数字钟实验

一、内容：

装配数字钟

 

二、目的：

1. 认识与了解基础的电子元器件，了解焊接工具及其使用方法、学习焊接的技术。

2. 了解各元器件在电路中的作用、使用方法及电路故障排查等方面的知识。

 

三、所需材料：

1. 数字钟套件（散件）1 套

2. 数字万用表 1 台

3. 焊接工具：焊台、锡丝、松香、吸锡器、斜口钳、螺丝刀等

 

四、考核内容：

1. 元器件的正确识别与安装，安装是否整齐、美观

2. 焊台的正确使用

3. 焊接的质量：焊点是否合格、美观，是否有漏焊、连焊、短路的现象

4. 数字钟功能是否正常。

 

五、数字钟知识讲解：

1. 数字钟的构成：

此款数字钟，由单片机（型号 AT89C2051）作主控制器，配合外围的石英晶振及内部编程， 产生时钟信号，输出数码管显示时间所需的信号，后经三极管进行电流放大，送至 6 位数码管进行时间显示。同时，内部程序，集成了调整时间、闹钟、倒计时、秒表、计数器等功能， 由外围的蜂鸣器及 3 个按键来实现以上功能。

 

成品图

 

工作状态

2. 数码管、LED、三极管知识：

 

二位数码管

 

LED灯（充当冒号作用）

LED灯的工作原理                                                         通过单片机控制LED灯

3. 蜂鸣器：

规格：5V 、有源，使用原理与单片机控制LED灯一致

 

4. 色环电阻：

电阻在电路中，起限流的作用。五色环读出阻值的方法如下表

               表：五色环电阻读数法

 

色别	第一环	第二环	第三环	每四环（倍率）	第五环（±%）
棕	1	1	1	101	1
红	2	2	2	102	2
橙	3	3	3	103
黄	4	4	4	104
绿	5	5	5	105	0.5
蓝	6	6	6	106
紫	7	7	7	107
灰	8	8	8	108
白	9	9	9	109
黑	0	0	0	100
金	--	--	--	10-1	5
银	--	--	--	10-2	10

注：四色环电阻，没有表一中的第三环。

 

5. 元器件清单

电阻：1KΩ的四色环电阻，数量：17（下图中的电阻，为五色环）

 

图中所用为1k电阻

12.0MHz 晶振 1 个；20pF 瓷片电容 2 个；按键 3 个

 

12MHz的晶振

 

22pF的瓷片电容

 

按键

红色LED，4个（引脚长为正，短为负）

 

LED灯

S8550 三极管，7 个；注意安装的方向

 

最后焊接 IC 插座，注意方向，并装上单片机芯片，注意缺口的方向要一致

六、焊接注意事项

1.焊接温度的控制：

在焊接细引脚时，焊台温度选择 300-330 度。当焊接面较大时，如焊接 DC 电源插座的引脚时，焊台温度可选择 400 度（或按实际使用的效果设置更高的温度）。焊完后，及时调低焊台的温度，防止烙铁头过热，降低使用寿命。

2.烙铁头的注意事项：

不用时，烙铁头必须要挂锡。当烙铁头较脏时，可在湿的海绵上来回擦拭，露出金属光泽面后，立刻挂些锡上去。

3.焊接方法：

 

①准备施焊：焊接前的准备工作。包括焊接部位的清洁处理，元器件安装及烙铁、焊锡丝及其它工具的准备。左手拿焊锡丝，右手握电烙铁。

②送入烙铁：将烙铁头以 45 度左右夹角放置在焊盘和元件引脚处，使焊接点升温。注意不要长时间触到焊盘，焊盘在高温下很容易掉落。

③送入焊丝：当焊点达到适当温度时，将焊锡丝放在焊点上熔化。

④移开焊丝：当焊丝融化一定量后，立即移开焊丝。烙铁头根据焊点形状稍加移动，使焊锡均匀布满焊点，并渗入被焊面的缝隙。

⑤移开烙铁：当焊锡浸润焊盘或焊件的需焊接部位后，将烙铁头沿元件引脚方向迅速移开，离开焊点，这样才能保证焊点光亮、圆滑、无毛刺。

不好的焊点

 

4.实验步骤

①先试焊，在洞洞板焊接一些元器件后，经由老师检查、指正，没问题后，方可做下一步。

②参考上述第 5 点的元器件清单顺序，依次焊接上所有器件。注：有些器件，安装时，要注意方向。

 

七、上电测试及使用说明：

1. 接入+5V 的电源，此时 6 位数码管显示的时间为 10：10：00，并能开始走时。

2. 使用说明：

①功能按键说明： S1 为功能选择按键，S2 为功能扩展按键，S3 为数值加一按键。

②功能及操作说明：操作时，连续短时间(小于 1 秒)按动 S1，即可在以上的 6 个功能中连续循环。中途如果长按(大于 2 秒)S1，则立即回到时钟功能的状态。

3. 功能说明：

①时钟功能：上电后即显示 10：10：00。

②校时功能：短按一次 S1，即当前时间和冒号为闪烁状态，按动 S2 则小时位加 1，按动S3则分钟位加 1，秒时不可调。

③闹钟功能：短按二次 S1，显示状态为 22：10：00，冒号为长亮。按动 S2 刚小时位加 1，按动 S3 则分钟位加 1，秒时不可调。当按动小时位超过 23 时则会显示--：--：--，这个表示关闭闹钟功能。闹铃声为蜂鸣器长鸣 3 秒钟。

 

八、心得体会

在这次实训中我学到了很多焊接等知识，如：在焊接时，第一要先把海绵给打湿大概在水分占40-50%左右即可，焊接时间不要太长，免得把元件烫坏，但亦不要太短，造成假焊或虚焊，我们要将烙铁头的刃口接触焊点与元件引线，根据焊点的形状作必须的移动，使流动的焊锡布满焊点并渗入被焊物的缝隙，接触时间大约在3-5秒左右，然后拿开电烙铁。拿开电烙铁的时间，方向和速度，决定了焊接的质量与外观的正确的方法是，在将要离开焊点时，快速的将电烙铁往回带一下，后迅速离开焊点，这样焊出的焊点既光亮，圆滑，又不出毛刺。焊接结束后，用镊子夹住被焊元件适当用力拔一下，检查元件是否被焊牢。如果发现有松动现象，就要重新进行焊接。焊接看起来很简单但其中有很多技巧要讲究的，比如说用偏口钳掐导线的力度、焊锡丝的量和在焊的过程中时间都要把握准才行，多了少了都不行!我觉得最难的就是托焊了，总是把握不好焊锡丝的量和电烙铁托的时间。还有就是不能把温度调的太高，太高的话要及时调低焊台的温度，防止烙铁头过热，降低使用寿命。这样可以避免以旁线路短路的情况，但焊完一个点的时候要注意要把锡放到烙铁头上加热把锡融化一点到上面防止没有在使用的时候使烙铁头接触到空气氧化从而造成使用寿命的变短。

这次电子很有趣很轻松，通过老师的讲解我懂得了超级数字钟的基本原理同时也学到了不少有关电子的专业知识。在实习过程中不断提高自己的动手能力之余也体会到了实践的乐趣。因为在实践时往往会遇到很多问题，遇到问题后要细心检查才能发现其中的错误，最后就要想办法去解决这些问题。这样的一个过程不知不觉地使我的实践能力提高，为以后学习、做到相关实验打下基础，课程虽然结束了，但学海无涯，知识的海洋浩瀚无边，我需要学习的还有很多，多一份技能多一条出路！

九、成品图样

 

 

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