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实验实训（设计）计划

系（部）：      信息工程系      

专 业：     电子信息工程技术 

二〇##年  七月

PCB实训（设计）报告

项目名称：     电子产品分析与制作实训                         

专        业：电子信息工程技术  班        级：  电信142  

企 业 指 导 老 师：             校 内  指  导 老  师：陈思海

学        号：  201400928       姓        名：  李  聪      

地        点：  SY405          时        间：  2015.7.6-7.9

二〇##年 七 月 九 日

绵阳职业技术学院实验实训（设计）

进度检查及成绩评定表

前 言

电子技术实训是高等职业院校电子、通信、电气、计算机及相关专业学生主要的实践性教学环节。当今的社会竞争日益激烈，选拔人才，评选优胜，知识竞赛之类的活动愈加频繁，那么也就必然离不开抢答器。而现在的抢答器有着数字化，智能化的方向发展，这就必然提高了抢答器的成本。鉴于现在小规模的知识竞赛越来越多，操作简单，经济实用的小型抢答器必将大有市场。本抢答器通过十分巧妙的设计仅用两块数字芯片便实现了数显抢答的功能，与其他抢答器电路相比较有分辨时间极短、结构清晰，成本低、制作方便等优点，并且还有防作弊功能。因此，我们制作了这款简易一路抢答器屏弃了成本高，体积大，而且操作复杂。我们采用了数字显示器直接指示，自动锁存显示结果，并自动复位的设计思想，因而本抢答器具有显示直观，不需要人干预的特点。而且在显示时抢答器会发出叮咚声使效果更为生动。工厂、学校和电视台等单位常举办各种智力竞赛, 抢答记分器是必要设备。

目录

第一章

实训任务………………………………………………………………..7

实训目的………………………………………………………………..7

实训要求………………………………………………………………..7

训练内容和方法………………………………………………………..8

第一节 原理图. 9

一 原理图设计. 9

二 原理图元件库元件设计. 9

第二节 PCB图. 10

一 PCB设计. 10

二 PCB元件库元件设计. 10

第三节 遇到问题和解决办法. 11

一 原理图部分. 11

二 PCB部分. 11

第二章 抢答器制作实习. 12

元件介绍. 12

第一节 印制技术. 13

一铺铜方式………………………………………………………….. 13

二印制电路板方法………………………………………………………………………….. 14

第二节 抢答器原路、调试与安装. 14

一抢答器原路. 14

二 元器件的调试. 15

三 安装. 15

第三章 学习体会. 16

第四章 附录. 17

第一节 原理图. 17

第二节 PCB图. 17

 第三节  参考文献…………………………………………………..18

第一章

一.实训任务

本任务由教师给定实训项目—于 AVR 的抢答器的原理图，另外个别小组若有成熟的项目学生意可自行选择，学生小组方式 PCB 的设计，进而转入 PCB 的物理作，抢答器 PCB 面作PCB 单面板制作工艺较多，结合我院实际，拟采用热转印法手作该面 PCB由于时间短暂， 人才方案中给了一周时间，有条件者可自行装配调试。

二.实训目的

1了解和理解 PCB 艺等理论知识 。

2熟掌握利用 CAD 软件进行 PCB 设计。 

3掌握 PCB 的手作技术 。

4沟通交流合作共事的能力。

5锻炼获整理利用使用信息资源的能力。

6发并解决常规或非常规问题能力 。

7进一学用书面形式交流，传达信息。

                       三. 实训要求

1 PCB 设计要求 

a.使用面，大小根据电路确定，可能小产品体。

b.焊盘尺电源及地≥令00mil，hole否ize 50～60mil，一般焊盘≥ 80mil,hole否ize 在 40～50mil。

c. 铜膜线宽电源地线宽 工0～工5mil，一般信号线宽 令左～令5mil  最小全距离令0mil。 

d.采用插针式元件 。

e. 焊盘之间最多只允许走一根铜膜线。 

f.要求画原理图，建立网络表，人布置元件，自布线。

2 PCB 作要求  

a.采用化学方法热转印—腐蚀。  

b.板子整齐大小合适边缘滑无毛。  

c.铜膜线清均匀无断。  

d.焊盘过孔清精准，中间洞亮。

四.训练内容和方法

PCB 设计 

绘制项目原理图生网络表输出物料清单。

手工利用本系创新实验室提供的设备，采用热转印法作 PCB，作流程简 图形印—图形转移—修—蚀—钻孔—表面处理—涂焊剂 

图形印利用可走厚纸的激印机，将图形印在用转印纸的面

图形转移 

按实尺面敷铜

修  蚀

钻孔 

表面处理 

涂焊剂

第一节 原理图

一 原理图设计

1.首先要先建立一个DDB文件，操作为菜单单击 ， 然后new ， sch ， PCB   ，然后向我的DDB文件中添加原理图，依次生成ERC.NET；材料清单等报表 ，点击保存，这时分别保存了DDB文件和原理图文件。

2.在原理图中要添加元件库，操作为打开右面工具栏libraries ，单击 add libraries 可以安装已经下载好的元件库，这时只要浏览到元件库所在位置，安装即可，我们选择两个常用的元件库安装。如果找不到我们需要的元件可以通过搜索功能进行搜索。

3.然后是添加元件，操作为在安装好的libraries中找到所需元件，选择元件将其拖拽到原理图空白处，然后可以对元件参数进行修改，使其满足我们的要求。元件之间的连线全部采用实线，连接时要出现红色的叉才是真正的连接上了。

二 原理图元件库元件设计

有时我们安装的元件库不一定有我们需要的全部元件，这就需要我们自己设计满足要求的元件，形成自定义的元件库，其具体操作为

在打开原理图的界面下新建Schematic Library Document,画好库零件后保存,在原理图界面下导入零件库,就是你刚才自己画的那个零件库,也就是我保存的那个设计文件。在操作区中出现以十字为中心的元件绘制区域。在软件上方工具栏选择有直尺和笔的小图标，单击矩形绘画框即可出现矩形，再对其大小进行调整，在同一个图标下选择管脚项，进行管教的绘制，这时可以双击对其参数修改、命名等。如果同一张原理图还有其他元件需要绘制，此时可直接单击左侧元件库下的add，然后就可以绘制下一个元件了，这样所绘制的几个元件即存在同一个元件库中，我们不要忘记保存。

第二节 PCB图

一 PCB设计

1.右击工程打开 DDB文件中，点击右键new.再点击，打开原理图表，就可以利用PCB向导建立PCB板了。

2.打开PCB图，将底盘去掉，把元器件都合理安排到工作区中。点击  → LOAD NETS→ ，载入网路报表。然后点击 ， all，这时软件就根据我们制定的规则进行自动布线了；为使各接线柱更牢固可以对所有层进行泪滴，操作为点击tools ， teardrops；然后对top层和bottom层附地铜，选择层bottom层，点击工具栏里一个网状图标place polygon plane，选择Hatchde，Connect to net项选择GND，选中remove dead copper去死铜，bottom层重复同样操作；最后选择层top overlay，点击工具栏上的A图标，添加所需要的标识，增加PCB图的可读性，最后记得保存。

二 PCB元件库元件设计

1.    启动Protel 99 SE，在D盘建立名为Protel的文件夹，并在文件夹中建立名为自制PCB元件.ddb设计数据库文件。在数据库中建立一个名为MyPCBLIB.LIB的库文件。
  2. 打开PCB Footprints封装库,拷贝一个DIP14的封装到MyPCBLIB.LIB库中，然后将它改为DIP10的封装,并重命名为DIP10。
  3.打开PCB Footprints封装库,拷贝一个RB.2/.4的封装到MyPCBLIB.LIB库中，然后将它改为如下图1的封装,并重命名为47uf，再将它改为如下图2的封装,并重命名为2200uf。

第三节 遇到问题和解决办法

一 原理图部分

1.在绘制原理图的过程中要合理布局，使各元器件不要连接过于紧密，要使各个元器件分散的排布于原理图中；在添加网络标号的时候要确保连接到导线上，如果没有连接上会使原理图无法正常编译；在导线连接过程中要做到不出现不必要的连接点，有些导线出现交叉，但并不是连接在一起的。

2.在原理图元件库元件设计过程中要确保各管脚的输出形式正确，若其形式不正确可能会出报出管脚无驱动的错误；自定义的元件的时候要注意某些管脚要隐藏而不是不存在，在定义封装的时候要按其计算在内；对自定义的元件要根据实际情况选择合理的封装形式，比如双列直插式、贴片式等。

二 PCB部分

1.在绘制PCB图的过程中，首先要检查原理图中的每个元件是否都有合适的封装形式，如果系统没有可以自定义封装；导入PCB之前要在keep out层画出一定区域，将PCB导入到这个区域内才可以继续后边的工作。

2.在PCB元件库元件设计过程中要选择正确的层来画元件封装，且封装的大小要和实际相符，否则可能会导致PCB加工完成后元件无法安装上的情况；PCB图布局要合理，不要分布过于紧密，否则会给布线带来难题。

第二章 抢答器制作实习

第一节 元器件

元件介绍

1.集成电路

（1）数码管（LED Segment Displays）：由多个发光二极管封装在一起组成“8”字型的器件，引线已在内部连接完成，只需引出它们的各个笔划，公共电极。数码管实际上是由七个发光管组成8字形构成的，加上小数点就是8个。这些段分别由字母a,b,c,d,e,f,g,h来表示。

（2）AVR机AT90S2100单片机：，它是把一个计算机系统集成到一个芯片上，概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。单片机技术是计算机技术的一个分支,是简易机器人的核心元件。

（3）HY-1OO 系列音乐集成电路：HY-1OO 系列音乐集成电路是一种大规模CMOS 集成电路，HY-100 系列音乐集成电路有驱动能力大和输出端运 用灵活的特点。

（4）整流桥：就是将整流管封在一个壳内了，分全桥和半桥。全桥是将连接好的桥式整流电路的四个二极管封在一起。半桥是将两个二极管桥式整流的一半封在一起，用两个半桥可组成一个桥式整流电路，一个半桥也可以组成变压器带中心抽头的全波整流电路， 选择整流桥要考虑整流电路和工作电压。

2.电阻

电阻的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。

3.电解电容

电解电容是电容的一种，金属箔为正极，与正极紧贴金属的氧化膜是电介质，阴极由导电材料、电解质和其他材料共同组成。此外电解电容正负极不可接错。

4.电容

电容器在调谐电路、旁路电路、耦合电路、滤波电路中起着重要的作用。

5.二极管

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。

  

第二节 印制技术

一 铺铜方式

1．铺满铜：

加热熔化成液态的锡铅焊料借助焊剂的作用，熔于被焊接金属材料的缝隙，焊锡中的锡和铅的任何一种原子便会进入被焊接金属材料的晶格，在焊接面间形成金属合金，并使其连接在一起，得到牢固可靠的焊接点。

2．多边形铺铜

（有缝隙，呈网格状利于散热，时会绕开该区域内的 有铜膜线焊盘和过孔） 手工焊接技术。铺铜目的：要是增电路的抗扰能力；增子厚度增机械度。

（1） 铺铜操作方法:

金属填充简，处介绍多边形铺铜 执行拉菜 Place→Polygon Pl且ne命或Pl且ncemen吧切ool否栏中的 按钮都将图示如下。

 

（2. 屏蔽导线

（1）屏蔽线是了防相互扰而将某线用接地线包，故又包地放置屏蔽导线的方法如下；

（1）选择要屏蔽的线或网络。

（2）执行屏蔽线命Tools\Outline Selected Objects。

3. 补泪滴。

泪滴指线焊盘或过孔的连接处大形泪滴状，使连接更固 定，防在钻孔时候的力集中而使接触处断。

放置方法： Tools\Teardrops 图示如下对话框，依照图中设置即可。

二 印制电路板方法

1. 刀刻法：

刀法是把自设计好的 PCB 图用复写纸写到敷铜面，用锋利的刻刀沿线划，然后把那些不要的哪部分铜膜用刀挑起来并撕毁。

这种方法只使用于线路非常简的电路，刀时特别费力，而要注 PCB 设计时走直线，最后做来的模子较糙糙，不过该法不用腐蚀，是一种最经济的刻法 。

2. 透明胶法：

这种方法是把印刷板图复写到敷铜板上，先明胶将整个覆铜板蘸起来， 然后要的部的明胶割开撕掉，再把整个子放到氯化铁溶液里面去 腐蚀法较一方法省力，可把走线做 0.5mm 宽，做的电路较漂亮 但要注意在把印复写到铜前一定要把整个用纸擦净，则透明胶牢固，将要的明胶撕掉一定要保证电路的清洁，则腐蚀时 弄脏处很难腐蚀种方法的缺点是太费时间，作的过程中要小心

3. 热转印法

将 PCB 图印到热转印纸，其次把该纸的图形通过热转印机转印到处理净的普通敷铜板上，最后将放入氯化铁溶法简液里进行腐蚀。此法简单成本低，但双面稍显麻烦一点，小规模简电路常用法。

好的焊点的外形以焊接导线为中心，匀称，呈锥状，略下凹；表面有光泽且平滑；焊料的连接面呈半弓形凹面，焊料与焊件的连接处平滑，接触角小；无针孔、裂纹和夹渣等缺陷。通电检查可以发现目测很难发现的桥接和内部虚焊等。

第三节 抢答器原理、安装和调试

一 抢答器原理

数显抢答器电路由触发控制电路、复位电路、音频电路和LED显示驱动电路组成，具有优先抢答、音响提示和数字显示的功能。

二 元器件安装的技术

我们组所做的七路数显抢答器电路非常复杂，元器件特别多，所以元器件的安装显得尤其重要，我们既要使元器件分布稀疏，又要兼顾板子的大小，由于AT90S2100和一个开关挨得太近，以至开关无法按下，调整了开关的摆放方向，最后解决了问题。

元器件摆放时要与板子的边缘垂直，方向尽量一致；元器件的引线弯曲时不要离根部太近，以免引线折断；要尽量将有字符的元件面置于易观察的位置，以便调试；安装时不要用手触碰元件引脚和电路板，防止弄脏。

三 调试

电路板焊接完成后不一定可以实现想要的功能，这时候就需要我们进行调试，找出问题，解决问题，直至可以实现功能。

    第一次测试的时候数码管有显示，但是不是所要的现象，复位开关不起作用，几个按键按下没有反应，排查线路检测导线连接后我发现我的原理图的连线有错误，修改后还是无法实现功能，再次排查，发现数码管的一个引脚连线有错误，经过调整后电路可以实现所有功能了。

第三章

第一节 学习体会

转眼之间电子产品实习已经结束了，回首这段时间的学习经历，我们还是很有收获的，我们从开始的不会使用protel 99 se这个软件到后边可以得心应手的画出电路原理图、PCB图，从开始的不知道如何使用一些元器件到后边的懂得使用元器件实现一些功能，从开始的没有接触过不会使用到最后成功的画电路图使其实现所需功能，这是一个学习的过程，虽然遇到了很多的问题，但经过老师和我们的共同努力，这些问题都得到了解决，成功的喜悦只有亲身参与了才能体会的到。

本次实习的是protel 99 se软件的学习，画PCB图还是第一次接触，很有新鲜感。每天我们都有相应的任务，老师讲解后我们就要自己完成相应的作业，在这个听老师讲解、自己动手操作和老师的解惑的过程中，我们接受的还是很快的。

在工艺实习开始的时候，我们的积极性并不高，因为这次安排的实习缩短了我们的假期，但随着实习的一步步进行，我们的态度也发生了转变，实习可以让我们学到更多的知识，提高各方面能力，能使我们更加具有竞争力，可能现在还显现不出来，但以后在与其他学校学生的就业竞争中我们会受益匪浅。当我们付出了努力并且成功的做出作品的时候，那份喜悦是别人无法体会的到的，所以我们也希望学校能提供更多的机会，让我们能学到更加实际的东西。

第二节 总结

在这次电子技术实训深化了一些课本上的知识，获得了许多实践经验，另外也认识到了自己部分知识的缺乏和浅显，激励自己以后更好的学习，并把握好方向。 

信息时代，仅会操作鼠标是不够的，基本的动手能力是一切工作和创造的基础和必要条件。而且，现在严峻的就业形势让我认识到，只有不断增加自身能力，具有十分丰富的知识才能不会在将来的竞争中被淘汰。 

实训培养了我理论联系实际的能力，提高了我分析问题和解决问题的能力，增强了独立工作的能力其中感触最深的便是实践联系理论的重要性，当遇到实际问题时，只要认真思考，用所学的知识，再一步一步探索，是完全可以解决遇到的一般问题的。在实习过成中，要时刻保持清醒的头脑，出现错误，一定要认真的冷静的去检查分析错误！ 

总而言之，这次实习锻炼了自己，为自己人生的道路上增添了不少新鲜的活力！我会一如既往，将自己的全部心血倾注于学习上。我们的工作需需要有积极的学习和踏实的学风。我将以这次实训为契机，找准自己前进的标杆，在以后工作中向智慧型发展，在业务上朝科研型努力。 

最后我很感谢老师对我的细心指导，从他那里我学会了很多书本上学不到的东西，教我怎样把理论与实际操作更好的联系起来和许多做人的道理，这些东西无论是在以后的工作还是生活中都会对我起到很大的帮助，短暂的实习结束了，但却给我以后的道路指出一条明路，那就是理论联系实际的能力，提高自己分析问题和解决问题的能力，时刻保持清醒的头脑，出现错误，一定要认真的冷静的去检查分析错误，思考着做事，团队合作的重要性，态度端正，必能事半功倍。

第四章 附录

1.抢答器原路图

2.   PCB板

3D展示

参考文献

电子CAD（protel 99 se）实训指导书/张玉莲编著.——西安：西安电子科技大学出版社，2007.1（2014.8重印）

Protel 99SE基础教程/赵景波，向华编著.——北京；人民邮电出版社，2009.