电子工艺实习论文
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
*********51616*********7272828*1Component_1V-In1Gnd2V-Out3U1LM3170.1ufC2Cap0.1ufC1Cap220R1Res1BOT2TOP1TAP31KR2RPotVCC1234P1Header 4GND123P2Header 31uFC9Cap4.7ufC5Cap12P6Header 2GNDGNDGNDGNDGNDGND12P3Header 210KR3Res247kR4Res212P5Header 20.1FC4Cap0.1uFC7Cap10KR6Res***88*2lm3861.2KR5Res210ufC3Cap10ufC6Cap250ufC8CapBOT2TOP1TAP310KR7RPot10R8Res2GNDGNDGNDVCCGNDGNDGND0.1ufC10Cap1234P4Header 412j1Header 2 ******16****** 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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