电子工艺实习论文
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电子工艺实习论文 院系：信息电子技术 专业：电气工程及其自动化 班级：电气一班 姓名：
学号：
2011 年 6 月 28 日
第一 课程设计内容及目的 1.1 设计内容 设计简易录放机 1.2 设计目的 （1）了解常用的元器件的型号和参数 （2）掌握焊接及拆焊的技术 （3）熟练使用 AD6 进行原理图及 PCB 的绘制 （4）了解 PCB 版的印刷流程 （5）通过对录放机的设计进一步了解元器件的用途及应用方法 第二 简易录放机的工作原理介绍 2.1 录放机工作原理简要介绍 给录放机提供 5v 电源，通过 LM317 将 5v 电压转变成3v 电压输出给 ISD4004 芯片，将事先写好的程序下载到单片机中，利用单片机控制 ISD4004 芯片，使该芯片正常工作。驻极体话筒接受的声音信号通过 ISD4004 传输给 LM386 对声信号进行放大然后通过喇叭放出 2.2 录放机原理图
1122334455667788991010111112121313141415151616171718181919202021212222232324242525262627272828*1Component_1V-In1Gnd2V-Out3U1LM3170.1ufC2Cap0.1ufC1Cap220R1Res1BOT2TOP1TAP31KR2RPotVCC1234P1Header 4GND123P2Header 31uFC9Cap4.7ufC5Cap12P6Header 2GNDGNDGNDGNDGNDGND12P3Header 210KR3Res247kR4Res212P5Header 20.1FC4Cap0.1uFC7Cap10KR6Res21122334455667788*2lm3861.2KR5Res210ufC3Cap10ufC6Cap250ufC8CapBOT2TOP1TAP310KR7RPot10R8Res2GNDGNDGNDVCCGNDGNDGND0.1ufC10Cap1234P4Header 412j1Header 2 4567892827262524232221201918171615 14131211109876543211234 567812121 21 2121 21 21 212122 112343212 112342121121 2 321 212121321213 2 1 PCB 电路板 2.3 主要元器件的的介绍 （一）LM317 LM317 是可调节 3 端正电压稳压器。在输出电压范围 1.2 伏到 37 伏时能够提供超过 1.5 安的电流，此稳压器非常易于使用
引脚图 （二）LM386 LM386 内部电路原理图如图所示。与通用型集成运放相类似，它是一个三级放大电路。
第一级为差分放大电路，T1 和 T3、T2 和 T4 分别构成复合管，作为差分放大电路的放大管；
T5 和 T6 组成镜像电流源作为 T1 和 T2 的有源负载；
T3 和 T4 信号从管的基极输入，从 T2 管的集电极输出，为双端输入单端输 出差分电路。使用镜像电流源作为差分放大电路有源负
载，可使单端输出电路的增益近似等于双端输出电容的增益。
第二级为共射放大电路，T7 为放大管，恒流源作有源负载，以增大放大倍数。
第三级中的 T8 和 T9 管复合成 PNP 型管，与 NPN 型管 T10 构成准互补输出级。二极管 D1 和 D2 为输出级提供合适的偏置电压，可以消除交越失真。
电阻 R7 从输出端连接到 T2 的发射极，形成反馈通路，并与 R5 和 R6 构成反馈网络，从而引入了深度电压串联负反馈，使整个电路具有稳定的电压增益。
LM386 的外形和引脚的排列如下图所示。引脚 2 为反相输入端，3 为同相输入端；
引 5 为输出端, 应外接输出电容后再接负载。；
引脚 6 和 4 分别为电源和地；
引脚1 和 8 为电压增益设定端；
使用时在引脚 7 和地之间接旁路电容，通常取 10μF。
引 脚图
（三）ISD4004 系列单片语音录放 一、 简述 ●单片 8 至 16 分钟语音录放 ●内置微控制器串行通信接口 ●3V 单电源工作 ●多段信息处理 ●工作电流 25-30mA,维持电流 1μA ●不耗电信息保存 100 年(典型值) ●高质量、自然的语音还原技术 ●10 万次录音周期(典型值) ●自动静噪功能 ●片内免调整时钟,可选用外部时钟 ISD4004 系列工作电压 3V,单片录放时间 8 至 16 分钟,音质好,适用于移动电话及其他便携式电子产品中。芯片采用 CMOS 技术,内含振荡器、防混淆滤波器、平滑滤波器、音频放大器、自动静噪及高密度多电平闪烁存贮陈列。芯片设计是基于所有操作必须由微控制器控制,操作命令可通过串行通信接口(SPI 或 Microwire)送入。芯片采用多电平直接模拟量存储技术, 每个采样值直接存贮在片内闪烁存贮器中,因此能够非常真实、自然地再现语音、音乐、音调和效果声,避免了一般固体录音电路因量化和压缩造成的量化噪声和"金属声"。采样频率可为 4.0,5.3,6.4,8.0kHz,频率越低,录放时间越长,而音质则有所下降,片内信息存于闪烁存贮器中,可在断电情况下保存 100 年(典型值),反复录音 10 万次。
二、引脚描述 电源:(VCCA,VCCD) 为使噪声最小,芯片的模拟和数字电路使用不同的电源总线,并且分别引到外封装的不同管脚上,模拟和数字电源端最好分别走线,尽可能在靠近供电端处相连,而去耦电容应尽量靠近器件。
地线:(VSSA,VSSD) 芯片内部的模拟和数字电路也使用不同的地线。
同相模拟输入(ANA IN+) 这是录音信号的同相输入端。输入放大器可用单端或差分驱动。单端输入时,信号由耦合电容输入,最大幅度为峰峰值32mV,耦合电容和本端的 3KΩ 电阻输入阻抗决定了芯片频带的低端截止频率。差分驱动时,信号最大幅度为峰峰值 16mV，为 ISD33000 系列相同。
反相模拟输入(ANA IN-) 差分驱动时,这是录音信号的反相输入端。信号通过耦合电容输入,最大幅度为峰峰值 16mV 音频输出(AUD OUT) 提供音频输出,可驱动 5KΩ 的负载。
片选(SS) 此端为低,即向该 ISD4004 芯片发送指令，两条指令之间为高电平。
串行输入(MOSI) 此端为串行输入端，主控制器应在串行时钟上升沿之前半个周期将数据放到本端,供 ISD 输入。
串行输出(MISO) ISD 的串行输出端。ISD 未选中时,本端呈高阻态。
串行时钟(SCLK) ISD 的时钟输入端,由主控制器产生,用于同步 MOSI 和 MISO 的数据传输。数据在 SCLK 上升沿锁存到 ISD,在下降沿移出 ISD。
中断(/INT) 本端为漏极开路输出。ISD 在任何操作(包括快进)中检测到 EOM 或 OVF 时,本端变低并保持。中断状态在下一个 SPI 周期开始时清除。中断状态也可用 RINT 指令读取。OVF 标志----指示 ISD 的录、放操作已到达存储器的未尾。EOM 标志----只在放音中检测到内部的 EOM 标志时,此状态位才置 1。
行地址时钟(RAC) 漏极开路输出。每个 RAC 周期表示 ISD 存储器的操作进行了一行(ISD4004 系列中的 存贮器共 2400 行)。该信号 175ms 保持高电平,低电平为 25ms。快进模式下,RAC 的 218.75μs 是高电平,31.25μs 为低电平。该端可用于存储管理技术。
外部时钟(XCLK) 本端内部有下拉元件。芯片内部的采样时钟在出厂前已调校,误差在 +1%内。商业级芯片在整个温度和电压范围内, 频率变化在+2.25%内。工业级芯片在整个温度和电压范围内,频率变化在-6/+4%内,此时建议使用稳压电源。若要求更高精度,可从本端输入外部时钟(如前表所列)。由于内部的防混淆及平滑滤波器已设定,故上述推荐的时钟频率不应改变。输入时钟的占空比无关紧要,因内部首先进行了分频。在不外接地时钟时,此端必须接地。
自动静噪(AMCAP) 当录音信号电平下降到内部设定的某一阈值以下时,自动静噪功能使信号衰弱,这样有助于养活无信号(静音)时的噪声。通常本端对地接 1mF 的电容,构成内部信号电平峰值检测电路的一部分。检出的峰值电平与内部设定的阈值作比较,决定自动静噪功能的翻转点。大信号时,自动静噪电路不衰减,静音时衰减 6dB。1mF 的电容也影响自动静噪电路对信号幅度的响应速度。本端接 VCCA 则禁止自动静噪。
三、 SPI( 串行外设接口) ) ISD4004 工作于 SPI 串行接口。SPI 协议是一个同步串行数据传输协议,协议假定微控制器的 SPI 移位寄存器在 SCLK 的下降沿动作,因此对ISD4004 而言,在时钟止升沿锁存 MOSI 引脚的数据,在下降沿将数据送至MISO 引脚。协议的具体内容为：
1.所有串行数据传输开始于 SS 下降沿。
2.SS 在传输期间必须保持为低电平,在两条指令之间则保持为高电平。
3.数据在时钟上升沿移入,在下降沿移出。
4.SS 变低,输入指令和地址后,ISD 才能开始录放操作。
5.指令格式是(8 位控制码)加(16 位地址码)。
6.ISD 的任何操作(含快进)如果遇到 EOM 或 OVF,则产生一个中断,该中断状态在下一个 SPI 周期开始时被清除。
7.使用"读"指令使中断状态位移出 ISD 的 MISO 引脚时,控制及地址数据也应同步从 MOSI 端移入。因此要注意移入的数据是否与器件当前进行的操作兼容。当然,也允许在一个 SPI 周期里,同时执行读状态和开始新的操作(即新移入的数据与器件当前的操作可以不兼容)。
8.所有操作在运行位(RUN)置 1 时开始,置 0 时结束。
9.所有指令都在 SS 端上升沿开始执行。
( ( 二) ) 上电顺序 器件延时 TPUD(8kHz 采样时,约为 25 毫秒)后才能开始操作。因此,用户发完上电指令后,必须等待 TPUD,才能发出一条操作指令。
例如,从 00 从处发音,应遵循如下时序: 1. 发 POWERUP 命令; 2. 等待 TPUD(上电延时); 3. 发地址值为 00 的 SETPLAY 命令; 4. 发 PLAY 命令。
器件会从此 00 地址开始放音,当出现 EOM 时,立即中断,停止放音。
如果从 00 处录音,则按以下时序:
1. 发 POWER UP 命令; 2. 等待 TPUD(上电延时); 3. 发 POWER UP 命令 4. 等待 2 倍 TPUD; 5. 发地址值为 00 的 SETREC 命令; 6. 发 REC 命令。
器件便从 00 地址开始录音,一直到出现 OVF(存贮器末尾)时,录音停止。
第三 硬件的安装及调试 首先安装元器件，把他们的位置摆放好。两两之间的关系在 PCB 板上有一个好的体现，使人一目了然，而且尽量达到美观和线路连接简单，尽量用到最少的线，使其看起来不混乱，然后进行焊接，带线路焊好后进行调试。在设计过程中出现了，线路短路及接地线没有接地的情况 ，经改正后正常工作。
第四 制作心得 通过此次课程设计使我对所学知识有了更深刻的理解，和做题不一样，课程设计不是单纯的计算出结果，而是要去思考，去动手亲自去实践，去体会。通过此次课程设计可以提高我的自学意识和自学能力，给我一种不断去探索的动力，去开发自己潜力的欲望。
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