1.1.1.1.1北京邮电大学实习报告1.焊接工艺1.1 焊接工艺的基本知识焊接是使金属连接的一种方法。

它利用加热手段，在两种金属的接触面，通过高温条件下焊接材料的原子或分子的相互扩散作用，使两种金属间形成永结牢固的结合面而结合成整体。

焊接的过程有浸润、扩散、冷却凝固三个阶段的变化。

利用焊接的方法进行连接而形成的接点叫焊点。

焊接工艺是指焊接过程中的一整套技术规定。

包括焊接方法、焊前准备、焊接材料、焊接设备、焊接顺序、焊接操作、工艺参数以及焊后热处理等。

我们实验中主要是PCB板的焊接。

1.2 焊接工具、焊料、焊剂的类别与作用焊接工具有烙铁、镊子、螺丝刀、钳子等。

电烙铁的作用是加热焊料和被焊接金属，最终形成焊点。

按加热方式可分为热式、外热式等，按功能分为防静电式、吸锡式、恒温式等。

本实验使用外热式电烙铁。

焊料是焊接时用于填加到焊缝、堆焊层和钎缝中的金属合金材料的总称。

包括焊丝、焊条、钎料等。

焊料分软焊料和硬焊料两种，软焊料熔点较低，质软，也叫焊镴，如焊锡；硬焊料熔点较高，质硬，如铜锌合金。

本次实习使用的焊料为焊锡（铅锡合金）。

焊剂是指焊接时，能够熔化形成熔渣和（或）气体，对熔化金属起保护和冶金物理化学作用的一种物质，又称助焊剂或阻焊剂，一般由活化剂、树脂、扩散剂、溶剂四部分组成。

一般可划分为酸性焊剂和碱性焊剂两种。

作用：清除焊件表面的氧化膜，保证焊锡浸润。

本实验的焊料是松香。

下面分列各工具及材料的作用。

电烙铁：熔化焊锡；电烙铁架：放置电烙铁；镊子：夹持焊锡或去除导线皮；螺丝刀：拆组机器狗；钳子：裁剪导线或焊锡；焊锡（锡铅合金）：固定焊脚，电路板和器件电气连接；助焊剂（松香）：加速焊锡融化，去除氧化膜，防止氧化等；阻焊剂（光固树脂）：板上和板层间的绝缘材料。

1.3焊接方法手工焊接主要为五步焊接法：1.准备施焊，检查焊件、焊锡丝、烙铁，保持焊件和烙铁头的干净；2.加热焊件，用烙铁头加热焊件各部分，加热时不要施压；3.熔化焊料，焊锡丝从烙铁对面接触焊件，将焊丝至于焊点，是焊料融化并润湿焊点；4.移开焊锡，当融化的焊料在焊点上堆积一定量后，移开锡丝；5.移开烙铁，当焊锡完全润湿后，迅速移开烙铁，在焊锡凝固前保持焊件为静止状态。

元件主要有卧式和立式两种。

2.原理图设计与仿真2.1 Multisim仿真电路2.2 电路仿真波形3.印制板设计3.1 电路原理图3.2 机器狗的印制板图4. 机器狗的焊接、安装及调试4.1 机器狗的基本工作原理我们实验中所设计的机器狗是可以声控、光控、磁控的玩具。

其核心是一个由555定时器构成的单稳态触发器。

在三种不同的控制方法下，均以低电平触发，促使电机转动，从而达到了机器狗停走的目的。

声控工作原理当声敏元件麦克风（Multisim 仿真电路为J1代替）没有声音激发时，其导电率很低，且呈高阻抗，使得Q1反偏截止，电源通过R10加在Q2的基极上Q2截至，LM555的2脚输入高电平，处于复位状态，3脚输出低电平，则电机（Multisim 仿真电路为灯泡X1代替）无法工作，机器狗静止。

当声敏元件麦克风接收到一定的声波，电阻会变得很小。

这时，声波检测信号通过C1直接耦合到Q1的基极上而导通，并且反向，再通过C3直接耦合到Q2的基极，与通过R10的放大电路 单稳态触发器 光敏三极管声敏传感器 磁敏传感器 电机转动电压叠加变成高电平，Q2导通，使得LM555等元件组成的单稳态电路2脚输入从高电平跳变为低电平，LM555被触发翻转，3脚输出高电平，电动机开始工作，机器狗开始行走，行走的时间为单稳态触发器的延时时间。

当LM555的3脚输出高电平可以带动电机工作的同时，D2被导通，将直接加到Q3的基极上，Q3被导通，进而Q2被截止，IC1的2脚输入由低电平跳为高电平，LM555复位，机器狗停止行走。

光控、磁控工作原理当光敏三极管（Multisim仿真电路为J3代替）或干簧管（Multisim仿真电路为J2代替）被激发时，可以直接将光信号、磁信号转变为电信号，使LM555等元件组成的单稳态电路2脚由高电平跳变为低电平，从而LM555被触发翻转，3脚输出高电平，电动机开始工作，机器狗开始行走，行走的时间为单稳态触发器的延时时间。

当LM555的3脚输出高电平可以带动电机工作的同时，D2被导通，将直接加到Q3的基极上，Q3被导通，进而Q2被截止，LM555的2脚输入由低电平跳为高电平,LM555复位,机器狗停止行走。

4.2 元器件的识别与测试电阻：本实验使用五色环电阻，1到9,0分别对应棕红橙黄绿蓝紫灰白黑，前三位为有效阻值，第四位为有效位数，第五位为允许偏差。

按上述原则对电阻进行读数并做好标记。

二极管：注意区分正负极，有色环的一边为负极。

三极管：类型有8050,9014（D），注意区分。

电解电容：用万用表检查是否漏电、极性是否正确。

光敏三极管：由两个PN结组成，它的发射极具有光敏特性。

它的集电极则与普通晶体管一样，可以获得电流增益，但基极一般没有引线。

光敏三极管有放大作用。

当遇到光照时，C、E两极导通。

测量时红表笔接。

干簧管：由一对磁性材料制造的弹性舌簧组成，密封于玻璃管中，舌簧端面互有一条细间隙,触点镀有一层贵金属，使开关具有稳定的特性和延长使用寿命当恒磁铁或线圈产生的磁场施加于开关上时,开关两个舌簧磁化，若生成的磁场吸引力克服了舌簧的弹性产生的阻力，舌簧被吸引力作用接触导通，即电路闭合。

一旦磁场力消除，舌簧因弹力作用又重新分开，即电路断开。

我们所用的干簧管属常开型。

麦克风：是把外界胜场中的声信号转换成电信号的传感器。

用万用表电阻档黑表笔接麦克风正极，红表笔接负极，给予声信号，电阻应有明显变化。

用屏蔽线能有效减小噪声.4.3 机器狗的焊接根据PBC板将各种元件依次焊接在电路板上，焊接过程中需要注意以下问题：1、按照先低后高的原则焊接元件；2、电阻、二极管均采用卧式焊接法，电容、三极管均采用立式焊接法，尽量贴近电路板；3、怕热元件，如LM555集成芯片、三极管、二极管、电解电容等焊接要靠后，且焊接时间要短；4、焊接时要注意区分电阻大小，电容的类型，三极管的型号，有极性元件的正负；5、焊接完成后用钳子剪去多余的线，避免短路。

1、打开机器狗壳，电动机已固定在机壳底部，把电动机已连接电池负极断开（焊下电动机端）接电路板V-端，自断开的电动机端引一根J1线至电路板M-，自电动机另一端引一根J2线至电路板M+，使其完成经过电路板控制的闭合回路。

音乐电路正负极并联至电动机两级（注意极性）；2、板上M+与V+相连，故不再单独连线；3、磁控：由印制板上的“磁控＋、－”（R＋、R－）引两根线J3、J4，分别搭焊在干簧管（磁敏传感器）两腿，放在狗后部，应贴紧机壳，便于控制。

干簧管没有极性；4、红外接收管（白色）：由印制板上的“光控＋、－”（I＋、I－）引两根线J5、J6搭焊到红外接收管的两个管腿上，其中一条管腿套上热缩管，以免短路，导致打开开关后狗一直走个不停。

红外接收管放在猫眼睛的一侧并固定住。

应注意的是：红外接收管的长腿应接在“I－”上；5、声控部分：屏蔽线两头脱线，一端分正负（中间为正，外围为负）焊到印制板上的S ＋、S－；另一端分别贴焊在麦克风（声敏传感器）的两个焊点上，但要注意极性，且麦克易损坏，焊接时间不要过长。

焊接完后麦克安在狗前胸；6、通电前检查元器件焊接及连线是否有误，以免造成短路，烧毁电机发生危险。

尤其注意在装入电池前测量“电源－”（V－）。

“电源＋”间是否短路，并注意电池极性。

4.4 机器狗的组装将电路板装入机器狗部，用电烙铁在狗颈部烫一个洞，将光敏三极管放入，同时将麦克风放在上部远离电机，将干簧管放在后部。

测试后拧上螺丝（松紧适宜）将狗组装好。

4.5 机器狗的调试装好后按入4节5号电池，分别进行声控、光控、磁控测试，均有“走——停”过程即算合格。

如果不合格，可拆开机壳，有针对性地检查电路和焊接。

重点检查导线和元件极性的正负连接。

检查时可使用万用表探测电位加速诊断。

5.实习的总结与心得体会经过七天的电子工业实习，我更加深入了解到实际中的电子工艺的设计，认识到一个电子工艺的产品从原理图的设计到multisim软件仿真纠错，再用protel软件设计PCB板打印，用电烙铁在PCB板上焊接每一个元件，实现完整的板子再焊接到电机上，调测组装成一个具有声、光、磁控的机器狗的全过程，在这个过程中有出错，有探索，有反复，经过反复的测试、查资料，最终实现了最初的设计。

其中，我了解了设计实践的全过程，极大地提高了动手能力，也能够熟练地掌握multisim和protel 99se的使用，对今后再进行同类型或其他电子产品的设计打下了基础。

现在将实验中在不同环节具体遇到的问题及感受述如下。

第一天首先是焊接知识的掌握，老师介绍了焊接的种类发展，电烙铁的分类，焊剂和焊料，以及我们目前焊接的五步法，老师还强调了焊接过程中要注意的问题，如不能虚焊，焊剂也不能太多，注意安全等。

但在实际焊接板子时，还是有许多问题。

最初，我总是焊不全，把握不好焊剂熔化的时机，还险些被烙铁烫到，后来逐渐积累经验，观察同学的方法，慢慢找到了感觉，可以焊接得比较完整，速度也提高了。

我也更加细心小心，动手能力也提高了。

接下来是用multisim软件进行电路原理图的仿真，这个软件比较简单，但也遇到了一些问题。

如元件的查找，摆放，如何旋转等问题，我积极地上网查资料与同学交流，顺利解决。

由于在选元件时我没有区分电容的类型（有无极性），使仿真出现问题，示波器显示出的每一个触发的时间延长，经过排查，修改了电容类型，获得了理想的结果。

用protel99se进行PCB板的设计就比较复杂了，这个软件的使用很难。

先按照老师的要求建立ddb文件，在document文件中建立Sch、PCB、Lib三项，在Sch中画电路原理图，按照老师给的资料查找元件，并且实现元件封装。

对于封装起初我不理解，在网上查了好多资料才明白了封装的含义，是元件的实际形式，可以自己根据实际元件大小设计。

还有一个困难就是元件库的添加，虽然老师给了详细的过程，但还是反复了多次才成功。

最大的问题是如何由Sch 生成PCB，对于这个过程运作不清楚，也很头疼。

于是上网查了好多资料，用不同的方法试验，终于摸索出来，现在Sch中生成NET文件，并更改二极管的管脚，再在PCB中导入NET文件，排查错误，由于我在Sch中将LM555CM的封装弄错了，导致在导入时关于LM555CM出现了9个错误，修改后就成功导入了。

关于PCB中元件的摆放，旋转，如何在不同层画线，设置线宽，设置单面板，如何自动布线等等，都是上网查找，与同学交流，反复修改实现的。

虽然过程比较困难，但当最终画出PCB板后还是很有成就感。