基于555的报警电路_图文

综合实验报告
2014-2015 学年第二学期 综合实验名称

印刷电路板设计与制作综合实验___

院 (系)_ 专 业

电子信息学院 _ 班级 BX1207

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电子信息工程 学号

学生姓名 综合实验时间 指导老师 提交时间

2015-6-29~2015-7-3

2015-7-3

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目录
一、综合实验目的 ................................................ 2 二、综合实验要求 ................................................ 2 1.印刷电路板课题电路的原理图及 PCB 的绘制 ......................... 2 2.实验的基本要求 ................................................. 2 三、综合实验环境 ................................................ 2 四、综合实验内容 ................................................ 3 1.用 protel 设计基于 555 的报警电路,并产生 PCB 文件 ................ 3 2.用线路板刻制机对覆铜板进行钻孔、底板雕刻、割边 ................. 8 3.电路测试方案确定 ............................................... 9 五、收获和体会 .................................................. 10

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一、综合实验目的
《印制电路板设计与制作综合实验》是电子信息类专业实践课程之一,通过印制电路 板设计与制作实验,使学生熟悉印制电路板设计与制作的流程,了解电子元器件的功能、 参数、外型、特征、及其应用,掌握印制电路板设计与制作的基本知识和操作技能,增加 学生对本专业的认识,培养其专业兴趣。

二、综合实验要求
1.印刷电路板课题电路的原理图及 PCB 的绘制 课题电路可选: 1. 基于 555 的门铃电路 2. 基于 555 的报警电路 3. 分立元件的闹钟电路 4. 仪表放大器电路 5. 助听器放大电路 6. 直流可调稳压电源电路 7. 信号发生器电路 8. 电容式接近开关电路 内容包括: (1)protel 软件设计给定课题电路,绘制电路原理图。 (2) 在 Protel 设计环境中通过原理图与网表导出 PCB 图, 并进行合理的布局与布线。 (3)导出 PCB 的制造文件并利用线路板刻制机对覆铜板进行钻孔、雕刻、割边。 (4)根据实验要求,写出实验报告。 2.实验的基本要求 (1)熟练运用 protel 软件,能完成课题电路的 CAD 设计; (2)熟练运用线路板刻制机,实现由线路文件自动、快速、精确地制作印刷线路板; (3)熟悉印制电路板设计与制作的流程; (4)掌握印制电路板设计与制作的基本知识和操作技能。

三、综合实验环境
技术中心 904 机房(预装 Protel99 软件) 技术中心 407(配有 pcb 刻板机,万用表,pc 等)

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四、综合实验内容
1.用 protel 设计基于 555 的报警电路,并产生 PCB 文件 电路由两个 555 多谐振荡器组成,第一个振荡器的振荡频率为 1~2Hz 时,第二个振荡 器的振荡频率为 1000Hz。 将第一个振荡器的输出(3 脚)接到第二个振荡器的复位端(4 脚)。 在输出高电平时,第二个振荡器振荡;输出低电平时,第二个振荡器停振。这样,蜂鸣器 将发出间隙声响。

电路图 555 定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。一般用双极性工艺制作 的称为 555 ,用 CMOS 工艺制作的称为 7555 ,除单定时器外,还有对应的双定时器 556/7556。555 定时器的电源电压范围宽,可在 4.5V~16V 工作,7555 可在 3~18V 工作, 输出驱动电流约为 200mA,因而其输出可与 TTL、CMOS 或者模拟电路电平兼容。 它的各个引脚功能如下: 1 脚:GND 源负端 VSS 或接地,一般情况下接地。 2 脚:TRI 低触发端。 3 脚:OUT 输出端。 4 脚:RST 是直接清零端。当 R 端接低电平,则时基电路不工作,此时不论 TR、TH 处 于何电平,时基电路输出为“0” ,该端不用时应接高电平。 5 脚:COM 为控制电压端。若此端外接电压,则可改变内部两个比较器的基准电压, 当该端不用时,应将该端串入一只 0.01μ F 电容接地,以防引入干扰。 6 脚:THR 高触发端。 7 脚:DIS 放电端。该端与放电管集电极相连,用做定时器时电容的放电。

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555 定时器 原理图绘制: 对较简单的电路(一般元件数少于 30~50 个)可采用绘单线不交叉图的方法设计印制 板。这种方法简单易学且不易出错,特别适合初学者和非专业设计人员。具体步骤如下: (1)将原理图中应放置于板上的电路元器件根据信号流向或排版方向依次画到板面 上,集成电路要画封装引脚图。 (2)按原理图将各元器件引脚连接,对导线交叉处可用两种方法避免交叉。 (1)利用元器件中间跨越。 (2)用跨接线跨越(同一板上跨接线长度尽可能归为一种或两三种。跨接线尽 可能短、尽可能少) 。 对于可用单面加少量跨接线布通的电路,尽量选用单面板布线,只有电路较复杂才用 双面板。显然双面板要容易,因为可以利用板子另一面印制导线做跨越。 (3)调整元器件位置和方向,使跨接线最少,连接最简洁。 (4)重新画不交叉图,如图 3 所示。 简单的图,经过(1)~(4)步骤可得到较好的结果,复杂一些的(3)~(4)可能 反复一次,甚至反复若干次才获得比较好的效果。

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仿真图 产生 PCB 文件: 1.原理图输入 使用 Sch 绘制电路图。确定元件排列没有问题、定义元件封装 (Footprint),最后 通过程序所提供的 ERC 检查。

2.生成网络表 利用 Sch 所提供的 Create Net list 任务。 3.确定板面(画边框)

功能产生网络表 (图 6) , 同时也结束了 Sch 的

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进入 PCB 编辑器,首先定义版框,也就是板子的大小与形状。可利用程序提供的版 框向导,或将当前工作层切换到为禁止布线区(KeepOut Layer 版层) ,以 Place Track ( 放置线段) 命令,自行绘制版框。 4.加载网络表及装入元件 网络表(或电路图)如有错误,或接口上的问题,也在此阶段中出现。而产生错误时, 也可以根据错误所在,回到 Sch 修改电路图,重头再来。这一步是非常重要的一个环节, 网络表是 PCB 自动布线的灵魂,也是原理图设计与印刷电路板设计的接口,只有将网络表 装入后,才能进行电路板的布线。 Design/Netlist.命令,按 Browser 按钮进入搜寻所要装入的网表文件,然后按 OK 按钮。 装入网表后,电击 Execute 按钮,程序进行加载元件

5.零件布局 装入的元件堆在一起,紧接着是把元件搬开。 激活 Tools\Auto place 命令,出现元件自动布局对话框。然后,单击 OK 按钮。出现 布局图。虽然已经实现子元件的分离,但并不能满足实际要求。因此,还可以对分离好的 元件进行手工布局,拖曳元件并配合按空格键改变元件方向重新调整元件的布局 6.设置布线环境 显示层面的设置(激活 Design /Options 命令)

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7.设置布线规则 定义规则、自动布线设定(激活 Design / Rules 命令,进入以下对话框) (1)定义安全间距(Clearance Constraint)1mm (2)设置布线拐角模式(Routing Corners)45 度 (3)设置布线工作层面(Routing Layers) 仅用 Bottom Layer (选 Any 其余选 Not Used ) (4)布线优先权(Routing Priority) (5)过孔形式(Routing Via Style) (6)布线线宽(Width Constraint)0.5mm

8.执行自动布线 PCB 的自动布线功能相当强大,只要参数设置合理,元件布局妥当, 系统自动布线的 成功率几乎是 100%。 选择“Auto Route”\“All”命令,进行全局自动布线。单击“All”按钮后,程序
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便按照上面设置的布线规则进行自动布线 9.调整布线 (即整理一些不太规则的布线) 布线成功不等于布线合理,有时候会发现自动布线导线拐弯太多等问题,必须还要进 行手工调整。

10.保存文件 在设计过程中要随时保存文件,以免出现意外导致设计工作丢失。

11.打印文件 最后可以打印印刷电路板设计结果,可以单层打印也可以多层一起打印。 2.用线路板刻制机对覆铜板进行钻孔、底板雕刻、割边 描图蚀刻法 (1)按照电路板的设计尺寸,裁下一定规格的单面敷铜板,并用细砂纸将敷铜打光。 (2)按照 1︰1 的比例,在敷铜板上用复印纸描好印刷底板图。 (3)将漆片(即虫胶,化工原料店有售)一份,溶于三份无水酒精中,并适当搅拌, 待其全部溶解后,滴上几滴医用紫药水(龙胆紫) ,使其呈现一定的颜色,搅拌均匀后, 即可作为保护漆用来描绘电路板线条。采用绘图仪器中的鸭嘴笔(或圆规上用来画图形的 墨水鸭嘴笔) ,进行描绘,鸭嘴笔上有调整笔划粗细的螺母,笔划粗细可调,并可借用直 尺、三角尺描绘出很细的直线,且描绘出的线条光滑、均匀,无边缘锯齿,给人以顺畅、 流利的感觉。绘制电路板线条亦可用油性记号笔直接在敷铜板上描绘。 (4) 将三氯化铁溶于温水中(用塑料器具)将凉干描好印刷底板图的敷铜板放入三 氯化铁溶液中,待电路板腐蚀完毕后,放入清水中清洗干净后拿出待用。在腐蚀过程中,
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应注意水温,并经常搅动电路板,以加速化学反应的速度。 (5)电路板腐蚀好后,去漆也很方便,用棉球蘸上无水酒精,就可以将保护漆擦掉, 略一晾干,就可随之涂上松香水使用。 (6)在做记号的元件插孔处钻孔。打孔时注意钻床转速应取高速,钻头应刃锋利。 进刀不宜过快,以免将铜箔挤出。清除孔中毛刺时用稍大的钻头手工倒角,不要用砂皮纸。 2.转印法 热转印法的关键是热转印纸和热转印机,它利用激光打印机先将图形打印到热转印纸 上,再通过热转印机将图形“转印”到敷铜板上,形成由墨粉组成的抗腐蚀图形,再经蚀 刻机蚀刻后即可获得所需印制板图形。只要激光打印机能保证,采用热转印法可获得足够 的精度和接近专业品质的印制板。参考制作步骤如下: (1)绘图 PCB 图可直接从电脑调用,也可自行设计。 (2)打印 设计完成经检查合格后(注意添加个人标记) ,将 PCB 图输入激光打印机,按 1:1 比 例将 PCB 图打印到热转印纸上。 (3)转印 热转印工艺的关键是热转印温度,它是由机内的微电脑精确控制的。将热转印纸固定 到准备好的敷铜板(已清洗)上,送入热转印机转移图形。转印后掀开转印纸一角,检查 转印图形完整性,以决定是否重复热转印(转印不完全)或局部修补(少量缺陷,用专用 笔修整) 。 (4)蚀刻 将检查并修补无误的板子批量送入蚀刻机,蚀刻出所需 PCB 图形。 (5)打孔 将蚀刻好的板子清洗干净,在钻床上打孔,注意孔径区别。

3.电路测试方案确定 用 5V 电源接上电路板,根据实验所需的要求旋转可调电阻,是的两个可调电阻的阻 值达到所需要求,具体来说就是蜂鸣器和发光二极管能够按照所需要求进行工作。

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五、收获和体会
在这次实训中由于组员充足所以每个人的负担并不是很重。我负责使用 Multisim 9 软件制作仿真图。先在元件库中寻找需要用到的元器件然后使用导线根据电路图连接。完 成后使用示波器进行检测,观察仿真图是否正确。总体而言这次的仿真制作的还是比较完 美的。然后我帮助我的组员进行使用 protel 99 SE 的设计,先是类似仿真的制作 sch 原 理图,然后在确认无误后在 C 盘 protel 的 library 文件夹内 ddb 文件内寻找合适的封装 元件,一一对应。在封装完成后,生成 pcb 文件。按照老师的要求进行布线。最后生成刻 板文件。 经过这次课程,我个人得到了不少的收获,一方面加深了我对课本理论的认识,另一 方面也提高了使用操作能力。这次是我真真正正的亲自完成,所以觉得相当宝贵,印象深 刻,在实验之前必须要弄懂实验原理。也深深地体会到理论与实践的指导作用,弄懂实验 原理,而且体会到了实验的操作能力是靠自己亲自动手,亲自开动脑筋,亲自去请教他人 才能提高的。

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