电子工艺 焊接技术 51单片机板焊接.docx
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电子工艺焊接技术51单片机板焊接
第1章焊接基本知识
1.1焊接器材
1.尖嘴钳
①主要用来夹持零件、导线、及零件脚弯折;
②内部有一剪口,用来剪断1mm以下细小的电线;
③配合斜口钳做拨线用。
2.斜口钳
①常用来剪断导线、零件脚的基本工具;
②配合尖嘴钳做拨线用。
3.平头钳
①用来剪断较粗的导线或金属线配合尖嘴钳做拨线用;
②用来弯折、弯曲导线或一般的金属线;
③用来夹持较重物体。
4.电烙铁
①圆锥形:
适合焊接热敏感元件;
②斜角形:
适于焊接端子点,因有尖端表面,所以热更易于传导;
③锥斜面形:
通常用在一般焊接和修理上
一般情况下选用锥形的电烙铁。
5.吸锡器
①检修时,将零件上的焊锡吸走,以便利于更换元件;
②使用时应将吸锡口靠近焊锡点,但要必免与烙铁直接接触。
6.螺丝起子
①松紧螺丝必须的工具;
②一般根据用途分为:
一字起子,十字起子。
7.镊子
镊子的分类也是很多的,在各种实际应用场合主要是以下两种:
尖头镊子和弯头镊子。
镊子的使用主要是夹持小的元器件,辅助焊接,弯曲电阻、电容、导线的作用。
平时不要把镊子对准人的眼睛或其他部位。
1.2焊接方法
1.焊料与焊剂的选择
焊料:
一般常用焊锡作焊料。
它具有较好的流动性和附着性。
在一定是温度、湿度及振动冲击条件下有足够的机械强度。
而且具有耐腐性,使用方便的优点。
焊剂:
作用是除去油污,防止焊件受热氧化,增强焊锡的流动性。
常用的焊剂是松香。
2.焊点质量
焊点的质量直接关系到整块电路板能否正常工作,也是每个操作人员要学会并掌握的基本功。
质量好的焊点称标准焊点,如图2.1(a)所示,在交界处,焊锡、铜箔、元件三者较好地融合在一起。
虚焊点,如图2.1(b)所示,在交界处,从表面看焊锡把引线给包住了,但焊点内部并未完全融合,焊点内部有气隙或油污等。
产生虚焊点的主要原因是元件脚、印制电路板铜箔表面不清洁,或者电烙铁头温度偏低,元件脚、印制电路板铜箔与烙铁头接触表面太小导致受热太慢,温度不够,也有焊锡用量不当引起的。
要避免出现虚焊,重点是搞好清洁处理。
焊接时使电烙铁头与焊接元件及铜箔接触面积要尽可能大些。
掌握好焊接时间,一般一个焊点约用2—3秒。
焊后焊点应饱满、光亮、无裂痕、无毛刺且焊剂尚未完全挥发干。
若时间长,易损坏焊接部件及元件。
铜箔、元件三者较好地融合在一起。
若时间短,又不能使焊接达到标准要求,焊点上的焊锡要适当,以饱满引线为宜,呈圆锥形。
焊锡过多是浪费,而且容易出现焊点互相桥连现象。
图1.1焊接质量
3.焊接方法
①右手持电烙铁。
左手用手或镊子夹持元件或导线。
焊接前,电烙铁要充分预热。
烙铁头刃面上要吃锡,即带上一定量焊锡。
②将烙铁头刃面紧贴在焊点处。
电烙铁与水平面大约成60°角。
以便于熔化的锡从烙铁头上流到焊点上。
烙铁头在焊点处停留的时间控制在2~3秒钟。
③抬开烙铁头。
左手仍持元件不动。
待焊点处的锡冷却凝固后,才可松开左手。
④用镊子转动引线,确认不松动,然后可用偏口钳剪去多余的引线。
4.焊接注意事项
①防止触电,勿要烫伤人、电源线及衣物等。
②电烙铁的温度和焊接的时间要适当,焊锡量要适中,不要过多。
③烙铁头要同时接触元件脚和线路板,使二者在短时间内同时受热达到焊接温度,以防止虚焊。
④不可将烙铁头在焊点上来回移动。
也不能用烙铁头向焊接脚上刷锡。
⑤焊接二极管、三极管等怕热元件时应用镊子夹住元件脚,使热量通过镊子散热,不至于损坏元件。
⑥焊接集成电路时,一定等技术熟练后方可进行,注意时间要短,同时在焊接电路板的时候要断开烙铁电源。
5.常用元器件介绍
1.电阻
图1.2电阻常见类型
电阻器的标称值及允许误差均用不同的颜色来表示。
普通电阻器用四色环标志,精密电阻器用五色环标志。
四色环电阻意义如下表。
色别
第一色环
最大一位数字
第二色环
第二位数字
第三色环
应乘的数
第四色环
误差
金
---
---
0.1
±5%
银
---
---
0.01
±10%
无色
---
---
---
±20%
棕
1
1
10
±1%
红
2
2
100
±2%
橙
3
3
1000
---
黄
4
4
10000
---
绿
5
5
100000
±0.5%
蓝
6
6
1000000
±0.25%
紫
7
7
10000000
±0.1%
灰
8
8
100000000
---
白
9
9
1000000000
---
黑
0
0
1
---
五色环电阻有三位有效数字,而四色环电阻有两位有效数字,仅此差异。
2.电容
图1.3常见电容类型
电容器的数值表示法:
前两位为有效数字,第三位为10的n次幂,单位pF。
例如:
3.二极管
二极管在电路中常起整流、检波和稳压作用。
本系统中只采用了发光二级管,引脚是长短不同的,长的是正极,短的是负极。
4.三极管
三极管在电子电路中组成振荡电路、放大电路。
如图2.4。
图1.5三极管的表示
判断三极管首先确定是NPN还是PNP,对于PNP管,当黑表笔(连表内电池负极)在基极上,红表笔去测另两个极时一般为相差不大的较小读数(一般0.5-0.8),如表笔反过来接则为一个较大的读数(一般为1)。
对于NPN表来说则是红表笔(连表内电池正极)连在基极上。
确定三极管基极和什么类型的管子后,可以使用万用表的hFE档位(测量三极管直流放大倍数),确定三极管的发射极和集电极,把三极管的三个引脚插入hFE档位的小孔中,读数较大的那次极性就对上表上所标的字母(一般是几百)。
第2章单片机实验板的焊接
注意事项:
1.认真阅读焊接注意事项,了解单片机实验板电路原理图和各器件的对应关系;
2.焊接的时候要仔细认真,并按焊接步骤完成;
3.认真检测板子和各种焊接器件,否则可能导致把坏的元件焊接到板子,将会加大后续测试的难度;
4.焊接U1-U12芯片座时要注意芯片座的缺口和板上画的缺口一致;焊接U1-U12芯片座时,芯片座中暂不插入芯片,以免芯片损坏。
5.焊接LED数码管时,要注意数码管的摆放方向,以免焊接反。
2.1硬件框图介绍
图2.1系统硬件框图
元件位置图如图3.2所示:
图2.2元件位置图
元件清单:
①电阻:
代号
数量
标称值
R01、R12、R119、R141、R142
5
1K
R118、RDS1、RDS2、RDS3、RDS4
5
4.7K
R11
1
100
R131
1
10K
②电位器:
代号
数量
标称值
R101
1
1M
R132
1
10K
R143
1
1K
③电容:
代号
数量
容量
品名
C11、C21、C31、C51、C52、C53、C54、C55、C71、C81、C91、C101、C132、C141
14
0.1uF
独石电容
C13、C14
2
33pF
瓷片电容
C131
1
0.01uF
瓷片电容
C050、C12、C133
3
10uF
电解电容
④芯片
代号
芯片
代号
芯片
U1
STC89C52
U9
74LS74
U2
74LS573
U10
ADC0809
U3
74LS138
U12
LM324
U5
STC232
U13
555
U7
74LS273
U14
DAC0832
U8
74LS02
⑤其它
代号
数量
说明
K1~K9、SW1、SW2
11
按键
D1~D8
8
LED(红)
D9
1
LED(绿)
DS1~DS4
4
七段数码管
Q1-Q5
5
C8550(PNP三极管)
U4
1
排阻(10k×8)
U16
1
排阻(1k×8)
U11
1
蜂鸣器
Y
1
11.0592MHz
S1
1
拨盘开关(8)
S2
1
拨盘开关(4)
J2
1
串口
J11
1
USB接口
J12
1
开关电源接入
J13
1
电源选择
2.2焊接注意事项及其焊接步骤
注意:
所有芯片都不直接焊到PCB板上,而焊接芯片的管脚座,且管脚座的缺口和PCB板所示缺口一致,然后在插上芯片,插芯片时要确保芯片的缺口一定要和PCB板所示缺口一致,否则将导致芯片永久性损坏。
焊接步骤如下:
1.焊接所有电阻(12个)。
2.焊接晶振(1个)。
3.焊接瓷片电容(3个)。
4.焊接排阻(2个,U4、U16)。
5.焊接C050、D9、J13、J12、J11。
注意C050、D9引脚的正负极。
从USB接口供电,按开关J13,若D9正常发光,正常,否则检查电路,可能是D9引脚焊反。
6.焊接单片机最小系统,包括元件C12、SW1、SW2、C12、D1~D8、C11、C21、C31、U1、U2、U3(注意焊接U1、U2、U3的管教座,而不是芯片,以下凡是各个芯片的焊接都是焊接管脚座,不再赘述)。
测量U1的40脚和20脚之间的压差,确定是否5V,若不是5V检查电路,若是5V在U1、U2、U3插上相应芯片
7.焊接串口。
元器件包括U5、C51~C55、S2、J2。
把拨盘开关S1的都拨至“ON”状态,下载拨盘开关S2的1、2脚拨至“ON”状态。
3、4脚拨至“OFF”状态。
在U5上插上芯片STC232。
下载程序LED.HEX,观察LED状态,若LED无任何现象,检查电路。
按下SW1(RESET)观察程序是否复位。
8.焊接Q5(三极管C8550)、蜂鸣器U11,焊接三极管时,三极管的弧形侧面面向LED、焊接蜂鸣器时注意正负极。
长的引脚对应PCB板上的符号“+”。
下载BEEP.HEX文件、按下SW2(INT0)注意蜂鸣器是否有声音,如果有声音说明正常。
否则检查电路。
9.焊接C132、C133、U13、R132、J10(排针)。
在U13上插上555芯片调节电位器R132,观察J10左脚输出方波波形,观察不到方波输出须检查焊接。
10.焊接K1~K9、U7、C71、Q1~Q4(三极管C8558)、DS1~DS4(七段数码管),焊接Q1~Q4时,三极管弧形侧面面向DS1~DS4。
下载程序KEY.hex任意按下按键K1~K9,数码管DS1~DS4显示按下的按键序号,说明数码管和按键都工作正常。
按RESET后重复上述操作,测试各个按键是否都正常工作。
11.焊接U9、U10、C91、C101、R101。
在U9、U10芯片座上插上相应芯片。
调节电位器R101的阻值,按下SW2(INT0)观察D8~D1数值,按下RESET键,重复上述操作。
12.焊接U14、C141、U8、C81、U12、R143。
下载程序DA.hex,用示波器观察J14输出的波形,调节R143,使输出相对幅度较大的三角波,若没有三角波出现,检查电路。
第三章PCB板程序下载步骤
登陆www.MCU-M网站,从STC半导体专栏下载PC(电脑)端的ISP程序,然后将其自解压,再安装即可,执行(setup.exe)。
下载步骤:
1.把PC机的串口和PCB板的串口(不给板子上电);
2.选择所使用的单片机型号(STC89C52);
3.打开文件,要下载用户程序,必须调入用户的程序(*.hex);
4.选择所使用的串行口;
5.设置是否双倍速;
6.选择“Download/下载”按钮,直到软件提示“请给MCU上电……”,再给PCB板电,就可以把程序下载至单片机的ROM中。
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