微机综合设计实践报告

微 机 综 合 设 计

设

计

报

告

指导老师：

学 生：

学 号：

桂林电子科技大学机电工程学院

《微机综合设计》设计报告

一、设计题目…………………………………………………3

二、设计内容与要求…………………………………………3

三、设计目的意义……………………………………………3

四、系统硬件电路图…………………………………………4

五、程序流程图与源程序……………………………………22

六、调试………………………………………………………25

七、设计体会…………………………………………………27

八、参考文献…………………………………………………28

一、设计题目

转弯灯控制。

二、设计内容与要求

用8031单片机单片机根据转弯开关状态控制相应的转弯灯。按左开关时，

左灯亮；按右开关时，右灯亮；都不按时，中间灯长亮。闪亮时间为0.5秒钟，

灯灭时间为1秒钟。由于8031单片机已经被8051取代，本设计使用AT89S51

单片机。

三、设计目的意义

随着社会的发展，道路上到处都是飞速的汽车。特别是以人为本的和谐社

会的观念深入人心。如何保证人安全，一直都是人们关注的重心。为了减少交通

事故，从汽车的各种安全设计考虑，这不仅仅是汽车本身的质量问题，还应关注

汽车在行驶过程中对路人的引导指示方面。其中汽车的转弯灯就是安全警示的一

个方面，汽车的转弯灯、头灯、尾灯和警示灯等能够帮助路人识别汽车的动向，

尤其是当遇到紧急事件时，打开紧急开关就可以警示路人该车现在不安全了，需

要小心避车。转弯灯能提示路人该车要进行左转或是右转了，小心碰撞。传统的

汽车闪光器结构简单体积小、闪光频率稳定、监控作用明显，故被广泛使用。但

这样的继电器由于自身条件的限制，可靠性低，定时时间不够精确，使用寿命较

短，且继电器受温度影响较大，对于温度变化较大的环境往往不能满足要求。所

以本文中汽车转向灯设计是用单片机来实现的，单片机控制系统不仅可避免传统

的缺点，还具有功能强、使用灵活、可靠性高、成本低、体积小、面向控制、具

有智能化功能等优点。

1、通过学习单片机原理，初步了解如何用汇编语言实现对51单片机系统

进行控制。通过简单图形显示控制的设计，将所学的知识融会贯通，锻炼独立设

计、制作和调试单片机应用系统的能力，为进一步的科研实践活动打下一定的基

础。

2、通过单片机最小系统的应用，掌握单片机内部定时/计数器应用与编程、

及硬件调试、设计方法。

3、在这次的动手设计之后，领会单片机的应用系统的软硬件调试的方法，

掌握单片机编程方法，及软件keil C51的使用方法，熟悉软件调试过程及方法，

对单片机最小应用系统有了进一步的理解。

4、根据课题要求，从提出并选择设计方案、查找确定所用元器件、设计并

搭制硬件电路、编程写入并调试等一系列过程，锻炼了分析、解决问题的能力及

相互学习的精神。

四、系统硬件电路图

4.1系统总框图

4.2 元器件介绍

本次转弯灯设计使用的元件为AT89C51芯片、电阻、开关按键、电容、晶

振器件及LED指示灯。

4.3 AT89S51 单片机工作原理

单片机是指一个集成在一块芯片上的

完整计算机系统。尽管它的大部分功能集成

在一块小芯片上，但是它具有一个完整计算

机所需要的大部分部件：CPU、内存、内部

和外部总线系统，目前大部分还会具有外

存。同时集成诸如通讯接口、定时器，实时

时钟等外围设备。而现在最强大的单片机系统甚至可以将声音、图像、网络、复

杂的输入输出系统集成在一块芯片上。

单片机的工作过程实质上是执行用户编制程序的过程，一般程序的机器码都

已固化到存储器中，因此开机复位后，就可以执行指令。执行指令又是取指令和

执行指令的周而复始的过程。

假设机器码74H，E0H已存在0000H开始的单元中，则此表示把E0H这个

值送入A累加器。

接通电源开机后，PC=0000H，取指令过程如下：

PC中的0000H送到片内的地址寄存器；

PC的内容自动加1变为0001H，指向下一个指令字节；

地址寄存器中的内容0000H通过地址总线送到存储器，经存储器中的地址

译码选中0000H单元；

CPU通过控制总线发出读命令；

被选中单元的内容74H送内部数据总线上，该内容通过内部数据总线送到

单片机内部的指令寄存器。到此，取指令过程结束，进入执行指令过程。

执行指令过程：

PC的内容为0001H，送地址寄存器，选中0001H单元，同时PC的内容自

动加1变为0002H；

CPU同样通过控制总线发出读命令；

0001H单元的内容E0H读经内部数据总线送至A。

至此，本指令执行结束。PC=0002H，机器又进入下一条指令的取指令过程。

机器一直重复上述过程直到程序中的所有指令执行完毕。这就是单片机的基本工

作过程。

AT89S51是一个低功耗，高性能CMOS8位单片机，片内含4k Bytes

ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器

件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令

系统及80S51引脚结构，芯片内

集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，功能强大的微型计算机

的AT89S51可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。

AT89S51具有如下特点：40个引脚，4k Bytes Flash片内程序存储器，128 bytes

的随机存取数据存储器（RAM），32个外部双向输入/输出（I/O）口，5个中断

优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，

看门狗（WDT）电路，片内时钟振荡器。 此外，AT89S51设计和配置了振荡频

率可为0Hz并可通过软件设置省电模式。空闲模式下，CPU暂停工作，而RAM

定时计数器，串行口，外中断系统可继续工作，掉电模式冻结振荡器而保存RAM

的数据，停止芯片其它功能直至外中断激

活或硬件复位。同时该芯片还具有PDIP、

TQFP和PLCC等三种封装形式，以适应不

同产品的需求

4.4 引脚简介

VCC：供电电压。

GND：接地。

P0口：P0口为一个8位漏级开路双向

I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻

输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。

在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，

此时P0外部必须被拉高。

P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接

收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作 输入，P1

口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH

编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。

P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，

输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作

为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于

内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存 储器进

行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，

当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器 的内

容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。

P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL

门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。

作为输入，

由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。P3口

也可作为AT89S51的一些特殊功能口，如下表格所示：

RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高

电平时间。

ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址

的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE 端

以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作

对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器

时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此

时， ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被

略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。

/PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个

机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信

号将不出现。

/EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器

（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时， /EA将内

部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编

程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。

XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。

XTAL2：来自反向振荡器的输出。

4.5 定时器和计数器

根据任务设计要求：会用到定时器。信号的控制是定时器与中断系统的联合

使用得以实现。单片机的控制系统应用中，定时器是必需的，在汽车转弯灯的控

制中也是必不可少。定时有三种选择方法。

(1)软件的定时

它是靠执行一个循环程序以进行时间的延迟。软件定时的优点是时间精确，

且不需外加硬件电路。但它要增加CPU开销，因此软件定时的时间不能太长。此

外，软件定时方法有时候无法使用。

(2)硬件的定时

时间较长的定时，常使用硬件电路完成。硬件定时方法的优点是定时功能全

部由硬件电路完成，不需要占CPU的时间。用元件参数来调节定时时间，这方面

使用上不够灵活方便。

(3)可编程定时器的定时

它是通过对系统时钟脉冲的计数来实现的。计数值由程序设定，改变计数值，

同时也改变了定时时间，用起来既灵活且方便。此外，采用计数方法实现定时，

可编程定时器都兼有计数功能，能对外来脉冲进行计数。

在AT89S52内部除了有并行和串行I/O接口外，在单片机内部共有2个可编

程的定时器和计数器，称定时器/计数器0和定时器/计数器1，这两个计数器由

TH0，TL0，TH1，TL1两个8位的RAM单元组成，即每个计数器都是16位的计数

器，最大的计数量时65536。

定时器/计数器计数功能和定时功能：

(1)计数器功能

记数是指对外部事件进行计数。它的发生以输入脉冲表示，计数功能的实质

就是对外来的脉冲进行计数。AT89S52芯片有T0（P3.4）和T1（P3.5）两个信

号引脚，是这两个计数器的计数输入端。外部输入的脉冲在负跳变时有效，进行

计数器加1（加法计数）。

AT89S52在每个机器周期的S5P2拍节对外部计数脉冲进行采样。前一个机

器周期采用为高电平，后一个机器周期采样为低电平，是一个有效的计数脉冲。

在下一机器周期的S3P1进行计数。采样计数脉冲是在2个机器周期进行的。计

数脉冲频率不能高于振荡脉冲频率的1/24。

(2)定时器功能

实际也是通过计数器来实现的，但此时的计数脉冲来自单片机的内部，也每

个机器周期计数器加1。一个机器周期等于12个振荡脉冲周期，因此计数频率

为振荡频率的1/12。单片机采用12MHz晶体，计数频率为1MHz。每微妙计数器

加1。根据计数值计算出定时时间，也可以反过来按定时时间的要求计算出计数

器的预置值。

它是一个二进制的加1计数器。在计数器计满回零时能自动产生溢出中断请

求。则已经完成。T1、T2的最大计数值65536-1，需65535个脉冲才能把它们从

全“0”状态变为全“1”状态。

输一个脉冲，计数器加1，当加到计数器各位全为1时，再去输一个脉冲，

计数器各位就变为全0，发出溢出信号，使标志置1，此时向CPU申请中断。

4.6 LED指示灯

LED 是英文light emitting diode（发光二极管）的缩写，它的基本结构是一

块电致发光的半导体材料，置于一个有引线的架子上，然后四周用环氧树脂密封，

起到保护内部芯线的作用，所以LED的抗震性能好。当其处于正向工作状态时

（即两端加上正向电压），电流从LED 阳极流向阴极时，半导体晶体就发出从

紫外到红外不同颜色的光线，光的强弱与电流有关。发光二极管简称为LED。

由镓（Ga）与砷（As）、磷（P）的化合物制成的二极管，当电子与空穴复合时

能辐射出可见光，因而可以用来制成发光二极管，在电路及仪器中作为指示灯，

或者组成文字或数字显示。

发光二极管与普通二极管一样是由一个

PN结组成，也具有单向导电性。当给发光二

极管加上正向电压后，从P区注入到N区的

空穴和由N区注入到P区的电子，在PN结

附近数微米内分别与N区的电子和P区的空

穴复合，产生自发辐射的荧光。不同的半导体

材料中电子和空穴所处的能量状态不同。当电

子和空穴复合时释放出的能量多少不同，释放出的能量越多，则发出的光的波长

越短。常用的是发红光、绿光或黄光的二极管。当足够的电压到达晶片穿过发光

二极管的导线,电子就非常容易的在P和N的区域穿过分隔处,在P区域正电荷比

负电荷要多很多,在n区域中的电子比正电荷多,当电压和电流开始流动,在N区域

的电子就有足够的能源移动穿过分隔处进入P区域,由于共有的库仑力的正负电

荷之间的互相吸引P区域电子立即吸引到正电荷,当电子足够的移动到与P区域

的正电荷的接近,这两种电荷就“重新结合”。每次电子和正电荷结合时,电位能转

变为电磁能,每次正负电荷的重新结合时,电磁能的量子以半导体材料的频率特性

的光电形式发出(通常是镓,砷和磷的化学元素结合)只有当光量子在非常狭的频

率范围内才可以发射光不同的半导体材料使发光二极管发出不同的颜色和需要

不同的能量去使它们变亮。

4.7 晶振

石英晶振就是用石英材料做成的石英晶体谐振器,俗称晶振。起产生频率的作

用,具有稳定,抗干扰性能良好的， 广泛应用于各种电子产品中石英晶体振荡器分

非温度补偿式晶体振荡器、温度补偿晶体振荡器（TCXO）、电压控制晶体振荡

器（VCXO）、恒温控制式晶体振荡器（OCXO）和数字化/μp补偿式晶体振荡

器（DCXO/MCXO）等几种类型。

4.8单片机控制系统功能模块的设计

4.8.1 时钟电路

时钟振荡电路

采用单片机内部晶振。如图5所示。在MCS-51系列单片机内部有一个高增

益反向放大器，其输入端为芯片引脚XTAL1，输出端为引脚XTAL2。而在芯片外

部XTAL1和 XTAL2之间跨接晶体振荡器和微调电容，形成反馈电路，就构成了

一个稳定的自激振荡器。外接晶体（石英或陶瓷，陶瓷的精度不高，但价格便宜）

振荡器以及电容C1和C2构成并联谐振电路，接在放大器的反馈回路中， C1和

C2的大小会对振荡器频率的高低、振荡器的稳定性、起振的快速性和温度特性

有一定的影响。因此建议在采用石英晶体振荡器时C=30+/-10pF，陶瓷振荡器时，

C=40+/-10pF，典型值为40pF。在设计电路板时，振荡器和电容应尽量安装得与

单片机靠近，以减小寄生电容的存在更好的保障振荡器稳定、可靠的工作。

4.8.2 复位电路

上电复位电路如图所示，是利用外部复位电路实现。 振荡器启动时间不超

过10ms。在加电情况下，这个电可以使单片机复位。按键手动复位又分按键脉

冲电平复位和按键电平复位，如图7， 8。电平复位将复位端通过电阻与Vcc相

连，按键脉冲复位是利用RC分电路产生正脉冲来达到复位的。在按键电平复位

和按键脉冲复位两种简单的复位电路中，干扰易串入复位端，在大多数情况下，

不会造成单片机的错误复位，但会引起内部寄存器错误复位，这里可在复位端引

脚上接一个去藕电容。需说明的是，如复位电路中R、C的值选择不当，使复位时间过长，单片机将处于循环复位状态。

复位电路

4.8.3 信号灯电路

LED具有二极管的单向导电的特性，当外加正向电压使得正向电流满足一定

条件时就能够正常发光。LED导通后，其导通压降一般在1.7V左右，在LED电

路中串联一个1K的电阻限制通过LED的电流，防止因电流过大而烧坏LED。本

设计中将LED与89C51单片机的P1脚相连，电路如图4.10所示，通过控制

AT89C51单片机的P1口高低电平的变化来控制相应发光二极管的亮灭，从而实

现信号灯的指示作用。

4.9初始设计方案

方案一：用8031单片机、74LS373译码器、2764EPROM组成单片机最小

应用系统。配以按键电路，时钟电路和复位电路，通过P3.0和P3.2口输入按键

信息及转弯灯左右键的信息，从p1.0\p1.12\p1.2三个口输出状态信息控制LED

的亮灭。

方案二：用AT89C51单片机组成单片机最小应用系统，配以按键电路，时

钟电路和复位电路，通过P3.0和P3.2口输入按键信息及转弯灯左右键的信息，

从p1.0\p1.12\p1.2三个口输出状态信息控制LED的亮灭。方案二只用一个芯片，

硬件电路更为简单，鉴于上述原因, 我们采用方案二。

4.10硬件电路原理图如下图所示

方案一

方案二

4.11 PCB 图

4.12 焊接

4.12.1制作电路板 （1）图形转移法制作PCB电路板所需硬件：

1.一台用于产生高精度塑料碳粉阻焊层的打印输出设备，比如一台激光打印

机或者一 台复印机（复印机的话需要有复印原稿，原稿可以用喷墨打印机

打印出来）。

2.一个能用的电熨斗。

3.热转印纸：一张不干胶贴纸的光滑底衬纸，或其它蜡光纸。

4.一定量的三氯化铁腐蚀液，根据板的大小而定，有个量程在0～200度的

数字温度计的话更好。高档数字万用表附带的也行。

（2）操作步骤：

1、利用PROTEL99SE生成图像的软件生成一些图像文件，比如用低版本PROTEL

组织SCH，再利用网络表生成相应PCB图并打印。

2、将敷铜板的铜膜处理清洁，把印刷电路图盖在铜膜上压紧，用电熨斗热压，

电熨斗温度约250℃左右，反复多压几次。热压后待其自然冷却后揭开腊纸，印

刷电路就牢牢覆盖在铜膜上了。揭纸后有个别地方墨线与纸分离不彻底造成裸

铜，用黑漆补抹一下就好了。

3、由于没有专业的腐蚀液，我们将印好电路的敷铜放入铁粉和热水混合液中腐

蚀，铁粉中铁的化合物跟没保护的铜膜反应，最终得到电路板。

4、腐蚀好的电路板用松香水擦去墨线，打孔后用细砂纸处理后再涂上保护膜(将

松香溶解在无水酒精中制成的溶液)，电路板便大功告成了。打孔注意一下事项：

①打磨单面覆铜板的时候要打磨充分，完全去掉氧化层，防止出现图像转

移不良的现象。

②腐蚀过程中要注意左右轻轻来回摇动腐蚀容器，加速腐蚀，以及获得良

好的腐蚀效果，但是不能过于用力。

③钻孔过程中要细心，不要用钻头钻铜板，以免损坏钻头。

④完成后要检查是否有电路缺陷，并改正。

⑤将插装器件插装到准备好的印制电路板上，并进行焊接。

⑥焊接完后，检测电路的电气性能。

（3）插装和焊接元器件注意事项

1、元器件插装。

元器件插装时候遵循先插小矮元器件再插高大的元器件原则；插装时识别

正确的元器件（如电阻阻值）；插装AT89S51单片机时，注意分清引脚方向，引

脚方向弄错功能就不能实现了。

2焊接原理：

锡焊是一门科学，他的原理是通过加热的烙铁将固态焊锡丝加热熔化，再借

助于助焊剂

的作用，使其流入被焊金属之间，待冷却后形成牢固可靠的焊接点。当焊料为锡

铅合金焊接

面为铜时，焊料先对焊接表面产生润湿，伴随着润湿现象的发生，焊料逐渐向金

属铜扩散，

在焊料与金属铜的接触面形成附着层，使两则牢固的结合起来。所以焊锡是通过

润湿、扩散

和冶金结合这三个物理,化学过程来完成的。

①.润湿：润湿过程是指已经熔化了的焊料借助毛细管力沿着母材金属表面

细微的凹凸

和结晶的间隙向四周漫流，从而在被焊母材表面形成附着层，使焊料与母材金属

的原子相互

接近，达到原子引力起作用的距离。引起润湿的环境条件：被焊母材的表面必须

是清洁的，

不能有氧化物或污染物。形象比喻：把水滴到荷花叶上形成水珠，就是水不能润

湿荷花。把

水滴到棉花上，水就渗透到棉花里面去了，就是水能润湿棉花。

②.扩散：伴随着润湿的进行，焊料与母材金属原子间的相互扩散现象开始

发生。通常

原子在晶格点阵中处于热振动状态，一旦温度升高。原子活动加剧，使熔化的焊

料与母材中

的原子相互越过接触面进入对方的晶格点阵，原子的移动速度与数量决定于加热

的温度与时

间。

③.冶金结合：由于焊料与母材相互扩散，在2种金属之间形成了一个中间

层---金属化

合物，要获得良好的焊点，被焊母材与焊料之间必须形成金属化合物，从而使母

材达到牢固

的冶金结合状态。

4.12.2助焊剂的作用

要得到一个好的焊点，被焊物必须要有一个完全无氧化的表面，助焊剂的作

用是去除被焊物的表面氧化层，得到良好的润湿。

4.12.3焊锡丝的组成与结构

我们使用的有铅SnPb(Sn63%Pb37%)的焊锡丝和无铅SAC

（96.5%SN 3.0%AG0.5%CU）的焊锡丝里面是空心的，这个设计是为了存储助焊剂

（松香），使在加焊锡的同时能均匀的加上助焊剂。当然就有铅锡丝来说，根据

SNPB的成分比率不同有更多中成份，其主要用途也不同。

4.12.4电烙铁的基本结构

烙铁：(1)手柄、(2)发热丝、(3)烙铁头、(4)电源线、(5)恒温控制器、(6)

烙铁头清洗架电烙铁的作用：用来焊接电子原件、五金线材及其它一些金属物体

的工具。

4.12.5手工焊接过程

1、操作前检查

（1）每天上班前3-5分钟把电烙铁插头插入规定的插座上，检查烙铁是否

发热，如发觉不热，先检查插座是否插好，如插好，若还不发热，应立即向管理

员汇报，不能自随意拆开烙铁，更不能用手直接接触烙铁头。

（2）已经氧化凹凸不平的或带钩的烙铁头应更新的：1、可以保证良好的热

传导效果；2、保证被焊接物的品质。如果换上新的烙铁嘴，受热后应将保养漆

擦掉，立即加上锡保养。烙铁的清洗要在焊锡作业前实施，如果5分钟以上不使

用烙铁，需关闭电源。海绵要清洗干净不干净的海绵中含有金属颗粒，或含硫的

海绵都会损坏烙铁头。

（3）检查吸锡海绵是否有水和清洁，若没水，请加入适量的水（适量是指

把海绵按到常态的一半厚时有水渗出，具体操作为：湿度要求海绵全部湿润后，

握在手掌心，五指自然合拢即可），海绵要清洗干净，不干净的海绵中含有金属

颗粒，或含硫的海绵都会损坏烙铁头。

（4）人体与烙铁是否可靠接地，人体是否佩带静电环。

（5）印制板与元器件的检查

焊装前应对印制板和元器件进行检查，主要检查印制板印制线、焊盘、焊孔是否

与图纸相符，有无断线、缺孔等，表面是否清洁，有无氧化、腐蚀，元器件的品

种、规格及夕卜封装是否与图纸吻合，元器件引线有无氧化、腐蚀。

（6）元器件引线弯曲成形

为了使元器件在印制电路板上的装配排列整齐并便于焊接，在安装前通常采

用手工或专用机械把元器件引脚弯曲成一定的形状。

元器仵在印制板上的安装方式有三种：立式安装、卧式安装和表面安装。表

面安装会在本章后面内容中讲到。立式安装和卧式安装无论采用哪种方法，都应

该按照元器件在印制电路板上孔位的尺寸要求，使其弯曲成型的引脚能够方便地

插入孔内。

立式、卧式安装电阻和二极管元器件的引线弯曲成形如图所示。引脚弯曲处

距离元器件实体至少在2mm以上，绝对不能从引线的根部开始弯折。

元件水平插装和垂直插装的引线成形，都有规定的成型尺寸。总的要求是各

种成形方法能承受剧烈的热冲击，引线根部不产生应力，元器件不受到热传导的

损伤等。

（7）元器件插装

元器件插装方式有两种，一种是贴板插装，另一种是悬空插装。如图17所

示。贴板插装稳定性好，插装简单；但不利于散热，且对某些安装位置不适应。

悬空插装适用范围广，有利于散热，但插装比较复杂，需要控制一定高度以保持

美观一致。插装时具体要求应首先保证图纸中安装工艺的要求，其次按照实际安

装位置确定。一般来说，如果没有特殊要求，只要位置允许，采用贴板安装更为常见。本次课设采用的是贴板插装方式。

2、焊接步骤

烙铁焊接的具体操作步骤可分为五步，称为五步工程法，要获得良好的焊接质量必须严格的按下图操作。

a． 准备施焊

准备好焊锡丝和烙铁。此时特别强调的施烙铁头部要保持干净，即可以沾上焊锡（俗称吃锡）。

b． 加热焊件

将烙铁接触焊接点，注意首先要保持烙铁加热焊件各部分，例如印制板上引线和焊盘都使之受热，其次要注意让烙铁头的扁平部分（较大部分）接触热容量较大的焊件，烙铁头的侧面或边缘部分接触热容量较小的焊件，以保持焊件均匀受热。

c． 熔化焊料

当焊件加热到能熔化焊料的温度后将焊丝置于焊点，焊料开始熔化并润湿焊点。

d． 移开焊锡

当熔化一定量的焊锡后将焊锡丝移开。

e． 移开烙铁

当焊锡完全润湿焊点后移开烙铁，注意移开烙铁的方向应该是大致45°的方向。

上述过程，对一般焊点而言大约二，三秒钟。对于热容量较小的焊点，例如印制电路板上的小焊盘，有时用三步法概括操作方法，即将上述步骤b，c合为一步，d，e合为一步。实际上细微区分还是五步，所以五步法有普遍性，是掌握手工烙铁焊接的基本方法。

按上述步骤进行焊接是获得良好焊点的关键之一。在实际生产中，最容易出现的一种违反操作步骤的做法就是烙铁头不是先与被焊件接触，而是先与焊锡丝接触，熔化的焊锡滴落在尚末预热的被焊部位，这样很容易产生焊点虚焊，所以烙铁头必须与被焊件接触，对被焊件进行预热是防止产生虚焊的重要手段。

4.12.7 焊接要领

（1）烙铁头与两被焊件的接触方式

接触位置：烙铁头应同时接触要相互连接的2个被焊件（如焊脚与焊盘），烙铁一般倾斜45度，应避免只与其中一个被焊件接触。当两个被焊件热容量悬殊时，应适当调整烙铁倾斜角度，烙铁与焊接面的倾斜角越小，使热容量较大的被焊件与烙铁的接触面积增大，热传导能力加强。如LCD拉焊时倾斜角在30度

左右，焊麦克风、马达、喇叭等倾斜角可在40度左右。两个被焊件能在相同的时间里达到相同的温度，被视为加热理想状态。

接触压力：烙铁头与被焊件接触时应略施压力，热传导强弱与施加压力大小成正比，但以对被焊件表面不造成损伤为原则。

（2）焊丝的供给方法

焊丝的供给应掌握3个要领，既供给时间，位置和数量。

供给时间：原则上是被焊件升温达到焊料的熔化温度是立即送上焊锡丝。 供给位置：应是在烙铁与被焊件之间并尽量靠近焊盘。

供给数量：应看被焊件与焊盘的大小，焊锡盖住焊盘后焊锡高于焊盘直径的1/3既可。

（3）焊接时间及温度设置

A、温度由实际使用决定，以焊接一个锡点4秒最为合适，最大不超过8秒，平时观察烙铁头，当其发紫时候，温度设置过高。

B、一般直插电子料，将烙铁头的实际温度设置为（350~370度）；表面贴装物料（SMC）物料，将烙铁头的实际温度设置为（330~350度）

C、特殊物料，需要特别设置烙铁温度。FPC，LCD连接器等要用含银锡线，温度一般在290度到310度之间。

D、焊接大的元件脚，温度不要超过380度，但可以增大烙铁功率。

(4)焊接注意事项:

A、焊接前应观察各个焊点(铜皮)是否光洁、氧化等。

B、在焊接物品时,要看准焊接点，以免线路焊接不良引起的短路

C、挑选正确的元器件。保证所用元器件完好无损，并且参数正确减少返修。

D、焊接过程中不要损伤元器件，注意把握焊接时间。特别是在焊接晶振时，不能加热太久，否则会损坏晶振。

4.12.8操作后检查：

（1）用完烙铁后应将烙铁头的余锡在海绵上擦净。

（2）用后必须将烙铁座上的锡珠、锡渣、灰尘等物清除干净，然后把烙铁放在烙铁架上

（3）将清理好的电烙铁放在正确位置。

（4）焊接温度：２６０度；焊接时间：５Ｓ

（5）表面有保护膜的产品,可以在使用前撕下来。

4.12.9锡点质量的评定

标准的锡点应具有以下特性：

（1）锡点成内弧形;

（2）锡点要圆满、光滑、无针孔、无松香渍 ;

（3）要有线脚，而且线脚的长度要在1-1.2MM之间;

（4）零件脚外形可见锡的流散性好。;

（5）锡将整个上锡位及零件脚包围。

4.12.10 不标准锡点的判定

（1）虚焊：看似焊住其实没有焊住，主要有焊盘和引脚脏污或助焊剂和加热时间不够。

（2）短路：有脚零件在脚与脚之间被多余的焊锡所连接短路，另一种现象则因检验人员使用镊子、竹签等操作不当而导致脚与脚碰触短路，亦包括残余锡渣使脚与脚短路。

（3）偏位：由于器件在焊前定位不准，或在焊接时造成失误导致引脚不在规定的焊盘区域内。

（4）少锡：少锡是指锡点太薄，不能将零件铜皮充分覆盖，影响连接固定作用。

（5）多锡：零件脚完全被锡覆盖，及形成外弧形，使零件外形及焊盘位不能见到,不能确定零件及焊盘是否上锡良好。

（6）错件：零件放置的规格或种类与作业规定或BOM、ECN不符者，即为错件。

（7）缺件：应放置零件的位置，因不正常的原因而产生空缺。

（8）锡球、锡渣：PCB板表面附着多余的焊锡球、锡渣，会导致细小管脚短路。

（9）极性反向：极性方位正确性与加工要求不一致，即为极性错误。

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