合适位置。测量完毕，应将量程开关拨到最高电压挡，并关闭电源。b满量程时，仪表仅在最高位显示数字“1”，其它位均消失，这时应选择更高的量程。c测量电压时，应将数字万用表与被测电路并联。测电流时应与被测电路串联，测直流量时不必考虑正、负极性。d当误用交流电压挡去测量直流电压，或者误用直流电压挡去测量交流电压时，显示屏将显示“000”，或低位上的数字出现跳动。e禁止在测量高电压（220V以上）或大电流（0.5A以上）时换量程，以防止产生电弧，烧毁开关触点。f当显示“BATT”或“LOW BAT”时，表示电池电压低于工作电压。 3.2 电烙铁 3.2.1 简介电烙铁，是电子制作和电器维修必工具，主要用途是焊机元件及导线，按结构可分为内热式电烙铁和外热式电烙铁，按功能可分为焊接用电烙铁和吸锡用电烙铁，根据用途不同又分为大功率电烙铁和小功率电烙铁。内热式的电烙铁体积较小，而且价格便宜。一般电子制作都用20W-30W的内热式电烙铁。当然有一把50W的外热式电烙铁能够有备无患。内热式的电烙铁发热效率较高，而且更换烙铁头也较方便。 图9 电烙铁3.2.2 使用方法电烙铁是捏在手里的，使用时千万注意安全。新买的电烙铁先要用万用表电阻档检查一下插头与金属外壳之间的电阻值，万用表指针应该不动。否则应该彻底检查。新的电烙铁在使用前用锉刀锉一下烙铁的尖头，接通电源后等一会儿烙铁头的颜色会变，证明烙铁发热了，然后用焊锡丝放在烙铁尖头上镀上锡，使烙铁不易被氧化。在使用中，应使烙铁头保持清洁，并保证烙铁的尖头上始终有焊锡。使用烙铁时，烙铁的温度太低则熔化不了焊锡，或者使焊点未完全熔化而成不好看、不可靠的样子。太高又会使烙铁“烧死”（尽管温度很高，却不能蘸上锡）。 另外也要控制好焊接的时间，电烙铁停留的时间太短，焊锡不易完全熔化、接触好，形成“虚焊”，而焊接时间太长又容易损坏元器件，或使印刷电路板的铜箔翘起。一般一两秒内要焊好一个焊点，若没完成，宁愿等一会儿再焊一次。焊接时电烙铁不能移动，应该先选好接触焊点的位置，再用烙铁头的搪锡面去接触焊点。3.2.3 电烙铁温度的设定 1、温度由实际使用决定，以焊接一个锡点4秒最为合适。平时观察烙铁头，当其发紫时候，温度设置过高。2、一般直插电子料，将烙铁头的实际温度设置为（330370度）；表面贴装物料（SMC）物料，将烙铁头的实际温度设置为（300320度）。3、特殊物料，需要特别设置烙铁温度。咪头，蜂鸣器等要用含银锡线，温度一般在270度到290度之间。4、焊接大的组件脚，温度不要超过380度，但可以增大烙铁功率。3.2.4 注意事项1、电烙铁使用前应检查使用电压是否与电烙铁标称电压相符；2、电烙铁应该接地； 3、电烙铁通电后不能任意敲击、拆卸及安装其电热部份零件；4、电烙铁应保持干燥，不宜在过份潮湿或淋雨环境使用； 5、拆烙铁头时，要关掉电源；6、关电源后，利用余热在烙铁头上上一层锡，以保护烙铁头； 7、当烙铁头上有黑色氧化层时候，可用砂布擦去，然后通电，并立即上锡； 8、海绵用来收集锡渣和锡珠，用手捏刚好不出水为适；9、焊接之前做好“5S”，焊接之后也要做“5S”。 3.3 示波器3.3.1 简介 示波器是一种用途十分广泛的电子测量仪器。它能把肉眼看不见的电信号变换成看得见的图象，便于人们研究各种电现象的变化过程。示波器利用狭窄的、由高速电子组成的电子束，打在涂有荧光物质的屏面上，就可产生细小的光点。在被测信号的作用下，电子束就好像一支笔的笔尖，可以在屏面上描绘出被测信号的瞬时值的变化曲线。利用示波器能观察各种不同信号幅度随时间变化的波形曲线，还可以用它测试各种不同的电量，如电压、电流、频率、相位差、调幅度等等。3.3.2 组成 （1）电子枪 （2）偏转系统 （3）荧光屏 图10 示波器3.3.3 使用步骤用示波器能观察各种不同电信号幅度随时间变化的波形曲线，在这个基础上示波器可以应用于测量电压、时间、频率、相位差和调幅度等电参数。下面介绍用示波器观察电信号波形的使用步骤。1 选择Y轴耦合方式：根据被测信号频率的高低，将Y轴输入耦合方式选择“AC-地-DC”开关置于AC或DC。 2 选择Y轴灵敏度：根据被测信号的大约峰-峰值（如果采用衰减探头，应除以衰减倍数；在耦合方式取DC档时，还要考虑叠加的直流电压值），将Y轴灵敏度选择V/div开关（或Y轴衰减开关）置于适当档级。实际使用中如不需读测电压值，则可适当调节Y轴灵敏度微调（或Y轴增益）旋钮，使屏幕上显现所需要高度的波形。3 选择触发（或同步）信号来源与极性：通常将触发（或同步）信号极性开关置于“+”或“-”档。 4 选择扫描速度：根据被测信号周期（或频率）的大约值，将X轴扫描速度t/div（或扫描范围）开关置于适当档级。实际使用中如不需读测时间值，则可适当调节扫速t/div微调（或扫描微调）旋钮，使屏幕上显示测试所需周期数的波形。如果需要观察的是信号的边沿部分，则扫速t/div开关应置于最快扫速档。 5 输入被测信号：被测信号由探头衰减后（或由同轴电缆不衰减直接输入，但此时的输入阻抗降低、输入电容增大），通过Y轴输入端输入示波器。3.3.4 注意事项为了仪器操作人员的安全和仪器安全，仪器在安全范围内正常工作，保证测量波形准确、数据可靠，应注意： 1、通用示波器通过调节亮度和聚焦旋钮使光点直径最小以使波形清晰，减小测试误差；不要使光点停留在一点不动，否则电子束轰击一点宜在荧光屏上形成暗斑，损坏荧光屏。 2、测量系统，例如示波器、信号源；打印机、计算机等设备等。被测电子设备，例如仪器、电子部件、电路板、被测设备供电电源等设备接地线必须与公共地(大地)相连。 3、TDS200/TDS1000/TDS2000 系列数字示波器配合探头使用时，只能测量（被测信号- 信号地就是大地，信号端输出幅度小于300V CAT II）信号的波形。绝对不能测量市电AC220V或与市电AC220V不能隔离的电子设备的浮地信号。（浮地是不能接大地的，否则造成仪器损坏，如测试电磁炉。） 4、通用示波器的外壳，信号输入端BNC 插座金属外圈，探头接地线，AC220V电源插座接地线端都是相通的。如仪器使用时不接大地线，直接用探头对浮地信号测量，则仪器相对大地会产生电位差；电压值等于探头接地线接触被测设备点与大地之间的电位差。这将对仪器操作人员、示波器、被测电子设备带来严重安全危险。 5、用户如须要测量开关电源(开关电源初级，控制电路)、UPS(不间断电源)、电子整流器、节能灯、变频器等类型产品或其它与市电AC220V不能隔离的电子设备进行浮地信号测试时，必使用DP100高压隔离差分探头。 四、单片机开发系统4.1 proteus的介绍4.1.1 概述 Protues软件是英国Labcenter electronics公司出版的EDA工具软件。它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。虽然目前国内推广刚起步，但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真软件)，从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到PCB设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台，其处理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等，2010年即将增加Cortex和DSP系列处理器，并持续增加其他系列处理器模型。在编译方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多种编译。4.1.2 功能特点 Protues软件具有其它EDA工具软件（例：multisim）的功能。这些功能是：（1）原理布图 （2） PCB自动或人工布线 （3） SPICE电路仿真 4.2 KELL C的介绍 Keil C51 Vision2集成开发环境是Keil Software，Inc/Keil Elektronik GmbH开发的基于80C51内核的微处理器软件开发平台，内嵌多种符合当前工业标准的开发工具，可以完成从工程建立到管理、编译、链接、目标代码的生成、软件仿真、硬件仿真等完整的开发流程尤其是C编译工具在产生代码的准确性和效率方面达到了较高的水平，而且可以附加灵活的控制选项，在开发大型项目时非常理想。4.2.1 主要功能： Vision2 for Windows：是一个集成开发环境，它将项目管理、源代码编辑和程序调试等组合在一个功能强大的环境中； C51国际际准化C交叉编译器：从C源代码产生可重定位的目标模块； A51宏汇编器：从80C51汇编源代码产生可重定位的目