数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 2019/4/19

数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 一、焊接训练 二、数字电路设计与制作一般方法 三、三路抢答器的设计与制作 四、设计要求:1.电路仿真设计;2.在数字电子 综合实验台上验证;3.焊接制作实际产品. 数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 2019/4/19

数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 1.焊接工艺 一、焊接工艺 （1）焊接的要求 电子产品的组装其主要任务是在印制电路板上对电子 元器件进行锡焊。焊点的个数从几十个到成千上万个， 如果有一个焊点达不到要求，都会影响整机的质量，因 此，在锡焊时必须做到以下几点： A：焊点的机械强度要足够。但不能用过多的焊料堆积，这样容易造成虚焊。焊点与焊点的短路。 B：焊接要可靠，必须防止虚焊。以保证导电性能。虚焊是指焊料与被焊物表面没有形成 数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 2019/4/19

数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 虚焊现象 与引线浸润不好 与印制版浸润不好 典型焊点外观示意图 数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 2019/4/19

数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 1.焊接工艺 1 焊接工具与材料 2 手工焊接基本操作 3 手工焊接技术要点 数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 2019/4/19

数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 一、电烙铁 1 锡焊工具与材料 数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 2019/4/19

数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 普通电烙铁 数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 2019/4/19

数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 常寿命烙铁头电烙铁 数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 2019/4/19

数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 外热式电烙铁 数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 2019/4/19

数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 手动送锡电烙铁 数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 2019/4/19

数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 温控式电烙铁 数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 2019/4/19

数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 热风拔焊台 数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 2019/4/19

数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 常用焊接工具 数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 2019/4/19

数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 二、烙铁头及修整镀锡 （1）烙铁头一般用紫铜制成，对于有镀层的烙铁头，一般不要锉或打磨。因为电镀层的目的就是 保护烙铁头不易腐蚀。 还有一种新型合金烙铁 头，寿命较长，但需配专门 的烙铁。一般用于固定产品的 印制板焊接。常用烙铁头形状 有以下几种（如图） 数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 2019/4/19

数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 部分样式烙铁头 数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 2019/4/19

数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) （2）普通烙铁头的修整和镀锡 烙铁头经使用一段时间后，会发生表面凹凸不平，而且 氧化层严重，这种情况下需要修整。 一般将烙铁头拿下来，夹到台钳上 粗锉，修整为自己要求的形状， 然后再用细锉修平，最后用细砂纸 打磨光。对焊接数字电路、计算机的工作来说，锉细，再修整。 数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 2019/4/19

数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 修整后的烙铁应立即镀锡，方法是将烙铁头装好通电，在木板上放些松香并放一段焊锡，烙铁沾上锡后在松香中来回摩擦；直到整个烙铁修整面均匀镀上一层锡为止。 注意：烙铁通电后一定要立刻蘸上松香，否则表面会生成难镀锡的氧化层。 数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 2019/4/19

数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 三、焊料 铅与锡熔形成合金（即铅锡焊料）后，具有一系列铅和锡不具备的优点： 熔点低。各种不同成 分的铅锡合金熔点均低于 铅和锡的熔点，利于焊接。 机械强度高，抗氧化。 表面张力小，增大了 液态流动性，有利于焊接 时形成可靠接头。 数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 2019/4/19

数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 2.手工锡焊基本操作 一、焊接操作姿势 电烙铁拿法有三种。 焊锡丝一般有两种拿法。 数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 2019/4/19

数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 使用电烙铁要配置烙铁架，一般放置在工作台右前方，电烙铁用后一定要稳妥放与烙铁架上，并注意导线等物不要碰烙铁头。 数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 2019/4/19

数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 注意 由于焊丝成分中，铅占一定比例，众所周知铅是对 人体有害的重金属，因此操作时应戴手套或操作后洗手， 避免食入。 焊剂加热挥发出的化学物质对人体是有害的，如果 操作时鼻子距离烙铁头太近，则很容易将有害气体吸入。 一般烙铁离开鼻子的距离应至少不少于30厘米，通常以 40厘米时为宜。 数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 2019/4/19

数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 二、五步法训练 作为一种初学者掌握手工锡焊技术的训练方法，五步法 是卓有成效的。正确的五步法: 准备施焊 加热焊件 熔化焊料 移开焊锡 移开烙铁 数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 2019/4/19

数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 三、锡焊基本条件 1. 焊件可焊性 2. 焊料合格 3. 焊剂合适 4.焊点设计合理 数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 2019/4/19

数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 四、手工焊接注意事项 1 掌握好加热时间 在保证焊料润湿焊件的前提下时间越短越好。 2 保持合适的温度 保持烙铁头在合适的温度范围。一般经验是烙铁头温度比焊料熔化温度高50℃较为适宜。 3 用烙铁对焊点加力加热是错误的。 会造成被焊件的损伤，例如电位器、开关、接插件的焊接点往往都是固定在塑料构件上，加力的结果容易造成元件失效。 数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 2019/4/19

数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 3 手工焊接技术要点 一、印制电路板安装与焊接 印制板和元器件检查 二、元器件引线成型 数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 2019/4/19

数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 三、元器件插装 四、印制电路板的焊接 五、焊后处理 数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 2019/4/19

数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 六、导线焊接 1.常用连接导线 2. 导线焊前处理 剥绝缘层、预焊 数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 2019/4/19

数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 3. 导线焊接 （1）导线同接线端子的连接有三种基本形式 绕焊 钩焊 搭焊 （2）导线与导线的连接 导线之间的连接以绕焊为主，操作步骤如下 数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 2019/4/19

数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) （1）去掉一定长度绝缘皮。 （2）端子上锡，穿上合适套管。 （3）绞合，施焊。 （4）趁热套上套管，冷却后套管固定在接头处。 数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 2019/4/19

数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 4. 屏蔽线末端处理 屏蔽线或同轴电缆末端连接 对象不同处理方法也不同。 无论采用何种连接方式均不 应使芯线承受压力。 数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 2019/4/19

数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 七、几种典型焊点的焊法 1.环形焊件焊接法 2.片状焊 件的焊接方法 数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 2019/4/19

数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 3.在金属板上焊导线 4.槽形、板形、 柱形焊点焊接 方法 数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 2019/4/19

数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 2.数字电路设计与制作的一般方法 统 设计的最重要的内容，应该特别注意不同信号之间的逻辑性与时序性。 输出电路是完成系统最后逻辑功能的重要部分。在数字电路系统中存在各种各样的输出接口电路。其功能或是发送一组经系统处理的数据；或是显示一组数字；或是将数字信号进行转换，变成模拟输出信号。所以在设计系统的输出电路时，必须注意与负载在电平、信号极性、拖动能力等方面进行匹配。 时钟电路是数字电路系统的灵魂，它也是一种控制电路，整个系统都在它的控制之下按一定的规律工作。时钟电路包括主时钟振荡电路 数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 2019/4/19

数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 频后形成各种时钟脉冲的电路。设计时钟电路时，应根 据系统的要求首先确定主时钟的频率，并注意与其控制 信号结合产生系统所需的各种时钟信号。 电源为整个系统工作提供所需的能源，为各端口提 供所需的直流电平。在数字电路系统中，TTL电路对电 源电压要求比较严格，电压值必须在一定范围内。 CMOS电路对电源电压的要求相对比较宽松，设计电 源时，必须注意电源的负载能力，电压的稳定及波纹系 数等。 很明显，任何复杂的数字电路系统都可以逐步划分成 不同层次、相对独立的子系统，通过对 数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 2019/4/19

数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 子系统的逻辑关系、时序等的分析，最后可以选用合适 的数字电路器件来实现，将各子系统组合起来，便完成 了整个大系统的设计。 2. 数字系统设计的一般方法与步骤 （1）消化课题 必须充分了解设计要求，明确被设计系统的全部功能 、要求及技术指标。熟悉被处理信号与被控制对象的各 种参数与特点。 （2）确定总体设计方案 根据系统逻辑功能画出系统的原理框图，将系统分解。 确定连接不同方框间各种信号的逻辑关系 数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 2019/4/19

数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 与时序关系。方框图应能简洁、清晰地表示设计方案的 原理。 （3）绘制单元电路并对单元电路仿真 选择合适的数字器件，用电子CAD软件绘出各逻辑单 元的逻辑电路图。然后利用电子CAD软件中的数字电路仿 真功能对电路进行仿真测试，从而确定电路是否准确无 误。 若电路中采用了TTL、COMS、运放、分立元件等多种 器件时，如果采用不同的电源供电，则要注意不同电路 之间电平的正确转换，并应绘制 数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 2019/4/19

数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 电平转换电路。 （4）分析电路 设计的电路可能不存在任何问题，但组合起来后系 统可能不能正常工作，因此，充分分析各单元电路，特 别是对控制信号要从逻辑关系、正负极性、时序等几个 方面进行深入的考虑，确保不存在冲突。在深入分析的 基础上通过对原设计电路的不断修改，从而获得最佳设 计方案。 （5）完成整体设计 在各单元电路完成的基础上，再用电子CAD软件对 整个电路进行仿真，验证设计。 根据设计要求来设计出一个比较理想的数字电路系统 须经常训练，反复实践才能熟练。 数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 2019/4/19

数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 二、 数字电路系统的安装与调试 数字系统电路设计完毕后，必须通过试验板的安装 与调试来纠正设计中因考虑不周而出现的错误与不足。 检测出实际系统正常运行的各项技术指标、参数、工作 状态、输出驱动情况及逻辑功能。所以，系统装调工作 是验证理论设计，进一步修正设计方案的重要实践过程。 具体步骤如下： 1．制作PCB 利用电子CAD设计出PCB图，制作出印制电路板。 数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 2019/4/19

数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 2．检测器件 在将器件安装到电路板上之前，要对所选器件进行测 试，这样可以减少因器件原因造成的电路故障，提高效 率。 3．安装元器件 在安装元器件时，集成电路最好通过插座与电路板连 接，这便于在损坏器件时进行更换。另外在焊接过程中 注意不要出现挂锡或虚焊现象。 4．电路调试 电路的调试可分两步进行，首先是单元电路的调试 数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 2019/4/19

数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) （1）充分理解电路的工作原理和电路结构，对电路输入 输出之间的逻辑关系，正常情况下的信号的电平、波形、 频率等做到心中有数。据此设计出科学的调试方法，包 括仪器的选用、调试的步骤以及每一步骤中检测的部位 等。 （2）先进行静态测试，确定IC的电源、地及控制端的 静态电平等直流工作状态是否正常后再进行动态测试。 在进行静、动态测试时应尽量保证测试条件与电路的实 际工作状态相吻合。 数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 2019/4/19

数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) （3）在寻找故障时，可由前往后或由后往前按信号的流 程对电路进行逐级测量；也可以根据电路的特点在关键 部位测量；或根据通电后系统的工作状态直接从电路的 某一部分入手检查。 （4）明确每次测量的意义。对于要了解什么及希望解决 什么问题作到心中有数。 （5）在对电路进行检测、试验或调整的过程中，应掌握 一些实用的检测方法，如对换法、对比法、对分法、信 号注入法信号寻迹法等. 数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 2019/4/19

数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) （6）在数字电路中由于不存在大功率、大电流、高电压 等工作状态，电路故障一般都是装配过程中出现的挂锡、 虚焊、元件插错等原因造成的，除非IC插反了方向或电 源接错了，否则有源器件损坏的情况很少。 5．归纳总结 当电路能正常工作后，应将测试的数据、波形、计 算结果等原始记录归纳保存，以备以后查阅。最后编写 总结报告。总结报告应对本设计的特点、所采用的设计 技巧、存在的问题、解决的方法、电路的最后形式以及 电路达到的技术指标等进行必要的分析和阐述。 数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 2019/4/19

数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 3.三路竞赛抢答器仿真设计 一、设计要求 1、设计一个可容纳三组参赛者的竞赛抢答器，每组设置 一个抢答按钮供参加竞赛者使用。 2、电路应具有第一抢答信号的鉴别和锁存功能。在主 持人清零发出抢答指令后，如果某组参赛者在第一时间 按动抢答开关，则显示器显示出该组参赛者的组号。 3、电路应具备自锁功能。在某组参赛者在第一时间抢 答成功后，其他组别参赛者的抢答无效。 4、在Windows2000、EWB5.12软件的平台上设计制作电路，并保存三种格式的文件。 数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 2019/4/19

数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 5、总结报告由电路工作原理、电路图、设计依据、测试 验证功能和总结报告5部分组成。 6、EWB文件应满足欧洲标准，可在EWB平台上运行操作， 并满足设计功能的要求。 7、Protel网络表文件在Protel平台上应可以打开。 8、电子产品装配焊接工艺制作的电路，装配焊接应可靠、 合理、美观。 数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 2019/4/19

数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 二、设计整体方案 1、本设计的重要任务是准确判断第一时间抢答者的信 号并将其锁存。实现这一功能可用触发器或锁存器等。 在得到第一抢答信号后，应立即将其输入锁存，并使其 他组别的抢答信号无效。 2、当电路锁存第一抢答信号后，用编码、译码及数码 显示电路显示出抢答组别的符号。 3、若同时有两组或两组以上抢答，则所有的抢答信号无 效，显示器显示0字符。 数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 2019/4/19

数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 三、参考答案： <一>抢答器设计方案一 用1块四D触发器74LS175、2块三3输入与非门 74LS10、1块555电路、1块四2输入与门74LS08、1 个七段LED数码显示器和若干按钮开关等器件设计一个 可容纳1、2、3，三组参赛者的竞赛抢答器。 1、主持人[X]有一个清零按钮。清零后，显示器清零， 抢答开始。 2、三组参赛者分别为：1、2、3组。每组有一个抢答 按钮。抢答时，第一时间抢答 数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 2019/4/19

数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 别符号被显示器L显示。 3、若同时有两组或两组以上抢答，则所有的抢答信号无 效，显示器L显示0字符。 4、四D触发器74LS175、三3输入与非门74LS10和四2 输入与门74LS08的逻辑图和功能表分别如图5.1、图 5.2和图5.3所示。三路竞赛抢答器设计电路（一），如 图5.4所示。其中，［X］：为主持人清零信号，低电平 有效。［1］、［2］、［3］：分别为三个参赛组的组 别符号，抢答高电平有效。 当主持人按下清零按钮后，FF1的，FF1 数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 2019/4/19

数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) Q1＝Q2＝Q3＝0，显示器L显示0字符，所有的抢答无 效。 第一抢答信号的鉴别和锁存功能由四D触发器FF1 74LS175、三3输入与非门G1、G2、四2输入与门G3 （74LS08如图5.3所示）和一个由555多谐振荡器构成 的时钟脉冲信号源CP组合完成。当主持人命令开始抢答 后，FF1的。此时，设第一组参赛者在第一时间按下了 抢答器按钮［1］，FF1的Q1＝1、，G2的3A＝0、3Y ＝1，G1的3Y输出为0，G3的1Y输出为0，FF1的CLK ＝0，FF1四D触发器74LS175的时钟脉冲信号CLK被封 锁（上升沿有效），从而使其他后按抢答按钮的抢答信 号无效。 数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 2019/4/19

数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 5、按设计要求，七段数码显示器L对应的译码表，如下 表所示。 数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 2019/4/19

数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 注：设计要求 1、依给定器件设计一个可容纳1、2、3，三组参赛者的 竞赛抢答器，每组设置一个抢答按钮开关供参加竞赛者 使用。 2、电路应具有第一抢答信号的鉴别和锁存功能。在主持 人清零发出抢答指令后，如果某组参赛者在第一时间按 动抢答开关，则LED显示器显示出该组参赛者的组号。 3、电路应具备自锁功能。在某组参赛者在第一时间抢答 成功后，其他组别参赛 数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 2019/4/19

数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) <二>抢答器设计方案二 用2块双JK触发器74LS107、 2块三3输入与非门74LS10和1块四2输入与非门 74LS00，1块CC14547七段译码显示器和若干按钮开关等器件设计一个可容纳1、2 、3，三组参赛者的竞赛抢答器。电原理图如下图 数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 2019/4/19

数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 图 5.1 数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 2019/4/19

数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 图 5.2 数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 2019/4/19

数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 图 5.3 数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 2019/4/19

数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 附：三路竞赛抢答器设计报告 一．总体设计方案 １.本设计重在能够第一时间鉴别奖答者的信号并将其锁 存和显示出相应的组别数，且要在主持人宣布抢答开始 后才能开始。 2.一组抢答完成后其他组抢答无效。 3.同时有两组或两组以上抢答，则抢答无效，显示０字 符。 二．设计原理及依据 1.主持人［Ｘ］有一按钮，　具有数显清零作用，同时 抢答开始。 数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 2019/4/19

数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 2.其他三个按钮分别表示三组参赛者１、２、３，第一 抢答着的组号显示在数码管Ｌ上，其他组抢答无效。 3.同时有两组或两组以上抢答，则抢答无效，Ｌ上显示 ０字符。 4.四Ｄ触发器74LS175的时钟脉冲有555定时器以及一 些外围元件构成，产生的时钟脉冲频率的计算公式为： 数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 2019/4/19

数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 5.四Ｄ触发器74LS175的逻辑图和功能表分别如下图所示 数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 2019/4/19

数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 三输入3与非门74LS10的逻辑图和功能表分别如下图所示 数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 2019/4/19

数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 四2输入与门74LS08的逻辑图和功能表分别如下图所示 数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 2019/4/19

数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 三路抢答器电路图如图4所示。 数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 2019/4/19

数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 设计要求，七段数码显示器Ｌ对应的译码表，如下所示： 输入 输出 显示字符 Ｑ１ Ｑ２ Ｑ３ a b c d e f g 1 2 3 数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 2019/4/19

数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 三．设计总结 通过用ＥＷＢ软件对设计电路土进行仿真，进一步 了接了ＥＷＢ软件的使用，和掌握了电子线路设计的一 般方法，对电子设计中常用的元件也更加了解。 数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 2019/4/19

数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 附三路竞赛抢答器完成图 数字电路课程设计与综合实训(江西现代职业技术学院) 2019/4/19