基于61板的电子实习课件

基于61板的电子实习

电子实习中心7/28/2023161板做电子实习的优点■培养动手实践能力■模电、数电、单片机三大技术全面接触■极具趣味性的体验程序，提高对专业的学习兴趣■电子制作、课设、电子竞赛毕设都可以使用……■一套完整的16位单片机开发系统。■获得一套准产品：语音钟表、复读机……7/28/20232认识61板一套完整的16位单片机开发系统。它还是一个准产品，可成为一个复读机、语音钟表……7/28/20233准产品演示复读机语音钟表趣味人机对话音控小车好有趣7/28/20234电子实习培训教材7/28/20235目录第一部分 实习目的第二部分 焊接61板前期练习第三部分 61板焊接第四部分 61板测试第五部分 下载工具使用说明第六部分精彩体验7/28/20236

第一部分

实习目的

7/28/20237电子实习目的1、焊(焊接、拆焊技术)；2、选(元器件识别、性能简易测试、筛选)；3、装(电子电路和电子产品装配能力)；4、调(电子电路与电子小产品调试能力)；5、测(会正确使用电子仪器测电参数)；6、读(电子电路读图能力)；7、写(培养编写实习报告的能力)；8、校(电子产品质量检验能力)；9、触（提前触及三大技术,与时尚数码产品接轨）7/28/20238

第二部分 焊接61板前期练习

焊接练习目的焊接原理注意事项认识常用元器件焊接方法焊接练习7/28/20239焊接练习目的■提高焊接水平■认识相关元器件■学会读元器件参数■学会对某些元器件的测试7/28/202310焊接原理

焊料：常用焊锡作焊料

焊剂：作用是除去油污，防止焊件受热氧化，增强焊锡的流动性。

焊接工具：电烙铁，选用20—50W即可。正确焊点示例：7/28/202311焊接注意事项1、防止触电，勿要烫伤人、电源线及衣物等。2、电烙铁的温度和焊接的时间要适当，焊锡量要适中，不要过多。3、烙铁头要同时接触元件脚和线路板，使二者在短时间内同时受热达到焊接温度，以防止虚焊。7/28/2023124、不可将烙铁头在焊点上来回移动。也不能用烙铁头向焊接脚上刷锡。5、焊接二极管、三极管等怕热元件时应用镊子夹住元件脚，使热量通过镊子散热，不至于损坏元件。6、焊接集成电路时，一定等技术熟练后方可进行，注意时间要短，同时在焊接电路板的时候要断开烙铁电源。

7/28/202313认识常用元器件

电阻

色环代表的意义：第一位第一位有效数字

第二位第二位有效数字

第三位乘数

第四位允许误差

第五位工作电压

色环：黑棕红橙黄绿蓝紫灰白金银7/28/202314

电容器电容器的数值表示法：前两位为有效数字，第三位为10的n次幂，单位PF例如：102=1.00X1000PF=1000PF=1nF=0.001UuF682=6.8X1000PF=6800PF=6n8F=0.0068uF7/28/202315二极管：二极管在电路中常起整流、检波和稳压作用。

7/28/202316三极管：三极管在电子电路中组成震荡电路、放大电路。

7/28/202317焊接方法

总思路为，先测量，作好记录；再清洁，挂锡焊接；最后再检查测量。杜绝马虎大意。将加热好的电烙铁头与线路板成45度角，同时接触焊接点和被焊元件脚1—2秒，再迅速将焊锡丝触至焊接点与元件脚上，使焊锡溶后顺着被焊接元件脚流至焊点上形成一个圆锥状，这时抬起电烙铁。全过程是3秒左右。焊好后要等焊锡完全凝固才可移动元件。7/28/202318焊接

检查

剪短7/28/202319

焊接练习步骤分立器件焊接练习（学会焊接立式器件和熟练焊接技巧）接插器件焊接练习（认识常用接插件，由于接插件管脚靠得较近，要防止短路）

3拆件练习（学习拆件，以防在检测到有需要拆换的器件时，可以胸有成竹，不至于把61板焊坏）4贴片器件焊接练习（进一步提高焊接水平，熟练贴片器件的焊接）7/28/202320第三部分

61板焊接 7/28/20232161板框图熟悉

61板的特点是元件密集，焊点多，所以以下的介绍请认真学习！7/28/202322POWER5V&3V供电电路PLL锁向环外部电路Power－电源指示灯Sleep－睡眠指示灯RESET复位电路K4复位按键PROBE在线调试器串行5pin接口S5EZ-PROBE和PROBE切换的拨断开关J12、J3两pin喇叭插针DAC一路音频输出电路，采用SPY0030集成音频放大器MIC麦克风输入电路OSC32768晶振电路VREFA/D转换外部参考电压输入接口R/C芯片其他外围电阻、电容电路K1~K3扩展的按键：接IOA0~IOA2SPCE061A61板核心：16位微处理器PORTA/B32个I/O口7/28/20232361板功能块区划分7/28/20232461板焊接注意事项

在焊接前请同学们认真对照原理图，仔细查看印刷电路板，找到对应元件的功能区后，开始准备元件和工具。此电路板焊接要求使用尖烙铁，(最好是准备两把烙铁，1把25W左右，1把45W左右，大功率用于焊接周围有铺铜的焊点，小功率用于焊接周围无铺铜的焊点。)7/28/202325焊接前期准备‘61’板裸板检测

主要是目测和测试U3三个管脚受否短路。检测元器件、并做器件整形主要是电容、二极管的测试和部分器件的整形。分立元件按照元器件高低进行分组7/28/202326第一步‘61’板裸板检测1、电源部分：目的：检测61板裸板电源部分是否短路方法：利用万用表检测‘61’板上U3SPY0029的第一脚和第二脚之间与第二脚和第三脚之间是否短路，无短路则说明‘61’板电源部分是好的。2、端口部分：目的：检测61板裸板端口部分是否短路方法：测试相邻两个端口是否短路7/28/202327第二步检测元器件1、

利用万用表检测SPY0029的第一脚和第二脚之间与第二脚和第三脚之间是否短路，有短路说明SPY0029坏掉，无短路则正常。2、用万用检测12个电解电容、16个独石104、3个独石224是否短路，短路的器件需更换（有条件的可采用电容表逐个测试）3、利用万用表检测4个按键，按键按下后看1、3脚是否接通，是则说明按键正常7/28/202328

第三步元器件整形

1、

将所有检测过的电阻、电容、二极管按电路管脚间距把引脚折弯，以便插到电路板上。

2、分离单排针

10针—4个

3针—3个

2针—2个

7/28/202329第四步元器件分类（请参考元器件清单）1、小个子元器件（20个）：晶振（1个）、二极管（3个）、SPY0029（1个）、电阻（18个）。2、中间个子元器件（45个）：瓷片电容（5个）、独石电容（19个）、电解电容（12个）、按键（4个）、发光二极管（2个）、芯片座（3个）。3、大个子元器件（9个）：排针（5个）、接座（3个）、电位器（1个）。7/28/202330焊接61板的十八个步骤

在每个步骤中，同类元件的焊接，请参照各区元件排序表（主要按电流走向进行排序），这样有利于问题的查找

焊接原则从低到高，为确保焊接一次成功,请根据我们的18个步骤来焊接。7/28/202331Step1:

元件U3（SPY0029）----先将焊盘上的焊点上少量焊锡，再将元件相应引脚镀少量锡，用镊子夹住元件放置在焊盘上，迅速将该引脚焊好，如图所示。注意拿镊子的手要稳，不能抖。焊接速度要快，加热时间要短。然后将其他引脚焊好。注意：千万注意SPY0029管脚的焊锡不要太多，否则容易造成SPY0029底下有连焊，很难发现，会误以为SPY0029坏掉。7/28/202332SPY0029

7/28/202333Step2:

（18个电阻）

焊接电阻（18个）7/28/202334Step3:

（3个二极管）

焊接二极管——请注意方向，有白色短线的那一端为负极。如图所示，按照排序分别焊接1、2、3二极管，以免遗漏。

1327/28/202335Step4:

焊接晶振——注意时间不宜太长，晶振位置如图所示

晶振7/28/202336Step5:

（19个独石电容）

焊接独石电容7/28/202337Step6:（5个瓷片电容）

焊接瓷片电容，请按照图所排顺序进行焊接。

C38C16C3C15,C14C38C167/28/202338Step7:

焊接电解电容焊接电解电容(已卧倒的)——请注意焊接方向，有白色线的一端为负极与PCB板上的白线相对应；如图所示，方框中的就是电源部分，我们先把1、2电容焊接好，这时候我们不着急往后焊，先来一个小小的测试，因为这到这一步电源部分已经可以开始工作了，这时查由于没受后面的电路的影响，比较好查。

7/28/202339

127/28/202340Step8:

先用万用表查J10两管脚，若短路则查清短路原因，可能是因为二极管坏掉或者电源部分电容有问题，请排除错误再往下执行。

7/28/202341Step9:

用万用表查Spy0029的三个管脚之间是否短路；可能是因为第二个二极管坏掉或者Spy0029没焊好，请排除错误再往下执行。

7/28/202342Step10:

（12个电解电容）

完成所有电解电容的焊接7/28/202343Step11:

焊接按键&电位器，位置如图所示复位按键操作按键电位器

7/28/202344Step12:

焊接发光二极管——二极管底部平口端为负极，与PCB板上平口端相对应插入；焊接位置如图所示。电源指示灯

睡眠指示灯

7/28/202345Step13:

焊接电源座，电源座位置如图所示。电源接座

7/28/202346焊接完电源座，电源部分已全部焊完。先用万用表查J10两管脚，若没短路，这时我们可以上电，这时会看到电源指示灯点亮，如下图所示，如没亮请立刻断电并查清原因，是器件原因还是电源部分的原因，依照电流走向，应该很快就能查到原因。若短路则查清短路原因。7/28/202347电源指示灯亮

7/28/202348Step14:

单排插针的焊接，请参照下图一部分一部分焊接，以免遗漏。

下载端口选择

I/O端口

喇叭接口

I/O参考电压引入端

DAC引出&A/D外部参考电压端

7/28/202349Step15:

5针座的焊接，请参照图焊接，并熟悉一下他们的作用；喇叭接口

EZProbe

Probe

图4.175针座焊接效果图

EZProbe

EZProbe

7/28/202350Step16:

‘61‘板上的表示麦克风正、负极区别

焊接麦克风的两个管脚。7/28/202351

MIC

焊接麦克风，麦克风的焊接一定要注意正级和负极。7/28/202352Step17:

请特别注意芯片座的方向要与板子上的标示一致！！！焊接U2、U4的座子,注意座子的凹进的表示与电路板子上的凹口一致，焊接U1SPCE061A的座子，注意座子的斜切口与电路板子上的斜切口必须一致,如图所示。7/28/202353凹口

斜切口

7/28/202354Step18:

管脚修整，剪断已焊接元件多余的引脚，（长度大概1mm左右）并检查是否所有的器件均焊接完成。7/28/202355第四部分 61板测试内容介绍7/28/20235661板测试

如果在焊接中按照步骤焊接了,并且其中的两个测试都通过了,那么这里的检测可轻而易举的通过。在做测试记录的时候一定要先检测电源部分，再按以下的顺序做好检测记录，出现问题的时候请认真检测电路，并按实验步骤完成检查（请参照检测流程图），培养自己的动手能力和分析问题的能力。7/28/20235761板测试流程7/28/202358电源部分

Step1:

目的：测试61板电源和地是否有短路条件：断开电源并拔掉电池盒，将J5的2、3脚用跳线帽短接步骤：用万用表测量J10的两脚的电阻是否为零：现象1：电阻为零结论：焊接过程中可能造成短路了解决办法：进行电源部分的排查；现象2：电阻大于300欧姆结论：正常，进入Step2。

7/28/202359

Step2:

目的：测试61板电源部分器件是否工作正常条件：将三节5号电池装入电池盒中，接到J10处步骤：将电池盒开关拨到ON处.现象1：发光二极管D1没点亮，立即将电源断开进入Step4结论：电源部分器件有问题，解决办法：进行电源部分的排查；现象2：发光二极管D1点亮

结论：正常，进入Step3

。7/28/202360

Step3:

目的：测试61板上各器件电源供电是否正常条件：用跳线冒把S5的1、2脚短接（选择了PROBE端）；步骤：测试U1的第7脚电压----3.3v左右；测试U4的第20脚电压----3.3v左右测试J4的第1脚电压----3.3v左右； 测试U2的第7、8脚电压----4.5v左右测试J6、J7、J8、J9的+端电压----4.5v左右（同上）。7/28/202361现象1：电压不正常结论：在供电的某个传输方向上出现了问题解决办法：对照原理一步步排查现象2：电压正常结论：正常，进行键盘部分测试。7/28/202362Step4:目的：测试61板电源部分那个器件坏掉条件：断开电源；步骤：用万用表检查发光二极管是否坏掉，或者方向弄错；测量J10的两端是否短路，如果是，先检查D3是否击穿如果J10没有短路，再测SPY0029的3脚与地是否短路，如果是，检测D4是否击穿（要先从板子将负极拖开测试），否则就是SPY0029坏掉了7/28/202363现象1：

发光二极管不亮结论：发光二极管坏掉解决办法：更换发光二极管不亮现象2：D3或D4反向导通结论：D3或D4被击穿。

解决办法：更换D3或D4

7/28/202364现象3：3脚与地是短路，结论：焊接出错。

解决办法：清除短路。现象4：SPY0029无3.3V输出结论：SPY0029坏掉。

解决办法：更换SPY0029并重新测试7/28/202365电源部分测试点：

U4的第20脚U1的第7脚69911023457/28/202366键盘部分目的：测试键盘输入是否正确条件：U1、U2、U4芯片座中不安放元件；给61板通电，万用表选择电压档，分别检测接IOA0、IOA1、IOA2；步骤：把万用表笔的正端（红色表笔）放在IOA0上时，按下K1键，读取万用表上的电压值并记录，之后用同样的方法分别检测K2、K3电压值。现象1：电压为零解决办法：更换按键，重新测试键盘部分现象2：电压为高电平结论：正常，进入晶振部分测试。

7/28/202367键盘测试点：

KEY2KEY1KEY37/28/202368晶振部分

目的：测试晶振工作是否正常条件：U1、U2、U4芯片座中安放好元件；给61板通电。步骤：利用万用表的负端（黑表表笔）接板子上的地点（表示“-”的地方），万用表笔的正端（红色表笔）分别检测接OSCO、OSCI并记录；并用示波器查看波形，。现象1：不可看到32768HZ的正弦波形结论：不正常。解决办法：更换晶振，若还不行更换芯片；现象2：可以看到32768HZ的正弦波形结论：正常，进行余下步骤。7/28/202369晶振部分测试点：OSCIOSCO

7/28/202370I/O部分

目的：查看I/O部分是否有漏焊或虚焊条件：U1、U2、U4芯片座中安放好元件，用下载器将程序1下载到61板上,不接喇叭，若程序无法下载，先跳至数字部分74HC244的检查步骤。步骤：利用万用表的负端（黑表表笔）接板子上的地点（表示“-”的地方），万用表笔的正端（红色表笔）分别检测接各I/O并记录现象1：电压正确(IOA口全为低,IOB口全为高)

解决办法：正常，进入音频输入部分的测试；现象2：电压不正确结论：查排漏焊或虚焊。

7/28/202371

这里主要检测以下点的电压：MICP、MICN、MICOUT、OPI,测试点在板子的背面均已标示

检测内容波形1、VMICP的波形从麦克风输入内容有微小的波形变化2、VMICN

的波形从麦克风输入内容有微小的波形变化3、VMICOUT

的波形从麦克风输入内容比VMICN、、VMICP的波形变化要明显的很多，是经过了一次放大的作用4、VOPI的波形从麦克风输入内容比VMICOUT波形变化要小一点，但是比VMICN、、VMICP要大一点，是因为电阻R7分压的作用音频输入部分7/28/202372目的：查看音频输入部分是否正常。条件：断开电源，接上喇叭，用排线分别将IOA口的低8位和IOB口的低8位相连，IOA口的高8位和IOB口的高8位相连，然后按下REST复位键S1。步骤：把J2的左边两脚短接，听到“I/O测试成功”后，按键3，（这个时候要是听见喇叭有很大的噪音，则是正常的现象，因为喇叭和麦克风离的太近，解决的办法就是改变变位器的阻值，用一字螺丝刀顺时钟调节，直到噪音减少，如还是不可以，就把喇叭取下，继续往下测试既可），采用示波器查看波形，测试点在板子的背面均已标示。7/28/202373现象1：无波形结论：音频输入部分有问题。解决办法：按照原理图和各区元件排序表中给出的器件顺序查找音频输入部分的问题；现象2：有不规则波形出现结论：正常，进入音频输出部分测试。7/28/202374音频输出部分这里主要检测以下点的电压：DAC、SPY0030的第1脚波形、SPY0030的第2脚波形,测试点在板子的背面均已标示

。测试内容（采用示波器观测）画出波形1、DAC的测试点波形

有波形输出2、SPY0030的第1脚波形

有声音、波形输出3、SPY0030的第2脚波形

有声音、波形输出结论：音频输出正常

7/28/202375目的：查看音频输出部分是否正常条件：接音频输入部分的条件，继续测试

步骤：采用示波器查看波形，测试点在板子的背面均已标示。现象1：无波形结论：音频输出部分不正常。解决办法：按照原理图和各区元件排序表中给出的器件顺序查找音频输入部分的问题；现象2：有不规则波形出现结论：正常，进入74HC244部分测试

7/28/202376D/A部分测试点：

DACSPY0030的第1脚SPY0030的第2脚7/28/20237774HC244

部分目的：查看74HC244外围电路是否连接正确条件：断开电源，数字万用表选择鸣叫功能；步骤：S5用跳线帽把1、2脚短接，测试点在板子的背面均已标示。现象1：应该接通的地方没有接通。结论：连接有问题。解决办法：按照原理图和各区元件排序表中给出的器件顺序查找连接问题；现象2：各部分测试不正确结论：正常，进入D/A部分测试。7/28/202378D/A部分

目的：测试D/A条件：用排线分别将IOA口的低8位和IOB口的低8位相连，IOA口的高8位和IOB口的高8位相连，然后按下REST复位键S1。步骤：把J2的左边两脚短接，听到“I/O测试成功”后，按键3，采用示波器查看J2的DAC1上波形，对着MIC大声说话。现象1：无振幅随声音变化而变化的波形结论：D/A部分有问题。解决办法：更换芯片；现象2：有振幅随声音变化而变化的波形结论：正常，进入A/D部分测试。

7/28/202379A/D部分目的：测试

A/D条件：用排线分别将IOA口的低8位和IOB口的低8位相连，IOA口的高8位和IOB口的高8位相连，然后按下REST复位键S1。步骤：把IOA0接高电平，听到“I/O测试成功”后，按键2。现象1：听到“A/D测试不成功”结论：A

/D部分有问题。解决办法：更换芯片；现象2：听到“A/D测试成功”结论：正常，进入PWM输出部分测试。

7/28/202380PWM输出部分目的：测试PWM条件：用下载器将程序2下载到61板上

步骤：（1）、按键KEY1后利用示波器观测IOB8的占空比（1/16）波形；（2）、按键KEY2后利用示波器观测IOB8的占空比（5/16）波形；（3）、按键KEY3后利用示波器观测IOB8的占空比（14/16）波形。7/28/202381现象1：按不同的键，无占空比不同的波形出现结论：芯片PWM部分有问题。解决办法：更换芯片；现象2：按不同的键，有占空比不同的波形出现结论：正常，进入最后的综合测试。7/28/2023821、按键KEY1后利用示波器观测IOB8的占空比（1/16）波形；2、按键KEY2后利用示波器观测IOB8的占空比（5/16）波形；3、按键KEY3后利用示波器观测IOB8的占空比（14/16）波形。7/28/202383综合测试

主要检测部分：（1）、I/O口（A口作为输入，B口作为输出）；（2）、睡眠功能（进入睡眠状态指示灯点亮）；（3）、A/D转换输入（B口的低7位作为模拟电压源输出，对应A口的7个通道采样转换）；（4）、MIC输入及语音输出（同时实现A/D和D/A转换功能）。

7/28/202384步骤：用下载器将程序1下载到61板上

1、连接电源，可以连接3节电池，也可以直接接5V的稳压源

现象：当电源接通时，红色的发光二极管会点亮。同时会有语音提示：“欢迎进入自检模式”，此时因为还没有连线，所以会听到：“I/O测试失败”的警告，所以就要进行第二步的操作。7/28/202385

2、用排线分别将I/OA口的低8位和IOB口的低8位相连，IOA口的高8位和IOB口的高8位相连，然后按下REST复位键原理图中S1。 现象：当按下复位键后，程序从第一调开始运行开始执行语音提示：“欢迎进入自检模式”，当听到语音：“I/O测试成功”后，进行第三步操作。

7/28/202386

3、按K1键进行睡眠功能测试。 现象：如果测试成功，会看到绿色的发光二极管亮灭一下，并有语音提示“睡眠测试成功”，否则提示：“睡眠测试失败”然后进行第四步操作。

7/28/2023874、按下K2键进行A/D转换的测试。 现象：语音提示：“A/D测试成功”否则提示：“A/D测试失败”进入最后一步操作。5、拔掉第一步测试时的排线，并按下K3键测试MIC输入及D/A转换输出是否正常。 现象：可以在MIC上轻轻的拍几下，同时听是否有声音输出；如果有，则说明MIC输入和D/A转换输出部分正常。7/28/202388

6、实验完毕后断开板子的供电电源（电池盒关闭），万用表电源，认真做实验记录。以上操作只有当I/O测试成功时按键才会有效，同时在那一步检测出现失败，那么就请同学们认真检测电路。7/28/202389

第五部分 下载器使用说明7/28/202390DEMO程序使用介绍

1、下载器：在没有计算机的实验室中我们可以使用下载器，它使用方便、无需计算机、对软件开发环境的了解，特别适合在电子实习中使用。

2、PROBE：主要用在具有计算机的开发环境下（计算机中需要安装开发环境IDE软件），系统开发人员调试使用的工具，它使用方便下载速度快、调试灵活等的优点普遍得到使用。

7/28/202391下载器的使用7/28/202392

如上图连接正确后红色的电源指示灯亮。这个时候按下按键S1后，程序开始下载程序，程序