电源电路设计技巧范文

导语：如何才能写好一篇电源电路设计技巧，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

一、用伏安法测电阻

实验器材：待测电阻R，定值电阻R、 电源、电流表、电压表，滑动变阻器，开关两个，线导若干。

1.用内接法测量

（1） 实验电路图如图1所示

（2）实验步骤：

a.闭合开关S和S调节滑动变阻器，记录电流表和电压表的示数为I和U。

b.断开S，调节滑动变阻器R′，记录电流表和电压表的示数为I和U。

（3）数据处理：

由步骤α有：U=I(R+R)，

由步骤b有：U=I(R+R+R)。

解上面两式得待测电阻R=-。

2.用外接法测量

（1）实验电路如图2所示

（2）实验步骤：

α闭合开关S，断开S调节滑动变阻器R′，记录电流表和电压表的示数为I和U。

b再闭合开关S调节滑动变阻器，记录电流表和电压表示数为I和U。

（3）数据处理

由步骤α有：I=+，

由步骤b有：I=++。

解上面两式得待测电阻R=。

二、用伏安法测电源电动势和内阻。

1.实验器材：待测电源，电流表、电压表、滑动变阻器、单刀单掷开关S，单刀双掷开关S，导线若干。

2.实验电路图如图3所示。

3. 实验步骤

（1） 闭合开关S，将S，置于α，调节滑动变阻器R，记录电流表和电压表的示数为I和U。再次调节滑动变阻器R，记录电流表和电压表的示数为I和U。

（2） 将开关S置于b，调节滑动变阻器R，记录电流表和电压表的示数为I和U，再次调节滑动变阻器R，记录电流表和电压表的示数为I和U。

4.数据处理

由步骤（1）可列出：E=U+I(r+R)…①

E=U+I(r+R)…②

由步骤（2）可列出：E=U+(I+)r…③

E=U+(I+)r…④

由①、②两式可得电动势E=…⑤

由③、④、⑤可得内阻r=。

三、测小灯泡的功率

1.实验器材：电源，小灯泡（额定电压为U），电流表，电压表，定值电阻，滑动变阻器，开关两个，导线若干。

2.实验电路图如图4所示。

3.实验步骤：

（1） 闭合开关S ，断开S ，调节滑变阻器R，使电 压表上的示数为小灯泡的额定电压U，记录电流表上的示数为I 。

（2）再闭合开关S ，调节滑动变阻器R，合电压表上的示数为小灯泡的额定电压U，记录电流表上的示数为L。

4.数据处理：

由步骤（1）有：I=I+I…①，

由步骤（2）有：I=I+I…②，

由两式可得通过灯泡的电流为I = I－ I，小灯炮的功率为P=UI=U（I－I）。

由上面对各实验的数据处理方法和结果可以看出，在处理数据时考虑了电流表和电压表的内阻R和R，但结果都不含有R和R。这样通过对实验电路的巧妙设计，就有效地消除了伏安法测量中原理上的误差。

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【关键词】PCB；布局；布线；可制造性

0 引言

《电子电路设计与仿真》课程是一门理论与实际结合性很强，极具实践性的新兴课程，是电气类专业的核心技能课程之一。在近年来高职院校的项目教学改革中发现，在对这门课程的教学过程中，往往只是将重点放在对电子电路CAD应用软件的熟练操作上，却忽视了对PCB板设计的一些技巧应用，特别是对设计出来的产品在可制造性上与企业的生产实践脱节，这样设计出来的产品如果走上生产环节，要么会大大提高了生产成本，要么是不符合生产实践。那么如何在这门课程的教学中实现与生产的联接，将是本文将要探讨的问题。

实践证明，对电子产品设计师尤其是线路板设计人员来说，即使电路原理图设计正确，可是如果印制电路板设计不当，也会对电子设备的可靠性产生不利影响。同时产品的可制造性（工艺性）也是一个必须要考虑的因素，如果线路板设计不符合可制造性（工艺性）要求，将大大降低产品的生产效率，提高了生产成本，在严重的情况中甚至会导致所设计的产品根本无法制造出来。因此，在设计印制电路板的时候，应学会掌握各种电路设计技巧，注意采用正确的设计方法。为此，我们在《电子CAD》课程的教学内容方面做了全面的创新，增加了PCB设计技巧及可制造性应用技能，充分提高了课程的教学质量，增强了技能课程的实践性。

1 PCB布局技巧

在设计中，布局是一个重要的环节。布局结果的好坏将直接影响布线的效果，所以合理的布局是PCB设计成功的第一步。

考虑整体美观，一个产品的成功与否，一是要注重内在质量，二是兼顾整体的美观，这样两者都较完美才能认为该产品是成功的。同时我们还要注意一些问题如：

1）布局的首要原则是保证布线的布通率，移动器件时注意飞线的连接，把有连线关系的器件放在一起 ，避免走线太长；

2）数字器件和模拟器件要分开，尽量远离，避免干扰；

3）去耦电容尽量靠近器件的VCC；

4）放置器件时要考虑以后的焊接，同时还有散热，不要太密集；

5）多使用软件提供的Array和Union功能，提高布局的效率。

2 PCB布线技巧

一般来讲PCB设计软件提供的手工布线功能十分强大，包括自动推挤、在线设计规则检查（DRC），自动布线由Specctra的布线引擎进行，通常这两种方法配合使用，常用的步骤是手工―自动―手工。

2.1 布线是PCB设计过程中的一个重要环节，所有的前期准备工作都是为它而做的，而在整个PCB设计过程中，就属布线的设计过程技巧最细、限定最高。PCB布线有单面、双面及多层布线，方式有两种：自动及交互式布线，在自动布线之前，可预先用交互式对要求比较高的线进行布线，输入端与输出端的边线不应相邻平行，这样可避免产生反射干扰。在必要时，可加地线进行隔离，且两相邻层的布线要互相垂直，因为平行比较容易产生寄生耦合。

2.2 电源、地线的处理。即使在整个PCB板中的布线完成得都很好，但由于电源、地线的考虑不周到而引起的干扰，会使产品的性能下降，有时甚至影响到产品的成功率。每个从事电子产品设计的工程师都明白，为何会产生电源线与地线之间的干扰，现只对降低式抑制干扰作以表述。要在电源、地线之间加上去耦电容。尽量加宽电源及地线，最好是地线比电源线宽，其关系为：地线>电源线>信号线。因此对电源、地线的布线要认真对待，把电源、地线所产生的噪音干扰降到最低限度，以保证产品的质量。

使用大面积铜层作地线，在印制板上把没被使用的地方都与地相连，作地线使用或是做成多层板，电源，地线各占用一层。

2.3 数字电路与模拟电路的共地处理。现在大部分的PCB不再是单一功能电路（数字或模拟电路），而是由数字电路和模拟电路两种电路构成的。因此在布线时就需要考虑这两种电路之间互相干扰问题，特别是地线上的噪音干扰。

3 可制造性分析

现代电子电路产品的生产基本都是依靠SMT，因此我们在设计的时候就必须要考虑SMT的制造过程，这样我们设计出来的产品才能符合生产的要求，在这里我以一个多功能灯为例。

多功能灯组成结构分析

多功能灯的主要组成有：LED灯头、螺旋钢管灯头支臂、三防外壳、带导线充电电池（MiNMaX LICI8650）、电源插座（DC-005 2.1MM内芯）、按钮、主控板（50mm*32mm）。

在SMT生产工艺流程中，通常把SMT分为挂胶制程（波峰焊）和锡膏制程（回流焊）。它们的主要区别为：贴片前的工艺不同，前者使用贴片胶，后者使用焊锡膏。贴片后的工艺不同，前者过回流炉只起固定作用、还须过波峰焊，后者过回流炉起焊接作用。那么在设计和选择主控板的的时候除了考虑以上特点，我们就要考虑下面的几个问题：

1）拼板是否用阴阳板及各自优缺点；2）是否采用拼板及拼板的个数。

根据实际生产情况分析得出，多功能灯的主控板采用：双面锡膏回流焊接工艺。因此我们选择多功能灯的主控板元件配置图top层 和bot层将设计出对应的拼版图，最终设计拼版方案A和方案B如下图。

论证：主控板正面元件较多，而背面元件较少，照成了元件极度分布不均；元件集中的区域吸热多，散热不良，温度较高，这样容易造成主控板在进入回流焊接时板子的翘曲。方案A和方案B比较，后者较前者的合理性更好，故选择方案B。

采取此种拼版形式的原因：一是可以充分利用SMT长线的优势，以达到更高的打件效率；二是节省网板；三是此板若（下转第76页）（上接第89页）做单面板，要采用手工焊接元器件，降低了生产效率。

采用此种拼版形式的优点：

1）降低了生产成本。

2）采用阴阳板，在开始编制程序的时候就可以节省优化程序的时间。采用阴阳板，也就是将两面的程序合成一个程序来做，这样只要针对一个程序来考虑优化条件。

3）采用阴阳板，在附加工具和辅料方面也会有很大的节省（针对部分产品来说）。比如，钢网就可以少做一片，如果需要托盘的话，那么节省的物料就会更多。

4）在生产效率上面来说，可以提高产量。原因是在生产过程中不需要换产，那么这部分时间就会多生产产品。还有就是由于阴阳板是一个贴装程序，这样在生产的时候就比两面程序，减少了一半的基板搬运时间，这部分时间又可以多生产产品。

这些PCB技巧在我们的平时课堂教学及高职教材上面总是容易被忽视，可是对PCB专业人员来说却是必需掌握的。因此，在本门课程教学上，我们增加了这些PCB设计技巧及可制造性分析，达到了对课程改革的职业目标要求。

【参考文献】

[1]比秀梅周南权.电子线路板设计项目化教程[M].化学工业出版社，2010.

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关键词 数字电路 实验故障 检测 排除方法

数字电路是高职应用电子技术专业的一门专业基础课程，它具有很强的实践性、工程应用性，因此实验课程在数字电路教学中占有举足轻重的地位。但是实验中不出故障几乎是不可能的，为了保证实验教学的质量，达到高职教育为企业培养懂管理的高技能型人才的目标，培养和提高学生分析故障、排除故障的能力已成为教学中急需解决的问题。

1数字电路实验技巧及故障产生的原因

数字电路实验可以分为验证性实验和课程设计实验，对于初次学习数字电路课程的同学来说，很难做到不出差错、一次性顺利调试通过。如果按照设计好的电路进行组装调试，结果并不能实现其逻辑功能，那就说明电路有故障。故障产生的因素很多，有实验设备方面的客观因素，也有学生操作的主观因素。结合在实验教学中高职生遇到的问题及故障产生的原因，探究数字电路实验技巧及常见故障的检测与排除。

数字电路实验中首先要明确实验目的，搞清实验原理，掌握实验技能和方法，分析实验数据并处理实验结果，完成实验报告。决定实验能否成功的关键环节就是方案设计和电路的制作与调试，初学者只要能掌握这些技巧在关键环节不出差错，实验就能成功。尽管教师反复强调这些实验技巧和注意事项，但是由于学生的个体差异每次实验中出现的故障是五花八门，这些故障固然有实验设备和实验器件自身的因素，但大多数由人的主观性造成的，如常识性、技术性操作错误。常见的故障产生的原因可归纳为以下几点：

1.1电路设计错误

电路设计中单元电路有错误或系统电路有错误。主要原因可能是没有理解设计要求，精心分析设计电路，考虑问题不周全就会在电路设计中出错。

1.2元器件及安装问题

数字电路一般由多个元器件构成，每个元器件参数都有不同要求，如果任何一个元器件参数不符合设定值，就可能使设计电路的功能出现故障。除了人为调整器件参数外，还有老化、运行温度的变化等因素。此外元器件损坏或安装有错误，比如集成芯片插错、引脚折弯引脚间短路、连接处有接触不良；二极管、三极管、电容极性等接反等问题。

1.3布线问题

电路布线有错误，包括错线（连线一端正确，另一端错误；连线乱接）、少线（安装时完全漏掉的线）和多线（连线的两端在电路图上都是不存在的）。电路布线正确是电路功能正常的必要条件，因为一个电路有多个元器件，这就使布线比较复杂，不太容易操作，只要有一条线出现错误，就会导致电路出现故障，所以布线要认真而且合理。清楚和规则的布线有利于实现电路功能和排查故障。

1.4焊点问题

焊点存在虚焊、漏焊、桥接的问题，这个问题也是实验中最难查找的。

1.5电源供电、信号线有误

电源的接线有错误，正负极接反、漏接或电源端对地短路；信号源连线不正确。受潮、短路、断路、烧损等致使数字电路功能无法实现。

1.6测试方法问题

测试方法不对是学生常犯的错误，主要原因是对实验电路的原理没理解透彻，实验目的不明确，不会使用仪器仪表（稳压电源、示波器、脉冲信号发生器、万用表），对各种测试方法并不是很了解，例如，在验证TTL逻辑门功能实验中，要测量与非门电路的的输出高电压和低电压，万用表需要拨到直流电压档测试，有的学生就用交流档测量其电压，在测试过程中，发现电压表的读数不稳定，学生不知道如何解决，误认为仪表有问题。

2数字电路实验故障排除方法

在数字电路实验中要想快速排除故障，就需要学生对常见故障的处理非常熟悉，但这一要求对初学者来说还是有一定难度的。因此，我们总结了实验教学中积累的一些经验，希望对学生有一定的帮助。

2.1观察法

观察法就是不使用仪器仪表测量，凭借人的眼睛、感官来识别故障产生的原因。初学者组装电路时由于没有经验，会在工艺存在一些明显的失误，造成短路、断路、元器件烧坏等故障，部分原因可通过肉眼观察到。例如：集成芯片插错方向、引脚有无折弯、芯片的使能控制端处理是否正确、二极管和三极管极性有无接反、电容极性有无接错、烧焦（糊）、发烫、断线、虚焊、漏焊等现象。这种方法的缺点就是有时观察到的只是表象，并不能看出故障的真正原因。

2.2仪表测量法

如果观察法没有找出故障原因，可以用仪表测量逐级检查，常用万用表、逻辑笔、示波器进行测试。万用表测量比较简单，一般先用万用表测量电子元器件的电压，电路中各电子元件正常工作时各引脚、接点处的电压都有规定的数值或范围，通过测量电压可以判断它是否符合电路理（下转第71页）（上接第58页）论设计要求，从而确定故障点或故障发生的范围。其次可以用示波器观察电路中关键点的电压波形，根据幅值、周期，判断电子元器件动态工作过程是否正确，从而找出一些静态工作点正常但动态工作异常的故障。

3结语

数字电路实验教学中故障出现的原因、检测排除故障的方法，还需要不断积累总结。教师要指导学生如何根据故障现象，自己查找排除故障，不仅可以提高学生发现问题、分析问题、解决问题的能力，还能培养他们严谨认真的科学实验态度，达到真正的实验课程的目的。

作者简介：姚聪（1982-），男，安徽滁州人，滁州职业技术学院，工程师，学士，研究方向：电子科学与技术；王健（1967-），男，安徽滁州人，滁州职业技术学院，技师，研究方向：工业自动化；贾秀玲（1979-），女，河南周口人，滁州职业技术学院，讲师，硕士，研究方向：电子科学与技术。

⒖嘉南

[1] 蔡忠法.电子技术实验与课程设计[M].杭州：浙江大学出版社，2005.

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【关键词】红外感应 LM358 红外感应 二极管

红外感应电路功耗低，可靠性强，相互干扰小，已经在现代生活中得到广泛的应用，例如银行自动开门关门，人走进银行，门自动打开，离开后门自动关闭。或者肯德基等高档餐厅的水龙头，当手放在水龙头下，水自动流出，离开后水自动关闭等生活场景，都采用了红外线感应技术，它使这些电器的控制变得十分简单、方便。

1 红外感应电路的基本组成及功能原理

红外感应电路由以红外发射管D1、红外接收管D2为核心的红外感应电路，以可调电阻R3、通用运算放大器LM358为核心的取样比较电路，以三极管9012 、V1、V2、蜂鸣器Y1、发光二极管D3为核心元件的声音输出、显示电路构成。

本电路可以实现用手靠近红外发射管和红外接收管时，蜂鸣器发声，LED灯点亮，手移开后立即停止发声、LED灯熄灭，灵敏度非常高。该电路应用的生活场景非常多，是电路设计人员必须掌握的一种电路。

2 电路设计及工作原理

2.1 红外感应控制电路

通上5V电源，红外发射管D1导通，如果此时无遮挡物，则红外接收管D2没有接受到红外光，红外接收管D2仍然处于反向截止状态。红外接收管D2负极的电压仍然为高电平，并送到LM358的3脚。

当用手接近红外发射管D1时，红外光被档住并反射到红外接收管D2上，红外接收管D2接受到红外光，立刻导通，使得红外接收管D2负极的电压急速下降，该电压送到LM358的3脚上。

2.2 取样比较电路

LM358的2脚的电压取决于可调电阻R3，只要调节可调电阻R3到合适的时候（电压大概为2.5V左右），就能保证LM358的3脚的电压大于LM358的2脚的电压，根据比较器的工作原理，当V+ > V-的时候， LM358的1脚就会输出高电平，并通过限流电阻R4送到PNP型三极管V1、V2的基极，致使三极管V1、V2截止，蜂鸣器Y1不发声，发光二极管D3熄灭。

如果LM358的3脚电压下降到低于2脚的电压，根据比较器的工作原理，V+ < V-的时候， LM358的1脚就会输出低电平，并通过限流电阻R4送到PNP型三极管V1、V2的基极，致使三极管V1、V2导通蜂鸣器Y1发声，发光二极管D3点亮。

2.3 电路显示结果

通过以上分析，该电路可以实现当手移动到红外发射管D1和红外接收管D2的上面时，蜂鸣器发声，发光二极管点亮。当手离开红外发射管D1和红外接收管D2的上面时，蜂鸣器停止发声，发光二极管熄灭，达到了红外感应电路的设计的效果。

3 红外感应电路调试技巧

3.1 观察法

检查每个元件是否安装正确，特别要注意红外发射二极管和红外接收二极管的正负极， LM358的引脚顺序和三极管9012的引脚顺序。

3.2 电阻法

根据原理图检查线路是否正常连通，可用万用表检测每条线路是否导通。检测每处GND是否和电源负极接头是否连通；检测每处VCC是否和电源接头是否连通。

3.3 基本电路分析法

3.3.1 红外发射电路的检修

红外发射电路发射的红外光，人的肉眼是看不见的，但是可以用手机的照相功能看见红外光。检修过程中可以借助于手机的照相机功能查看红外发光电路是否正常。主要查看限流电阻的阻值和红外发光二极管的正负极性是否安装正确。

3.3.2 红外接收电路的检修

用万用表测红外接收二极管的负极，观察当用手放到红外发射管时的电压值（是否为低电平）和当手移开红外接收管上面时的电压值（是否为高电平）。

3.3.3 电压取样电路的检修

测试可调电阻R3的第三脚电压值是否在2.5V左右，旋转可调电阻时电压值是否可变。

3.3.4 电压比较电路的检修

主要用万用表测LM358的1脚电压，观察当用手放到红外发射管时LM358的1脚的电压值（是否为低电平）和当手移开红外接收管上面时LM358的1脚的电压值（是否为高电平）。

3.3.5 报警电路、LED显示电路的检修

可用电源地直接加在V1、V2的基极，看看是否报警和LED点亮。损坏的元件可能是9012和发光二极管。

4 总结

本文根据现有的芯片及技术，运用数字电路和模拟电路知识，设计了一个简单可用的红外感应式电路。电路也可以通过调节电位器的阻值，可增加辐射距离，这样可将电路作为报警器使用。就熟悉元件、芯片属性，深入领会理论知识，学会运用常用器件制作实用小电路，提高个人动手实践能力，学会实际电子产品的设计流程而言，此电路设计已经达到了目标。

当然，此电路还存在着一些缺陷。本电路是考虑在一个比较良好的外界环境下使用的，而且在电路的安全稳定性方面也没有做太多的深究，省略了一些保护性的元器件。但是从整个电路的设计过程和调试方式可以看出，此电路无论是基本原理、使用到的芯片的复杂度和各种元器件的数量，还是最后的连线布局，都是非常浅显易懂的，而且器件都是非常常用、廉价的，也是值得推广的。

参考文献

[1]汤荣江.红外遥控技术在智能浴缸控制中的应用[J].微计算机信息，2006（28）.

[2]杨丽寰.感应式自铀龙头的设计[J]. 科技展望，2016（02）：20.

[3]吴建标.红外线控制自动水龙头的设计[J].工业设计，2016（04）：20.

作者简介

谢兆清（1982-），男，广东省清远市人。大学本科学历。毕业于湛江师范学院。现为广东省清远市技师学院电子技术中级讲师。主要研究方向为智能电子产品设计。

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1电源的处理组合

音响使用到电源有很多,从高到低有很多的降压、稳压电路,所以我们在做线路图的时候基本上也把它分开了。只是在选用降压、稳压电路的时候,一定要考虑电路的承受工作电流。同一组电压要供给不同模块的时候最好加上磁珠分开。有时候,桥式整流电路滤出来的波形还不是很干净,需要增加有源滤波电路,减少杂波。这样对提高音响产品的性能指标很关键。

2地线的处理组合

音响的地线处理比较讲究,主要是由电流大引起的。一般情况下都是遵循电源从哪里来,地线就回到哪里去。比如一个5V的电源,它给CD部分供电,那么CD部分的地也要回到5V电源的地上,如果这个5V电压是经过12V降下来的,那么它的地也就再回到12V电源的地线上,都是一级一级串起来的，最后到总电源输入的地上。DA解码芯片的地线、FM音频输出的地、DECK的地、AUX输入的地、LINEIN输入的地都应该直接接入到功放的地线上。很多时候,我们画功放电路都会想到单点接地,都想把所有地都接入到滤波电源的电容上,认为这个地方的地是最干净的,其实还是有局限性,我们以下面的图纸来说明。假设电源部分的地的电压是0V,由于功放的地到电源的地是有一定的阻抗的。假设是0.25R,流过它的电流是2A,那么功放的地就被抬高0.5V,从图1中我们可以看出,如果AUX输入的电压是1V,如果AUX的地接到电源的地上,那么它相对与功放的地就只有1V-0.5V=0.5V了,这样相当于是AUX输入的电压是0.5V,严重地影响了功放的放大倍数,而且由于AUX输入的是音频信号,电压的幅度起伏不定,功放的电流波动也很大,也就造成功放的地不稳定。这样的功放放大出来的信号,声音平淡,没有动感。喇叭的地一定要接入到电源的地上,不能接在功放IC的地上。我们已经知道,功放IC的地上是有一定电压的,如果把喇叭的地接到这里,一来喇叭的输出功率降低了,二来这样做等于是把喇叭的地和功放的地接在一起,然后再串了一个电阻接入到电源的地,喇叭的地变得更加不稳定,电压起伏更加大。

3信号线的处理

在模拟功放里信号线已经很少,一般只有声道。在音频输入输中间要用地线隔开,最好音频线的两边要用地线包起来。LR声道线上的滤波电容要离开得远些（在音频信号幅度很大的时候,这点影响很明显)。相隔太近,容易引起失真,串音。在电流很大的信号线电源及地线上可增加露铜区,在过波峰焊的时候露铜的地方会沾上锡,从而减少铜铂上的阻抗，一般是在地线上,或者音频输出线上。

4音响产品的PCB工艺

贴片元器件基本上和MP3的工艺是一样的。音响产品使用到插件的物料很多,所以在焊接上可能还会使用到波峰焊,因此在一些插件元器件中和贴片是不一样的。在一些大的焊脚上需要增加SOLDER缺口,以便过波峰焊的时候,不至于出现连锡，但是过波峰焊的方向一定要和缺口方向一致。如果使用自插机,则在电阻、电容会出现一个倒钩,因此在这些元器件的内侧走线不能太近,而且也要加上丝引。

5认证

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申明:本网站内容仅用于学术交流，如有侵犯您的权益，请及时告知我们，本站将立即删除有关内容。 【摘要】在二十一世纪的今天，科学的蓬勃发展，人们的日常生活的不断提高，已经使汽车进入千家万户，而对于汽车的维修更是有了一个很大的变化，而对于职业学校汽车空调与电气专业的学生来说，看懂汽车的电路图，以及正确使用它们，对于进行维修有着非常重要的作用，常听一些学生说拿一张老师从来没有讲过的电路图时，不知如何入手分析，更谈不上维修了，因此看懂汽车的电路图，便成为学生的基本功之一。 【关键词】汽车电路图识别能力 在长期的实践和多年教学中，我给学生总结了：“一、基础知识；二：主要电气元件的通道；三、基本单元的确定及功能的分析；四、分析元件的作用；五、电源的获得。”的方法，并举例给他们讲授说明，克服了不少学生对电路图手足无措的心理障碍，较快的培养了他们的识图能力，受到学生的欢迎。一、掌握必要的基础理论知识

任何复杂的电路都是由一些基本的单元如：传感器、开关、动作元件等组成的。而汽车的基本电路又是由这些单元有机结合而成，如果不了解这些基本电路的基本的工作原理，甚至连各种元件的电气特性和电气符号等基本知识也不清楚，还谈什么识图呢？同时还应该掌握与该元件产品相关的基础知识，如：起动系的组成及各部分的作用，或仪表的组成及各部分的作用等这也是最基本的要求。所以说无论看什么电路图，首先必须掌握基础电路知识，否则就会象一个目不识丁的人拿着一张百宝箱的开启说明书一样无计可施。二、找出电气元件的主要通道

认清电气元件的主要通道是看懂一张电路图的关键，任何一张电路图都是为了实现某一特定功能而设计的，因此各电气元件构成电路图存在必然的通道。在寻找电气元件时就应注意以下几点：1、暂不考虑电源线、接地线和输出部分相连的线；2、确定电气元件的类别，是属于起动系还是充电系，是EFI部分或SRS部分等等；3、在以电气元件的输入端为起点，一直走到输出端；4、随着电子技术的发展，集成电路已经向大规模集成电路方向迈进，对于这类的电路图，只需查找到他们的输入和输出，把各集成的输入和输出有序的连接起来这便是汽车电气元件的主要通道。电气元件的主要通道找到后，将元件的的流向用箭头来表示各元件的关系。

三、基本单元的确定及功能的分析

电气元件的主要通道确定后，就要从整张电路图确定各个基本单元及分析其作用，如果是较复杂的电路图，如：EFI系统的电路图我们可以将整个电路图分成几个小部分，首先是确定输入和输出，中间应具备那些基本单元，根据所掌握的基本理论知识，在这一分析中，输出级应视为关键，因为它是目的，而前面各级则是为了达到这一目的的条件和手段。例如：一台汽车的收音机，听到节目的声音是目的，也就是说音频信号要有足够的能量推动喇叭的纸盆振动。这样如何得到某一电台的信号便是输入级要解决的问题。于是天线便是输入级，而中放、低放就是中间单元。确定了各个基本单元后，这些基本单元由那些元件组成，采用什么样的电路也由那些元件组成，采用什么样的电路也就可以分析出来了。从而知道了它们的功能。对于集成电路所组成的电路图来说，只需查一下手册，各部分的功能就可以知道了。

四、分析元件的作用

元件指基本电路单元附近的一些元件，因此区分它们并不是很困难，特别是对集成块所组成的电路图更容易，接在管脚旁边的元件即是。例如：汽车点火系统上分电器的电容器，这个电容器的作用是减少触点的火花，增强次级高压电的作用；例如：发电机上在外壳与电枢线之间安装了一个电容器，这个电容器的作用是滤波。其他的例子在这里就不一一举例了。因为为了实现某一特定的功能，采用的元件和电路的组成也就不同。可以根据具体的电路和所在的单元的功能分析它的作用。对于集成块所组成的电路图，只需要根据手册查出各引脚的功能，则元件的作用也就随之分析出来了。

五、直流电源的获得

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一、每种情况画1条支路，各种情况都要用到的元件画在干路中

初中物理的电路设计中，所设计的电路图一般都是并联(或混联)电路，很少有纯粹的串联电路.而且生活实例中往往叙述有几种并列的现象.比如“前门开门与后门开门”两种情况，“甲病床与乙病床” 两种情况等.电路设计时一般都是依据“一种情况画1条支路，每种情况都要用到的元件画在干路中”来设计电路.

生活应用实例1有一商品仓库，后门进货、前门取货，现有红绿两只灯泡和一个电铃、一个电池组、两个开关，导线若干.请你为仓库值班人员设计一个电路：电铃响同时红灯亮，表示取货人在前门按开关；电铃响同时绿灯亮，表示送货人在后门按开关.要求画出设计的电路图.图中标明红灯、绿灯及对应的前门、后门开关.

解析根据题意可知：1.绿灯与红灯的工作情况互不影响，各自均可独立工作，可知这两盏灯应该是并联的；2.前门开关控制红灯，后门开关控制绿灯，所以前门开关应与红灯在一条支路上，后门开关应与绿灯在另一条支路上；3.无论红灯亮或是绿灯亮时，电铃均响，可知两种情况都要用到电铃，所以电铃应该画在干路中.综合以上分析，设计的电路图如图2所示.

类似的生活例子还有病床呼叫电路、甲乙双方从两地相互呼叫对方的电路等例子.

二、两开关串联，表示两个条件同时满足，电路才会通

两开关并联，表示只要有一个条件满足，电路就会通.

当两个开关串联时，要想电路接通，必须将两个开关同时闭合.这个在现实中往往表现为生活中的两个条件要同时满足；而两个开关并联时，要想电路接通，则随便其中哪个开关闭合电路都能接通，这个在现实中就表现为生活中的多个条件只要有一个满足即可.

生活应用实例2楼道声光控延时开关电路.声光控延时开关已广泛应用于住宅区的楼道、工厂、办公楼、教学楼等公共场所.小瑞家所在小区的楼道路灯也已用声光控延时开关代替了按钮开关，只有在天黑以后，当有人走过楼梯通道，发出脚步声或其它声音时，楼道灯会自动点亮，提供照明；在白天，即使有声音，楼道灯也不会亮，从而达到节能的目的.请你设计出该声光控延时开关电路.

解析根据题意可知，要想让楼道路灯亮起来，必须同时满足两个条件.一是必须天黑(即光控开关闭合)，二是必须要有声响(即声控开关也要闭合)，属于“两个条件同时满足，电路才会通”的情况，所以光控开关与声控开关必须是串联的，再串上路灯后接到家庭电路中.设计的电路如图3所示.

生活应用实例3“仓库保管员系统”.某银行金库为防止单个职工进入而发生盗窃行为，现要求对金库大门进行改装.他们用电动机来带动铁门的运动，要驱动电动机工作，必须该银行内的三个保管员同时用各自的钥匙插入对应的锁孔内开锁，(将各自的锁打开相当于将电路中的开关闭合)，请根据要求，将图4中的器材连接起来.

解析根据实际情况，要想把驱动机把金库大门打开，必须同时满足三个条件.即是三个保管员都要同时把锁打开(即三个保管员控制的开关都要闭合).属于“三个条件都要同时满足，电路才会通”的情况，因此三个保管员控制的开关是串联在一起的，设计的电路如图5所示.

类似的生活例子还有实验室柜钥匙保管系统等电路都根据上述方法进行电路的设计.

三、开关的特殊用法：开关与相应的用电器并联

开关的作用是控制用电器的工作.实际生活中，开关与被它所控制的用电器之间大都是串联连接的.这样，要让该用电器工作，就闭合开关；要让该用电器停止工作，就把开关断开.如果出现了“开关闭合，某用电器停止工作，而开关断开时，该用电器反而工作”的现象，这明显不是开关的常规用法，而是一种“特殊用法”.即开关不是与该用电器串联，而是与它并联.

生活应用实例4请你为奶牛场设计一自动放养奶牛的装置图.要求：用细导线将牛群围住，合上开关后，当牛群在圈内吃草时，小屋内灯亮而铃不响；当有牛了圈住的细导线跑到圈外时，电铃便会响起来，放牛的人能及时发现.

解析根据上述要求可知，电路中的灯是一直亮着，起到提示电路在正常工作状态的作用.而电铃却受到“圈住牛的细导线”的控制.但是它的控制情况与常规的控制不同：当“圈住牛的细导线”没断(即相当于开关闭合)时，电铃是不响的(被“圈住牛的细导线”给短路了)；而当“圈住牛的细导线”被牛弄断时(即相当于开关断开)，电铃反而响起来了(电流不能走细导线而只能通过电铃形成通路了).根据题意设计出的电路如图6所示.

类似的例子在很多电路设计题中都有出现，当某开关断开时，灯L有亮，而当这个开关闭合后，灯L反而熄灭了.这些都是属于“开关的特殊用法”，即该开关与相应的灯L并联.

四、从所有用电器都不能工作的那个条件出发，再从个别用电器不能工作的那个条件出发设计电路

有很多电路设计题要求学生根据题目的条件或要求设计出合理的电路，解决这类问题时一定要抓住外部连接情况及对应现象，逐步分析并画出符合题意的电路结构，解决此类问题的步骤是：先从所有用电器都不能工作的那个条件出发；再从个别用电器不能工作的那个条件出发来设计电路.

生活应用实例5现有两只灯泡L1和L2，三只开关S1、S2、S3和电源、开关、导线等元件，请根据下列要求设计出符合条件的电路.要求：(1)闭合S1、S2、S3时，L1和L2都亮；(2)闭合S1、S2时，L1亮，L2不亮；(3)闭合S1、S3时，L2亮，L1不亮；(4)闭合S2、S3时，L1、L2都不亮.

解析根据上述方法按下列步骤分析：首先必须从所有用电器都不能工作的那个条件出发，即从第(4)个条件出发.S2、S3都已经闭合了，怎么两灯都不亮呢？原来是S1还没闭合，也就是说只要S1断开，全部用电器都不能工作，这说明S1是总开关，在干路中，控制整个电路.然后再从个别用电器不能工作的那个条件出发来，即从条件(2)或(3)出发.由条件(2)可知，S3断开，L2就不能工作；由条件(3)可知，S2断开，L1就不能工作.说明S3控制L2，它俩在同一条支路中；S2就控制L1，它俩就在另一条支路中.而条件(1)我们在分析电路时用不上它，它只是起到一个检验电路正确与否的作用.最后整理设计出的电路如图7所示.

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关键词： 电气图 识图 要领

引言

随着社会的发展，电气图的设计范围越来越广，越来越复杂多变。虽然我们培养的学生不用进行复杂的电路设计，但必须懂得看图安装，懂得看图维修，这就要求学生会识图，能看图。只有掌握了识图的基本要求，熟悉了识图的步骤，才能加快分析电路系统的速度，提高识图的水平。

1.电气识图的基本要求和基本步骤

1.1电气识图的基本要求

1.1.1应从简单到复杂，循序渐进地识图。

一般来讲，都要本着从易到难、从简单到复杂的原则看图。复杂的电路都是简单电路的组合，从看简单的电路图开始，搞清每一电器元件的作用，理解电路的工作原理，为看复杂电路做准备。

1.1.2应具有电工、电子的基础知识。

电工学主要涉及的就是电器和电路。电路通常分为主电路和辅助电路。主电路一般包括发电机、变压器、开关、熔断器、电容器、电力电子器件和负载（如电动机）等，辅助电路一般包括继电器、仪表、指示灯、控制开关等。电器是电路不可缺少的组成部分。在电动机控制系统电路中，常常用到各种继电器、接触器和控制开关。识图者应了解这些器件的性能、原理、结构、相互关系及在电路系统中的相互关系。

1.1.3要掌握和会用电气符号。

有关电气图的电气符号很多，要做到熟记会用，可从个人专业出发，先熟读会背各专业共用的和本专业的电气符号，然后逐步扩大范围，掌握更多的电气符号，为以后能读懂跨专业的电气图做准备。

1.1.4熟悉各类电气图的典型电路。

不管电路有多复杂，都是由典型电路派生来的，或是由若干个典型电路组合而成的。熟悉并掌握各种典型电路，有利于对复杂电路的理解，能在短时间内将复杂电路分解成若干环节，理清相互关系，抓住核心部分，从而看懂较复杂的电路。

1.1.5掌握各类电气图的绘制特点。

1.1.6了解涉及电气图的有关标准和规范。

1.2电气识图的基本步骤

1.2.1详细阅读图纸说明文件。

拿到图纸后，首先仔细阅读图纸的主标题栏和有关说明，结合已有的电工电子知识，对电气图的类型、性质、作用有一个明确的认识，从整体上理解图纸的概况和电气图所要表述的重点。

1.2.2看系统图和框图。

系统图和框图表示了整体系统的基本组成、相互关系和主要特征，查看系统图和框图有助于我们对整体系统全面了解。

1.2.3详细剖析电路图。

电路图是电气图的核心部分，也是最难理解的重点。首先，查看一下电路采用的电气符号，了解电路各组成部分的作用，分清主次电路。其次，按照先主后次的顺序进行电路分析。分析主电路时，通常遵循从下往上的原则，即先从用电设备开始，经控制元器件，顺次往电源端看；分析次电路时，则遵循自上而下、从左至右的原则，先看主电源，再顺次看各条支路，分析各条支路电器元件的工作情况及其对主电路的控制关系，注意电气与机械结构的连接关系。

1.2.4电路图和接线图结合使用。

2.电气图的识图方法及要领

常见的电气图大致分为供电系统电气图、机床控制电路图和读电动机控制系统电路图三大类。对于任何一类电气图的识图方法都是大同小异的。下面我们就以“电动机控制系统的电路图”为例，简要地介绍一下识图方法和识图要领。

2.1电气图的识图方法

结合典型线路分析电路，即电动机控制系统按功能的不同分成若干局部电路。如果电路比较复杂，则可将与控制系统关系不大的照明电路、显示电路、保护电路等辅助电路暂时放在一边，先分析主要功能，再集零为整。

结合基础理论分析电路，任何电气控制系统无不建立在所学的基础理论上，如电机的正反转、调速等是同电机学相联系的；交直流电源、电气元件以及电子线路部分又是和所学的电路理论及电子技术相联系的。应当应用所学的基础理论分析电路及控制线路中元件的工作原理。

具体地说，电动机控制系统电路图识图的方法如下：

第一，看电路图中的说明和备注，有助于了解该电路的具体作用。

第二，划分电气原理图中的主电路、控制电路、辅助电路、交流电路和直流电路。

第三，从主电路着手，根据每台电动机和执行器件的控制要求去分析控制功能。分析主电路时，采用从下往上看，即从用电设备开始，经控制元件，依次往电源看；分析控制电路时，采用从上往下、从左往右的原则，将电路化整为零分析局部功能。

第四，再分析辅助控制电路、连锁保护环节等。

最后，将各部分归纳起来全面掌握。

2.2电气图的识图要领

在阅读电气图时，必须熟悉图中各器件符号和作用。

阅读主电路时，应该了解主电路有哪些用电设备（如电动机），以及这些设备的用途和工作特点。并根据工艺过程，了解各用电设备之间的相互联系，采用的保护方式等。在完全了解主电路的这些工作特点后，就可以根据这些特点再去阅读控制控制电路。

阅读控制电路时，一般先根据主电路接触器主触点的文字符号，到控制电路中去找与之相应的吸引线圈，进一步弄清楚电机的控制方式。这样可将整个电气原理图划分为若干部分，每一部分控制一台电动机。另外控制电路一般是依照生产工艺要求，按动作的先后顺序，自上而下、从左到右、并联排列。因此读图时也应当自上而下、从左到右，一个环节、一个环节地进行分析。

对于机、电、液配合得比较紧密的生产机械，必须进一步了解有关机械传动和液压传动的情况，有时还要借助于工作循环图和动作顺序表，配合电器动作来分析电路中的各种联锁关系，以便掌握其全部控制过程。

最后阅读照明、信号指示、监测、保护等各辅助电路环节。

对于比较复杂的控制电路，可按照先简后繁、先易后难的原则，逐步解决。因为无论怎样复杂的控制线路，总是由许多简单的基本环节所组成。阅读时可将他们分解开来，先逐个分析各个基本环节，然后再综合起来全面加以解决。

3.结语

对于电气图的识图技巧，可以概括为十六字：从机到电、先“主”后“控”、化整为零、连成系统。

参考文献：

［1］何利民.电气制图与读图［M］.北京：机械工业出版社，2003.3.

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论文摘要：本课题组设计制作了一款具有智能功能的小车，功能强大。小车具有以下几个功能：可遥控小车的车速，方向，可按喇叭，小车的状态用LED和数码管显示。 而小车的车速和转的方向则是通过直流控制电机的正转反转和转速来控制，以及PWM的占空比通过转换成二进制显示在数码管上以显示小车的车速。而本文即是设计了用89C51和74HC138等控制的直流电机实现脉宽调制（PWM）调速系统，硬件电路实现了小车正转，反转，加速，减速的功能，给出了程序流程图程序及仿真结果。

1实习目的及意义

大学毕业实习是完整大学生活的一部分，是本科学生毕业前的一个重要的实践教学环节，是成长为一名高级专门技术人才所得到专门实践训练的重要手段。通过毕业实习可以使学生在毕业前有一定的职业意识、职业素养、职业经验，可以使学生能较深入地了解本专业的生产技术、生产过程和管理知识，进一步加深对所学专业理论知识的理解，进一步熟悉实际电子产品研发的方法与过程，培养学生分析问题、解决问题的能力以及工程实际能力，为实际工作打下良好基础。

（1）巩固、联系、充实、加深、扩大所学知识基础理论和专业知识；

（2）提高运用所学知识来解决实际问题的能力；

（3）初步掌握专业设计工作的流程和方法；

（4）学习体会典型电子产品项目开发团队的角色构成及团队角色协同工作技巧；

（5）学习典型的电子产品开发技术；

（6）学习体验课堂理论知识在实际工程项目中的应用，积累项目实战经验；

（7）感受电子产品研发对学生知识结构、技术技能、综合素质的要求；

（8）加速由学生向员工的身份转变，增强同学的就业能力和信心；

（9）学习体会电子产品企业规范化、专业化、标准化、规模化的电子产品设计、开发流程、典型开发团队中人员角色设置。

2实习任务及要求

实习题目：红外遥控小车

实习具体要求：

(1) 可遥控小车的车速、方向、可按喇叭，同时小车的状态用LED灯和数码管显示。

(2) 独立查资料，同时订立方案，然后画出原理图及其相应的PCB板，并且相关的程序并进行仿真。

(3) 焊接电路板，下载源程序进行调试。

3实习时间及地点

实习时间：2010年3月2日～2010年3月19日（3周）

实习地点：西华大学电气信息学院专业实验中心

4实习情况及完成情况

4.1主要芯片介绍

MCS—51系列单片机及其特点

（1）可靠性高：

因为芯片是按工业测控环境要求设计的，故抗干扰的能力优于PC机。系统软件（如：程序指令，常数，表格）固化在ROM中，不易受病毒破坏。许多信号的通道均在一个芯片内，故运作时系统稳定可靠。

（2）便于扩展：

片内具有计算机正常运行所必需的部件，片外有很多供扩展用的（总线，并行和串行的输入/输出）管脚，很容易组成一定规模的计算机应用系统。

（3）控制功能

具有丰富的控制指令：如：条件分支转移指令，I/O口的逻辑操作指令，未处理指令。

（4） 使用性好

体积小，功耗低，价格便宜，易于产品化。

单片机的发展历史简介

（1）第一阶段（1971年到1978年），以MCS-48系列为代表，称4位单片机。在片内：CPU有四位或8位，ROM有4KB或8KB,RAM有64B或128B,只有并行接口，无串行接口，只有一个8位的定时/计数器，中断源只有两个。在片外，寻址范围只有4K,芯片引脚只有40个。

（2）第2阶段（1978年到1983年），以MCS-51系列为代表的成为8为单片机：在片内：CPU有8位，ROM有4KB或8KB,RAM有256B或128B,只有并行接口，有串/并行接口，有2个或3个16位的定时/计数器，中断源有5个至7个。在片外：寻址范围有64KB，芯片引脚有40个。

（3）第3阶段（1983以后），以MCS-96系列为代表，称16位单片机。在片内：CPU有16位，ROM有8KB,RAM有232B,有串/并行接口，有4个16位的定时器，中断源有8个，增加了D/A和A/D转换电路。在片外：寻址范围有64KB，芯片引脚有48个或68个。

以上MCS-51系列以及优良的性价比，在我过得到了广泛的应用。

4.2硬件模块的设计

在本次的设计中，我们涉及的硬件模块主要包括电源电路、串口电路、晶振电路、复位电路、显示电路以及红外收发电路组成。整体的组成框图如图4.1所示：

SHAPE \* MERGEFORMAT

图4.1 硬件组成框图

4.2.1电源电路的设计

这次的设计我们选择用USB接口供电的电路图，是因为用USB接口供电比较方便，并且在此次的设计中，USB仅作供电用，不参与与PC机的数据传输。

在电路设计中，用LED灯来显示电路是否通电，用一个开关制电源的通与断。电源电路如图4.2所示：

图4.2 电源电路

4.2.2串口电路

RS-232C是美国电气工业协会推广使用的一种串行通信总路线标准，是DCE(数据通信设备，如微机)和DTE(数据终端设备，如CRT)间传输串行数据的接口总线。RS-232C最大传输距离为15m，最高传输速率约20kbps，信号的逻辑0电平为+3V～+15V。逻辑1电平为-3V～-15V。RS-232信号线和DB-9引脚关系如表4.1所示。

表4.1 RS-232管脚功能表

符 号

名 称

引 脚

DCD

RXD

TXD

DTR

GND

DSR

RTS

CTS

RI

接收信号载波检测

数据接收线

数据发送线

DTE装置数据就绪

公共地

DCE装置就绪

请求发送

清除发送

振铃指示

1

2

3

4

5

6

7

8

9

该产品是由德州仪器公司（TI）推出的一款兼容RS232标准的芯片。由于电脑串口rs232电平是-10v +10v，而一般的单片机应用系统的信号电压是ttl电平0 +5v,max232就是用来进行电平转换的,该器件包含2驱动器、2接收器和一个电压发生器电路提供TIA/EIA-232-F电平。该器件符合TIA/EIA-232-F标准，每一个接收器将TIA/EIA-232-F电平转换成5-V TTL/CMOS电平。每一个发送器将TTL/CMOS电平转换成TIA/EIA-232-F电平。MAX232是电荷泵芯片，可以完成两路TTL/RS-232电平的转换，它的的9、10、11、12引脚是TTL电平端，用来连接单片机的。

在设计中，若要使单片机和上位机进行通信，则必须要考虑接口电路。由于单片机通过串口发送出来的是TTL逻辑电平（0V和5V），而计算机RS-232总线上输入、输出数据和控制信号为+12V左右的电压，单片机要和PC的上位机通信就必须是电平一致，所以发送部分关键的部分是电平转换和串口发送，电平转换可以用模拟器件进行转换，但是为了方便起见，本次设计采用的是集成芯片，一个芯片加上它的电路即可完成电平的转换的工作。结构简单、方便容易，精确度高。本次所采用的是MAX232，我们要对其电路进行设计。

MAX232是标准的串口通信接口，对于一般的双向通讯，只需要使用串行输入口RXD(第3脚)、串行输出TXD(第2脚)和地线（第7脚）。该电路主要将TTL电平转换为RS232电平注意：单片机的晶振选11.0592MHz，主要是让其串口通信的初试化波特率时可更接近9600。MAX232逻辑电平的规定如表4.2， 其电路如图4.3所示。

表4.2 逻辑电平表

逻辑值

电平幅值（V）

+3~+15

1

-3~-15

图4.3 串行通讯电路

4.2.3晶振电路的设计

晶体震荡电路是为单片机提供稳定的11.0592MHZ的频率。其电路图如图4.4所示：

图4.4晶振电路

4.2.4复位电路的设计

复位电路可以在单片机不正常工作时，让其复位，使其跳出错误的循环，重新开始进行新的运行。本次设计采用了如图4.5的设计。

图4.5 复位电路

4.2.5显示电路的设计

此次设计我们要用到数码管显示电路和LED灯的显示电路用以显示小车状态。数码管显示电路采用74LS138译码器来选择控制数码管的显示，通过PNP三极管对输出信号进行放大来驱动数码管的显示。数码管采用共阳极，显示数据信息通过P2口传输给数码管，这样就能完成数码管对小车状态的显示功能，其电路图如图4.6所示：

图4.6 数码管显示电路

此次电路设计的显示小车状态的电路还有LED显示电路，LED显示电路采用74HC573锁存器将P0口传来的数据用以控制LED灯的亮灭，其电路图如图4.7所示：

图4.7 LED显示电路

4.2.6红外收发电路的设计

该模块使用一体化红外接收头，其电路如图4.8所示。瓷片电容为去耦电容，DOUT即是解调信号的输出端，直接与单片机的P3.7口相连。有红外编码信号发射时，输出为检波整形后的方波信号，并直接提供给单片机。

图4.8 红外收发电路

4.3软件的设计

要对然间进行设计，首先我们应该考虑到红外接收的波形，在熟悉了红外接收的波形的基础上，才好更进一步的对然间进行设计。图4.9是这次设计所用的遥控板的红外接收信号的波形图：

SHAPE \* MERGEFORMAT

图4.9 红外接收波形图

在搞清楚了红外接收波形的原理以后，下面我们就可以开始设计本设计的程序了，图4.10是本次设计的软件流程图：

该流程图设计了P3.7口是否接收到低电平的判断程序,解码程序,遥控执行程序等主要的软件模块。

SHAPE \* MERGEFORMAT

图4.10 软件流程图

4.4系统调试

系统调试包括硬件调试和软件调试两部分。

4.4.1硬件调试

在完成了电路板的焊接之后,我们首先要做的是硬件的调试。我们将电路板通过USB接上电源后，电源的显示灯亮了，这表示此电路板已通上电了，把电源处的开关按下之后，指示灯熄灭，这表示此时可以通过电源处的开关来给电路板供电。

然后分别按下与单片机相连的八个开关，对应的LED灯也都亮了，除了第四个灯没亮之外。因此我么就用万用表分别挨着侧了一下与这个LED相关的器件，发现是LED接反了，将其接正了之后，此LED就能正常显示了。由于这个电路比较简单，在加上我们焊接板子的时候比较仔细，因此在硬件调试的时候没有发现电路板有什么大的错误。

4.4.2软件调试

Keil C是重要的软件仿真软件，对软件的编写有着重要的作用。

Keil C51 µVision2集成开发环境是Keil Software，Inc/Keil Elektronik GmbH开发的基于80C51内核的微处理器软件开发平台，内嵌多种符合当前工业标准的开发工具，可以完成从工程建立到管理、编译、链接、目标代码的生成、软件仿真、硬件仿真等完整的开发流程尤其是C编译工具在产生代码的准确性和效率方面达到了较高的水平，而且可以附加灵活的控制选项，在开发大型项目时非常理想。Keil C51集成开发环境的主要功能有以下几点：

µVision2 for Windows：是一个集成开发环境，它将项目管理、源代码编辑和程序调试等组合在一个功能强大的环境中；

C51国际际准化C交叉编译器：从C源代码产生可重定位的目标模块；

A51宏汇编器：从80C51汇编源代码产生可重定位的目标模块；

BL51链接器/定位器：组合由C51和A51产生的可重定位的目标模块，生成绝对目标模块；

LIB51库管理器：从目标模块生成连接器可以使用的库文件；

OH51目标文件至HEX格式的转换器，从绝对目标模块生成Intel Hex文件；

RTX-51实时操作系统：简化了复杂的实时应用软件项目的设计。

这个工具套件是为专业软件开发人员设计的，但任何层次的编程人员都可以使用，并获得80C51单片机的绝大部分应用。

Keil Software提供了一流的80C51系列开发工具软件，下面描述每个套件及其内容：

⑴PK51专业开发套件。PK51专业开发套件提供了所有工具，适合专业开发人员建立和调试80C51系列微控制器的复杂嵌入式应用程序。专业开发套件可针对80C51及其所有派生系列进行配置使用。

⑵DK51开发套件。DK51开发套件是PK51的精简版，它不包括RTX51 Tiny实时操作系统。开发套件可针对80C51及其所以派生系列进行配置使用。

⑶CA51编译器套件。如果开发者只需要一个C编译器而不需要调试系统，则CA51编译器套件就是最好的选择。CA51编译器套件只包含µVision2 IDE集成开发环境，CA51不提供µVision2调试器的功能。这个套件包括了要建立嵌入式应用的所有工具软件，可针对80C51及其所有派生系列进行配置使用。

⑷A51汇编器套件。A51汇编器套件包括一个汇编器和创建嵌入式应用所需要的所有工具。它可针对80C51及其所有派生系列进行配置使用。

⑸RTX51实时操作系统（FR51）。RTX51实时操作系统是80C51系列微控制器的一个实时内核。RTX51 Full提供RTX51 Tiny的所以功能和一些扩展功能，并且包括CAN通信协议接口子程序。

一下是用KEIL C 运行本实验程序的结果如图4.11所示：

图4.11 软件调试图

将用KEILC仿真程序所生成的HEX文件通过串行通信下载到单片机上之后，通过遥控板的控制，就可以实现此次设计的功能：按方向键的时候，相应的LED亮，按档位键的时候，数码管分别显示1、2、3，同时led还要闪烁。

5实习产品的功能及指标参数

本次实习产品是红外遥控小车，小车的功能：

(1)显示小车的方向，车速，分别用LED灯和数码管显示了其状态；

(2)当遥控板按下方向键时，相应的LED灯会亮，以此表示小车的前行方向；

(3)当按下遥控板的档位键时，数码管会分别显示相应的车速1、2、3，同时伴随着LED灯的闪烁，以此表示小车在变速。

6总结与体会

通过三周的努力我们设计出了红外遥控小车的设计、制作和调试的任务。虽然没有真正的小车实物，但我们用了数码管和LED灯来代替了小车的状态，通过遥控板对其进行了控制。

在设计的过程中用到了单片机，用到了Protel 99se。在Protel的界面中找到单片机芯片，画出电源电路，复位电路，晶体振荡电路，LED接口电路连线后实现PCB的转换。做课程设计是为了让我们对平时学习的理论知识与实际操作相结合，在理论和实验教学基础上进一步巩固已学基本理论及应用知识并加以综合提高，学会将知识应用于实际的方法，提高分析和解决问题的能力。在做课程设计的过程中，我深深地感受到了自己所学到知识的有限，明白了只学好课本上的知识是不够的，要通过图书馆和互联网等各种渠道来扩充自己的知识。同时我认为我们的工作是一个团队的工作，团队需要个人，个人也离不开团队，只有在充分的分工合作中才可以事半功倍做到最好，所以必须发扬团结协作的精神。

此次任务中主要做了下面几点较突出的工作：

（1）通过查阅大量的相关资料，详细了解了红外遥控系统的原理，明确了研究目标。

（2）通过本次毕业实习进一步加深了对专业软件的了解，并能够灵活运用Protel 99se。

（3）通过此次毕业实习重新复习并进一步学习了单片机；熟练掌握了WORD软件的使用。

同时此次实习中也存在很多的问题，特别是软件方面对程序的编写还比薄弱，编写出的程序还不能完全实现预期的目标。通过这次设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。有了这次的设计经验，相信在以后的学习设计实践过程中，我们可以做到更好。

参考文献

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篇10

【关键词】电子产品；调试工艺；调试设备；检测方法

1.引言

电子产品装配完成之后，必须通过调试才能达到规定的技术要求。装配工作仅仅是把电子元器件按照电路要求连接起来，由于电路设计的近似性、元器件的离散性，在装配过程中产生的各种参数的影响，使整机电路的各项技术指标达不到设计要求，因此，在电子产品的生产过程中，调试是一个非常重要的环节。调试既是保证并实现电子设备功能和质量的重要工序，又是发现电子设备的设计、工艺缺陷和不足的重要环节。

2.电子产品调试设备与内容

2.1 电子产品调试的仪器选用原则

（1）在保证产品调整、测试性能指标范围前提下，应选用要求低、结构简单、通用性强的仪器仪表，这样既可以降低生产成本，又可操作简单，提高调整、测试效率。

（2）测量仪器的工作误差应远小于被测参数所要求的误差，一般误差要求仪器误差小于被测参数要求的1/10。

（3）仪器的测量范围和灵敏度，应符合被测电量的数值范围。

（4）调试仪器量程的选择，应满足测量精度的要求。指针式仪表选择量程时，应使被测量值指在满刻度的2/3以上的位置；数字式仪表选择量程时，应使其测量值的有效数字位数尽量等于所指示的数字位数。

（5）测试仪器输入阻抗的选择，要求在接入被测电路后，应不改变被测电路的工作状态，或者接入电路后所产生的测量误差在允许范围内。

（6）测试仪器的测量频率范围（或频率响应），应符合被测电量的频率范围（或频率响应）。

2.2 电子产品的调试设备配置方案

常规的电子产品调试可配置下列仪器设备：

（1）信号发生器，用于各种测试信号，根据工作性质选频率及档次。

（2）电压测量仪器，用电压表进行电压测量时，要根据被测信号的特点和被测电路的状态正确选择电压表。

（3）示波器，通过将被测信号的时间波形显示出来的同时，实现对被测信号的时间参数和电平参数的测量，具有直观性。

（4）频率测量仪器，如扫频测量仪，用于测量网络（电路）的频率特性。

（5）信号分析仪器，用于测量信号非线性失真度、信号频谱特性等的仪器。

2.3 特定电子产品所需要的检测仪器

对于特定电子产品的调试，又可分为两种情况：

（1）小批量多品种，一般以通用或专用仪器组合，再加上少量自制接口、辅助电路构成，即可以完成对产品的调试工作。

（2）大批量生产，应以专用和自制设备为主，强调高效和操作简单。

专用调试仪器是为一个或几个电子产品进行调试而专门设计的，其功能单一，可检测产品的一项或几项参数，如电冰箱测漏仪等。

通用调试仪器是针对电子设备的一项电参数或多项电参数的测试而设计的，可检测多种产品的参数，例如示波器、函数发生器等。

2.4 电子产品的调试内容

调试工作包括调整和测试两个部分。调整主要是指对电路参数的调整。即对整机内可调元、器件及电气指标有关的调谐系统、机械传动部分进行调整，使之达到预定的功能和性能要求。测试是在调整的基础上，对整机的各项技术指标进行系统地测试，使电子产品各项技术指标符合规定的要求。调试工作的内容有以下几点：

（1）明确电子产品调试的目的和要求。

（2）正确合理地选择和使用测试仪器仪表。

（3）按照调试工艺对电子产品进行调整和测试。

（4）运用电路和元器件的基础理论知识去分析和排队调试中出现的故障。

（5）对调试数据进行分析和处理。

（6）编写调试工作报告，提出改进意见。

调试是对装配技术的总检查，装配质量越高，调试的直通率就越高，各种装配缺陷和错误都会在调度中暴露。调试又是对设计工作的检验，凡是在设计时考虑不周或存在工艺缺陷的地方，都可以通过调试来发现，并为改进和完善产品质量提供依据。

简单的小型整机，比如我们后续要调试的半导体收音机，调试工作简便，一般在装配完成之后，可直接进行整机调试。而复杂的整机，调试工作较为繁重，通常先对单元板或分机进行调试，达到要求后，进行总装，最后进行整机总调。

调试工作一般在装配车间进行，严格按照调试工艺文件进行调试。比较复杂的大型产品，根据设计要求，可在生产厂进行部分调试工作或粗调，然后，在安装场地或试验基地，按照技术的要求进行最后安装及全面调试工作。

2.5 电子产品的调试程序

调试程序大致如下：

（1）通电前的检查工作

对照原理图对装接好的整机再次进行检查，检查插件是否正确，焊接是否虚焊和短路，各仪器连接及工作状态是否正确，从而有效地减小元件损坏，提高调试效率。首次调试，还要检查各仪器能否正常工作，验证其精确度。

（2）通电检查

先置电源开关于“关”位置，检查电源变换开关是否符合要求（是交流220V还是110V）、熔丝是否装入，输入电压是否正确，然后插上电源开关插头，打开电源开关通电。

接通电源后，电源指示灯亮，此时应注意有无放电、打火、冒烟现象，有无异常气味，手摸电源变压器有无过热现象，若有这些异常现象，应立即停电检查，直到排除故障后方能重新通电。另外，还应检查各种保险、开关、控制系统是否起作用，各种风冷水准系统能否正常工作。

（3）电源调试

电子产品中大都具有电源电路，调试工作首先要进行电源部分的调试，才能顺利进行其他项目的调试。电源调试通常分为两个步骤：

（a）电源空载粗调。电源电路的调试，通常先在空载状态下进行，切断该电源的一切负载进行调试。其目的是避免因电源电路未经调试而加载，引起部分元器件的损坏。

（b）电源加负载时的细调。在粗调正常的情况下，加上额定负载，再测量各项性能指标，观察是否符合额定的设计要求，当达到要求的最佳值时，选定有关调试元件，锁定有关电位器等调整元器件，使电源电路具有加载时所需的最佳功能状态。

3.电子产品的检测方法

3.1 观察法

观察法是通过人感官的感觉对故障原因进行判断的方法。这是一种最简单、最安全的方法，也是各种仪器设备通用的检测过程的第一步。观察法又可分为静态观察法和动态观察法两种。

3.1.1 静态观察法

静态观察法又称为不通电观察法。静态观察，要先外后内，循序渐进。在不通电的情况下，仪器设备面板上的开关、旋钮、刻度盘、插口、接线柱、探测器、指示电表、显示装置、电源插线和熔丝管插塞等都可以用观察法来判断有无故障。对仪器的内部元器件、零部件、插座、电路连线、电源变压器和排气风扇等也可以用观察法来判断有无故障。观察元器件有无烧焦、变色、漏液、发霉、击穿、松脱、开焊和短路等现象，一经发现，应立即予以排除，通常就能修复设备。

3.1.2 动态观察法

动态观察法也称通电观察法。即在设备通电的情况下凭感官的感觉对故障部位及原因进行判断，是查找故障的重要检测方法。通电观察法特别适用于检查元器件跳火、冒烟、有异味、烧熔丝等故障。为了防止故障的扩大，以及便于反复观察，通常要采用逐步加压法来进行通电观察。

3.2 测量电阻法

测量电阻法是在设备不通电的情况下，利用万用表的电阻档对设备进行检查，测量电子元器件或电路各点之间电阻值来判断故障的方法。

对电路中的晶体管、场效应晶体管、开关、接插件、导线、印制板导电图形的通断及电阻器的变质，电容器短路，电感线圈断路等故障都可以用测量电阻法进行判断。维修时，先采用“测量电阻法”，对有疑问的电路元器件进行电阻检测，可以直接发现损坏和变值的元器件，对元器件和导线虚焊等故障也是非常有效而且快捷的检测方法。

采用“测量电阻法”时，可以用万用表的Rx1档检测通路电阻，必要时应将被测点用小刀刮干净后再进行检测，以防止因接触电阻过大造成错误判断。

采用“测量电阻法”时应注意以下情况：

（1）不能在仪器设备接退电源的情况下检测各种电阻。

（2）检测电容器时应先对电容进行放电，然后脱开电容的一端再进行检测。

（3）测量电阻元件时，如电阻和其他电路连通的情况下，应脱开被测电阻的一端，然后再进行检测。

（4）对于电解电容和晶体管的检测，应注意测试表笔的极性，不能搞错。

（5）万用表电阻档的档位选择要适当，否则不但检测结果不正确，甚至会损坏被测元器件。

3.3 测量电压法

测量电压法是指用万用表的电压档测量被修仪器的各部分电路电压、元器件的工作电压并与设备正常运行时的电压值进行比较，以判断故障所在部位的检测方法。

检查电子设备的交流供电电源电压和内部的直流电源电压是否正常，是分析故障原因的基础，所以在检修电子仪器设备时，应先测量电源电压，往往会发现问题，查出故障。

对于已确定电路故障的部位，也需要进一步测量应电路中的晶体管、集成电路等各管脚的工作电压，或测量电路中主要节点的电压，看数据是否正常，也有利于发现故障和分析故障原因。因此，当被修仪器设备的技术说明书呀，附有电路工作电压数据表、电子元器件引脚的对地电压值、电路上重要节点的电压值等维修资料时，应先采用测量电压法进行检测。

3.4 波形观察法

对于直流状态正常而交流状态不正常的电子设备，采用示波器观察信号通路各点的波形，以此来判断电路中各元器件是否损坏和变质是最直观、最有效的故障检测方法。

波形法能够检测电路的动态是否正常。用波形法检测振荡电路时不需要外加任何信号，而检查放大、整形、变频、调制和检波等有源电路时，则需要把信号源的标准信号反馈到电路的输入端。通过波形法检查多级放大器的增益下降、波形失真、波形参数等找出故障原因。用扫频仪来观察频率特性也可以归属为波形法。

应用波形观察法要注意：

（1）对电路高压和大幅度脉冲部位一定要注意不能超过示波器的允许电压范围，必要进采用高压探头或对电路观测点采用分压取样等措施。

（2）示波器接入电路时本身输入阻抗对电路也有一定的影响，特别在测量脉冲电路时，要采用有补偿作用的10：1探头，否则观测的波形与实际不符。

3.5 替代法

替代法是指对可疑的元器件、部件、插板、插件等用同类型的部件通过替换来查找故障的检测方法。

在检修电子仪器设备时，如果怀疑某个元器件有问题但又不能通过检测给出明确的判断，就可以使用与被怀疑器件同型号的元器件，暂时替代有疑问的元器件。若设备的故障现象消失，说明被替代元器件有问题。若替换的是某一个部件或某一块电路板，则需要再进一步检查，以确定故障的原因和元器件。替代法对于缩小检测范围和确定元器件的好坏很有效果，特别是对于结构复杂的电子仪器设备进行检查时最为有效。

替代法比较适用于电容器失效及参数下降、晶体管性能变坏、电阻器变值及电感线圈Q值下降等故障的排除。

随着电子仪器设备所用元器件的集成度增大，智能化仪器设备迅速增多，使用替代法进行检查越来越具有重要的地位。在进行具体操作时，要脱开有疑问的有源元器件，使用好的元器件来替代，然后开机观察仪器的反应。对于开路有疑问的电阻和电容等元件，可使用好的元器件直接在板上进行并联焊接，以确定该元件的好坏。

在进行元器件替代后，若故障现象仍存在，说明被替代的元器件或单元部件没有问题，这也是确定某个元器件或某个部件正常的一种方法。

在进行替代元器件的过程中，要切断仪器设备的电源，严禁带电进行操作，以免发生危险。

3.6 信号注入法

信号注入法是将一定频率和幅度的信号逐级输入到被检测的电路中，或注入仪器设备到可能存在故障的有关电路中，然后利用自身的指示器或外接示波器、电压表等测出输出的波形或数据，作出逻辑判断的一种检测方法。在检测中哪一级没有通过信号，故障就在该级单元电路中。

对于本身不带信号产生电路或信号产生电路有故障的信号处理电器，采用信号注入法是有效的检测方法。

用信号注入法检测故障时有两种检测方法：

（1）顺向注入法，它是将信号从电路的输入端输入，然后用示波器、电压表逐级进行检测，测量出各级电路的输出波形和输出电压，从而判断出故障部位。

（2）逆向注入法，它是将信号从后级逐级往前输入，示波器、电压表接在输出端，从而查出故障部位。

在检测故障的过程中，有时只用一种方法不能解决问题，要根据具体情况采用不同的检测方法。无论采用哪种方法，都应遵循以下的顺序原则：先外后内、先粗后细、先易后、先常见后稀少。

4.电子产品静态调试

测量静态工作点就是测量各级直流工作电压和电流。

4.1 供电电源静态电压调试

电源电压是各级电路静态工作点是否正常的前提，若电源电压偏高或偏低都不能测量出准确的静态工作点。电源电压若可能有较大起伏，最好先不要接入电路，测量其空载和接入假负载时的电压，待电源电压输出正常后再接入电路。

4.2 晶体管静态工作点的调整

调整晶体管的静态工作点就是调整它的偏置电阻，使它的集电极电流达到电路设计要求的数值。调整一般是从最后一级开始，逐级往前进行。调试是要注意静态工作点的调整应在无信号输入时进行，特别是变频级，为避免产生误差，可采取临时短路振荡的措施。各级调整完毕后，接退所有各级的集电极电流检测点，即可用电流表检测整机静态电流。

集电极静态电流的测量方法有两种：

（1）直接测量法

把集电极焊接铜皮断开，然后串入万用表，用电流档测量其电流。

（2）间接测量法

通过测量晶体管集电极电阻或发射极电阻的电压，然后根据欧姆定律I=U/R，计算出集电极静态电流。

4.3 集成电路静态的调整

由于集成电路本身的特点，其“静态工作点”与晶体管不同，一般情况下，集成电路各脚对地电压反映了其内部工作状态是否正常，因此只要测量各脚对地电压值，与正常数值进行比较，就可判断其“工作点”是否正常。有时还需要对整个集成块的功耗进行测试，除判断其能否正常工作外，还能避免可能造成电路元器件的损坏，需要测量其静态工作电流。测量时可断开集成电路供电引脚铜皮，串入万用表，使用电流档来测量出电流值，计算所出耗散功率。若集成块用双电源供电（即正负电源），则应分别进行测量，得出总的耗散功率。

对于数字集成电路往往还要测量其输出电平的大小，来判断其性能的好坏。

模拟集成电路种类繁多，调整方法不一，以使用最广泛的集成运放为例，除一般直流电压测试外，使用中还要进行零位调整。

5.电子产品动态调试

5.1 测试电路动态工作电压

测试晶体管b、e、c极和集成电路各引脚对地的动态工作电压，动态电压与静态电压同样是判断电路是否正常工作的重要依据，例如有些振荡电路，当电路起振时测量Ube直流电压，万用表指针会出现反偏现象，利用这一点可判断振荡电路是否起振。

5.2 波形的观察与测试

波形的测试与调整是电子产品调试工作的一项重要内容。各种整机电路中都有波形产生、变换和传输的电路。通过对波形的观测来判断电路工作是否正常，已成为测试与维修中的主要方法。观察波形使用的仪器是示波器。通常观测的波形是电压波形，有时为了观察电流波形，可通过测量其限流电阻的电压，再转成电流的方法来测量或使用电流探头。

利用示波器进行调试的基本方法，是通过观测各级电路的输入端和输出端或某些点的信号波形，来确定各级电路工作是否正常。若电路对信号变换处理不符合技术要求的，则要通过调整电路元器件的参数，使其达到预定的技术要求。

这里需要注意的是，电路在调整过程中，相互之间是有影响的。例如在调整静态电流时，中点电位可能会发生变化，这就需要反复调整，以求达到最佳状态。

示波器不仅可以观察各种波形，而且还可以测试波形的各项参数，如幅度、周期、频率、相位、肪冲信号的前后沿时间、脉冲宽度以及调幅信号的调制等。

用示波器观测波形时，示波器上限频率应高于测试波形的频率。对于脉冲波形，示波器的上升时间还必须满足要求。

5.3 频率特性的测试与调整

频率特性的测试是整机测试中的一项主要内容，如收音机中频放大器频率特性测试的结果反映收音机选择性的好坏。电视机接收图像质量的好坏主要取决于高频调谐器及中放通道频率特性。所谓频率特性是指一个电路对于不同频率、相同幅度的输入信号（通常是电压）在输出端产生的响应。

测试电路频率特性的方法一般有两种：一是点频法（又称插点法），二是扫频法。

5.3.1 点频法

就是通过逐点测量一系列规定频率点上的网络增益（或衰减）来确定幅频特性曲线的方法。测试时宝石输入电压不变，逐点改变信号发生器的频率，并记录个点对应输出的数值。点频法的优点是准确度高，缺点是繁琐费时，而且可能因频率间隔不够密，儿漏掉被测频率中某些细节。

5.3.2 扫频法

利用一个扫频信号发生器取代了点频法中的正弦信号发生器，用示波器取代了点频法中的电压表而组成的。扫频测量法简单、速度快，可以实现频率特性测量的自动化。由于扫频信号的频率变化是连续，不会象点频法由于测量的频率点不够密而遗漏某些被测特性的细节。反映的是被测网络的动态特性。测量的准确度比点频法低。

6.结语

综上所述，我们即可对于电子设备等进行调试，通过调试过程，使电路的各项性能指标达到要求，使系统能够正常的工作。

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