长沙理工大学计算机硬件工艺实习报告

1、计算机硬件工艺实习 20115808计算机硬件工艺实习报告姓 名 院 系 计算机与通信工程学院班 级 网络工程1102学 号 指导老师 吴佳英，龙际珍，刘青等共3位老师实习时间 2013年1月7日至2013年1月18日第0页 共24页 指导老师评语：报告评分建议等级：指导教师签名：日期：一、实习目的和意义计算机硬件工艺实习是计算机科学与技术专业、网络工程专业重要的实践教学环节。通过本课程的学习，使学生巩固计算机电路、数字电子技术等课程的理论知识，初步接触电子产品生产实际，了解和掌握一般电子工艺知识和技能，了解并初步掌握一般电子产品的生产制作、调试与研制开发的基本技能与方法，并从中学到有关新技术

2、、新工艺。培养学生分析问题、解决实际问题的能力，从而提高学生的工程实践能力，为学生今后从事计算机、网络相关电子产品制造与创新设计工作奠定初步的实践基础。巩固和强化所学知识，为以后走向工作岗位打下一定的基础。二、实习时间安排第 一 周星期项 目方 式一上午Protel99的介绍和了解电路设计步骤集中讲课下午实验操作二上午介绍原理图的设计集中讲课下午实验操作三上午介绍制作原理图元件库和原理图元件集中讲课下午实验操作四上午介绍印刷电路板的设计集中讲课下午实验操作五上午介绍印刷电路板元件库和元件集中讲课下午实验操作第 二 周星期项 目方 式一上午讲解电子焊接的基本工艺要求，介绍元器件的基本识别方法集中

3、讲课下午练习焊接技术操作二上午1. 发放元器件2. 学生按元件清单清点元件、材料3. 学生使用仪表检查元器件质量，测量参数操作下午教师政治及业务学习，学生自习操作三上午焊接产品元器件操作下午焊接产品元器件，整机安装操作四上午焊接产品元器件，整机安装操作下午按电子产品功能调试整机，查找并排除故障操作五上午按电子产品功能调试整机，查找并排除故障操作下午1. 实习总结，写实习报告2. 归还工具、电器，清扫场地集中总结三、电路的原理图，电路的各部分工作原理 1、Altium DXP 2004软件的学习和使用 Protel DXP 2004是澳大利亚Altium公司于2002年推出的一款电子设计自动化软

4、件。它的主要功能包括：原理图编辑、印制电路板设计、电路仿真分析、可编程逻辑器件的设计。它工作在WINDOWS95环境下，是个完整的板级全方位电子设计系统，它包含了电路原理图绘制、模电电路与数字电路混合信号仿真、多层印刷电路板设计（包含印制电路板自动布线）、可编辑逻辑器件设计、图表生成、电子表格生成、支持宏操作等功能，并具有client/server（客户/服务器）体系结构，同时还兼容一些其它设计软件的文件格式，如ORCAD，PSPICE，EXCEL等，其多层印制线路板的自动布线可实现高密度PCB的100%布通率；是目前业界广泛应用的一款EDA软件，具有功能强大、界面友好、应用灵活的特点。 简要

5、执行步骤（电路原理图文件的新建和保存）： 新建PCB项目：执行“文件”菜单，选择“创建”，然后选择“项目”子菜单下的“PCB项目”，如下图。 图 3.21 新建PCB项目 执行完毕后，新建了一个名为PCB项目文件，显示在文件面板的下方。 新建原理图设计文件：执行“文件”菜单，选择“创建”，然后选择“原理图”。新建了一个原理图设计文件，显示在PCB项目的下方。 保存原理图设计文件：执行“文件”，选择“保存”，在弹出的对话框中，将原理图设计文件保存为“XXXXX.schdoc”。 保存设计项目保存设计项目保存设计项目保存设计项目：执行“文件”菜单，选择“另存项目为”，在弹出的对话框中，将项目保存为

6、”XXXXX.PrjPCB”。 v 图 3.22 新建原理图设计文件 图 3.23 保存原理图设计文件2. 原理图的绘制（1）整流稳压滤波电路： 1电路图： 图 3.24 整流稳压滤波电路原理图2所用元件整流二极管 IN4007 四只 三端稳压器 7805 一只 电解电容 1000F/16V 一只 470F/16V 一只 瓷片电容 0.1F 两只 电 阻 470 一只 发光二极管 3 一只 3电路原理：220v交流电压经过变压器变为9v交流电压后，通过四个二极管组成的桥式整流电路变为10v左右的脉动直流电压，再利用电解电容组成滤波电路将其变为平滑的直流电压，再经三端稳压器组成的稳压电路使得输出

7、为较稳定的5v直流电压（D5亮）。（波形见模电P502） 4元件介绍：1二极管：具有单向导电性二极管的引脚的区分： 整流二极管 引脚有“+”，“”之分，在二极管外壳上一般有标记端为“”，另一端无标记的为“+”。 发光二极管 新的一般长引脚为“+”，短引脚端为“”。如两脚同长，与发光二极管圆柱体平口相近的引脚为“”，另一引脚则为“+”。 用数字万用表对二极管引脚的判断：将数字万用表测量档拨至“ ”档，表笔接通两个引脚，如数字万用表无显示，则黑表笔接的引脚为“+”，红表笔接的引脚为“”。如数字万用表有显示，则黑表笔接的引脚为“”，红表笔接的引脚为“+”。安装方法：采用“卧式”安装方法，要紧贴安装板

8、面。注意板面上指示的安装方向，有标志的地方接二极管“-”端，切不可装错方向。多个应排列整齐。2 三端稳压器：一种起稳压作用的集成稳压块。78表示该集成块系列，也表示该集成块系列输出为正电压。05表示该集成块输出为5v电压。该系列输出固定的正电压有5、8、12、15、18及24v。79系列输出为负电压。三端稳压器的引脚的区分：正看有标有型号的一面，在左边的为输入脚“1”，中间为接地脚“2”，右边为输出脚“3”。安装方法：既可采用“卧式”安装方法，也可采用“立式” 安装方法。注意采用“卧式”安装方法时，小心折断引脚。注意板面上指示的安装方向，切不可引脚装错方向。3 电容：一种储能元件。具有隔离直流

9、导通交流作用。 电解电容 容量和工作电压一般直接写在电容器上。引脚有“+”，“”之分，新的一般长引脚为“+”，短引脚端为“”。如两脚同长，与电解电容圆柱体有标记相近的引脚为“”，另一引脚则为“+”。 瓷片电容 用数字来标志容量，如“104”，表示10×104 pF。引脚无极性之分安装方法：采用“立式” 安装方法。一般安装高度为47mm，对于电解电容注意板面上标示，一般标出某个焊孔应插电解电容的“+”引脚或“”引脚，切不可装错方向。 5安装注意事项：先装“卧式”元件，再装“立式”元件。元件引脚先焊接，再剪断。（2）、方波信号发生器 1电路图： 图 3.25 方波信号发生器电路原理图 2

10、所用元件：集成块 555定时器 一只 集成块插座 8脚 一只电解电容 10F/16 一只瓷片电容 0.1F 一只电阻 100K 一只电阻 10K 一只电阻 300 两只发光二极管 3 两只 3电路原理：电源接通后，5v电源通过电阻R7、R6向电容C7充电。这个过程中，NE555认为无触发信号，输出为高电平（D7亮）。当集成块555的2脚电压上升到一定值的时候（一般为2/3Vcc），集成块555的6脚受到触发，集成块中的比较器1翻转，3脚输出电压为低电平（D7灭，D6亮），同时集成块中的三极管导通，电容C7通过R6放电。当电容C7上降到有定值时（一般为1/3Vcc），集成块中的比较器2翻转，3脚

11、输出电压为高电平（D7亮，D6灭），C7放电终止，又重新开始充电。周而复始，形成振荡。其振荡周期与充放电的时间有关。C5防止干扰电压引入。 4.元件介绍：1 集成块555： 结构：555集成定时器是模拟功能和数字逻辑功能相结合的一种双极性型八个 引脚的集成器件。它是由上、下两个比较器、三个5k电阻、一个RS触发器、 一个放电三极管以及功率输出级组成。其中1脚接地，2脚接比较器2的反相输 入端（触发输入端，当小于1/3Vcc低电平触发），3脚为输出端，4脚为复位端， 5脚接到由3个5K电阻组成的的分压网络的2/3Vcc 处，为控制电压输入端，6脚 接比较器1同相输入端（阈值输入端，当大于2/3V

12、cc高电平触发），7脚为放电端， 8脚接电源。 引脚的区分：将集成块面上的标志端朝左，则左下第一个引脚为1脚，逆时针数分别为2、3、4、5、6、7、8脚。 安装方法：集成块标志与集成块插座标志相对应。不可插错。2集成块插座：与集成块一起使用，起保护集成块的作用。 安装方法：集成块插座标志与焊接电路板上集成块标志相对应。 3电阻：主要分为薄膜电阻和线绕电阻。薄膜电阻又分为碳膜电阻和金属膜电阻。其阻值一般用五色环来表示。电阻阻值的识别： 五色环表示法：第一、第二、第三色环表示阻值的第一、二、三位数，第四色环表示前三位数的倍率，第五环表示阻值的误差。颜色 黑 棕 红 橙 黄 绿 蓝 紫 灰 白 金

13、银数字 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 倍率 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109误差（±） 1% 2% 0.5% 0.2% 0.1% 10% 5% 如100k 五色环为棕、黑、黑、橙、棕。其为100×103 万用表测量法。将数字万用表拨至测量电阻的适当档位，表笔接入电阻两个引脚，万用表显示值为该电阻阻值，单位为千欧。安装方式：电阻引脚无极性之分。采用“卧式”安装方法，要紧贴安装板面。多个电阻应排列整齐。 5安装注意事项： 必须先焊接集成块插座后，才能插上集成块。此电路中R5、C7元件没发。要将电路五中的一根跨接线接上。因为

14、555计时器，在库中找不到，所以，通过此例简要介绍下元器件的封装。封装步骤如下： (1)文件->创建-库->原理图库： 图 3.26 文件->创建-库->原理图库在原理图库里绘画元件（555集成定时器），并且进行保存、重命名等操作， 图3.27 555集成定时器（2）文件->创建->库->PCB库，555集成定时器所以我们可以画出封装图，在对封装图进行并且进行保存、重命名等操作。 图3.28 555集成定时器的封装图（3），点击原理图中相应的元器件，得到下图，并进行下图中的操作 图3.29 追加过程封装完后如下图 图3.30 555集成定时器封装图（3

15、）、触发器电路1 电路图： 图 3.31 触发器电路原理图 2所用元件 集成块 74ALS74 一只 集成块插座 14脚 一只 电阻 1K 二只 470 四只 发光二极管 3 四只 触发按键 SW 二只 短路卡 六只 短路子 十八只 3电路原理： 第一路:按触发键S2给出一个信号上升沿，电路中设计的J5、J4分别是D触发器的清零和预置信号输入端，高电平有效，J3接D触发器D输入端。实验中将J5、J4的短接卡短接为高电平(即短接靠近1处的两短路子),使D触发器D端输入信号有效, 然后按S2给D触发器一个信号上升沿,将J3的数据锁存，其输出结果有Q和Q非两种，分别通过发光二极管D9和D20显示出来

16、。同样第二路由S4为触发键，J8和J7分别是D触发器的清零和预置信号输入端，高电平有效，J6接D触发器D输入端。输出结果同上，由发光二极管D21和D22显示出来。 4元件介绍： 4元件介绍： 集成块74LS74 _ _ 1结构：该集成块为14引脚封装的双D触发器。是在非RD=SD=1，CP脉冲上升沿触发翻转的。此时触发器的状态只取决于时钟到来前D端的状态。其中一个触发器引脚安排是第1脚为清零端，第2脚为输入端，第3脚为信号端，第4脚为预置信号端，第5、6脚为输出端。第14脚接电源，第7脚接地。 2引脚区分和安装方法：与555集成块相同。短路卡：一种简单插件。安装时短的一头为焊接脚。短路子：一种

17、连接件。与短路卡配套使用。 3.PCB板的生成：1.绘画出原理图后，将原理图进行保存、重命名等操作。在PCB项目追加PCB文件，再进行保存、重命名等操作。 图 3.32 在PCB项目追加PCB文件2.对原理图文件进行编译.3.对PCB文件进行如下图所示操作 图 3.33 生成PCB图步骤1 图 3.33 生成PCB图步骤2 图 3.34 生成PCB的初步图（5） 对生成的PCB图进行开始布线，铺铜。最后生成PCB板生成如下几幅PCB图1.整流稳压滤波电路 图3.35 整流稳压滤波电路PCB板2.方波信号发生器 图3.36 方波信号发生器PCB板5.触发器电路 图3.37 触发器电路PCB板四.

18、 电路焊接过程1>. 焊接电路板用到的实习焊材如下：表4.1 计算机硬件实习消耗材料计划表序 号品 名 规 格单位数量1电容0.001U（102）只12电容0.01uF（103）只13电容0.1uF （104）只24电解电容10U/16V只15电解电容470U/16V只16电解电容100U/16V只17电解电容1000U/16V18二级管IN4007（>1A）只49电阻1M只210共阳级数码管0.5寸只111三极管9014只212电阻300欧姆1/4W只213电阻470欧姆1/4W只2214电阻1k欧姆1/4W只415电阻10k欧姆1/4W只516电阻51k欧姆1/4W只617电阻

19、100k欧姆1/4W只118电位器5K碳膜电位器只219轻触按键只320稳压器（集成块）7805块121集成块NE555块122集成块74HC93块123集成块74LS47块124集成块4017块125集成块74HC240块126集成块74LS74块127集成块LM393N块1281*40短针（2.54mm）只1/229短路子只6302EDGV-2P（5.08绿色）和配套的插头只131印制板块132IC-14DIP14个233IC-16DIP16个234IC-8DIP8个235IC-20DIP20个136发光二极管3个18 表4.2 计算机硬件实习工具计划表序号品 名 规 格单位数量共计1电烙

20、铁25W支1302烙铁架（配海绵一块）25W支1303焊锡丝坨1304松 香块1305斜口钳把每3组共用一把斜口钳106镊子把1307万用表块调试时每5组共用2块万用表128交流变压器220V-9V个调试时按需使用8备注：1. 焊接调试时注意安全，防火防触电；2. 焊接时注意节约焊料：焊锡丝和松香； 3. 爱惜工具，如因使用不当造成工具损坏照价赔偿；4. 焊接调试完毕归还所有工具；5. 工具领用、归还实行签名负责制。2>. 电路焊接顺序：（1） 焊接电阻，根据电阻各自的阻值，逐一焊接，以免漏掉电阻，焊接完电 后需要用万用表检验一下各电阻还和以前的值是否一样(检验是否有虚焊)。（2）焊接电容，先焊接瓷片电容，要注意上面的读数，接着焊接电解电容了，要注意长脚是"+"极，短脚是""极。（3）焊接二极管，要注意二极管的正负极。 （4）焊接三极管，定要认清"e"，"b"，"c"三管脚。（5）最需要细心的是焊接芯片了，要确保电路图准确无误的焊接好。（6）焊接印刷电路板上有些地方间断了，我们需要用焊锡把它连接起