首先，我们来了解一下电路板。 前面提到，面包板可以用来构建电路，但在实际的电子设备中，我们通常使用电路板。 电路板主要用于固定元器件，使元器件之间进行可靠连接。
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电路板基板常用不燃玻璃纤维、酚醛树脂、电木等材料制成。 电路连接是利用其表面贴附的铜片进行的，相当于电线； 元件的引脚通过熔化和凝固的金属连接到铜片上。 这里使用的金属通常是焊料，将元件连接到电路板上的过程称为焊接。 电路板上与元件引脚连接的铜部分称为焊盘，在焊接前暴露在外。 在工业生产的电路板上，通常会提前去除非焊盘的铜。 涂绝缘漆可以避免氧化，也有利于焊接（因为焊接时，熔化的焊锡很容易粘在铜片上，涂绝缘漆可以防止其粘在上面，使焊锡只在焊盘上）。 单层电路板只有一面覆铜，而双面电路板两面都有覆铜。 对于简单电路来说，单层或双层就足够了。 对于一些复杂的电路，可能会使用更多层的电路板，并且电路板内部还有铜层。 例如，电脑和手机的主板通常有很多层。
之前已经介绍过直插式和贴片式元件封装。 直插式封装器件需要在电路板上钻孔。 电路板的一侧有铜焊盘，元件引脚从另一侧插入，通过焊料与焊盘连接。 SMD 器件不需要钻孔。 焊盘位于电路板的一侧，元件也放置在这一侧。 它们与焊盘对齐并直接用焊料连接。
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图中最上面几个引脚非常密集的引脚是贴片元件，其他的都是直插元件。 图中红色区域为覆铜，涂有绝缘漆。 右边的 XIN 和 XOUT 字符中有几个左边不存在。 焊盘。
印刷电路板
电路板根据其通用性分为两种类型。 一种是专用于某一类电路的印刷电路板（PCB=印刷电路板），另一种是通用型万能焊锡板。
我们使用的量产电子产品通常是用PCB来实现的。 PCB首先通过计算机软件进行设计，然后通过一定的工艺流程进行批量生产。 将电路板上的铜加工成特征形状（就像打印机打印的图案一样），并铺设在设计的地方。 洞。 那么这种PCB可以直接与元件焊接组装。 焊接装配也可以由装配线上的机器人自动完成，大大提高了生产效率。
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PCB设计图
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PCB成品
万能焊板
事实上，我们自己制作了一些简单的电路，使用更通用的焊板。 通用焊锡板，又称穿孔板，是一种通用电路板。 通用焊盘也可以看作是一种特殊的PCB。 有点像面包板，万能焊盘上面有很多孔，可以用来插接元件，根据需要形成各种电路。 不同的是万能焊板是通过焊接连接的，所以工作会稳定可靠很多，但是制作会麻烦一些。 万能焊板上通常有很多有规律分布的焊盘，焊盘之间是独立的，互不相连，或者每隔几个焊盘按规则连接在一起（具体使用时要注意这一点）。 通用焊接板通常使用电线或焊料来连接元件。
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玻璃纤维单面单孔万能板（反面覆铜）
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电木材质单面单孔万能板（反面覆铜）
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电木材质单面单孔万能板（正面无覆铜）
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多用板工作原理，多用板的正面可以用电线连接电路。
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万能板工作原理，万能板的反面用于用焊料或导线进行电路连接，同时可以焊接一些贴片元件。
自制PCB
因为万能焊锡板在做电路的时候总是要用电线和焊锡来连接自己，所以焊接起来会比较麻烦。 万能焊板也有局限性（例如有些SMD器件很难焊接）。 如果有需要，我们也可以自己制作PCB，或者设计PCB并请工厂帮助加工和制造。 整体工艺比较复杂，尤其是设计PCB比较耗时，但一旦设计完成，制作电路板的速度非常快，因此适合批量生产。 制作 PCB 的常用方法是热转印方法。 你可以在网上找到它。 我的博客上也有相关文章。
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USB声卡采用自制PCB，正面直插元件
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USB声卡采用自制PCB，背面覆铜，贴片元件
面包板和电路板
通常面包板用于电路实验。 实验完成后，确认电路可以工作，然后使用电路板制作成品。 如果你读过史蒂夫·乔布斯的传记，你就会知道，第一代苹果电脑设计时，沃兹是负责电路设计的人，乔布斯负责帮助沃兹组装面包板。 面包板上搭建的电路验证通过后，就可以实际制作电路板了。
焊接
焊接是通过高温熔化和连接金属或塑料等热塑性材料的过程。 焊接有很多种，这里我们说的是有铅焊接。 铅焊接通过熔化导电焊料将电路元件连接到电路板。
手工焊接通常使用含铅焊料，其主要成分是铅和锡。 锡是一种低熔点金属。 当添加铅形成合金时，熔点变得更低，熔化后很容易与铜等金属结合。 结合。 一般含有40%左右的重金属铅，焊锡丝中间通常填充有松香等助焊剂（可以使焊料更加附着，使焊点表面光滑）。 虽然也可以使用无铅焊料，但无铅焊料通常含有银等贵金属，价格昂贵，而且手工焊接效果不是很好。
焊料中的工业松香主要用于油漆、造纸、橡胶制造等，对人体毒性不大，但常含有重金属和铅等有毒化合物，以及氧化后产生的过氧化物，会影响人体健康。
含铅焊料受热时，部分松香会挥发成蒸气，少量的铅也会升华，成为铅蒸气； 这两种物质都有轻微毒性。 因此，焊接时要注意尽量减少吸入这些气体并加强通风。 焊接后立即洗手。
不过也不必太担心，它有轻微的毒性，而且是微量的，不会造成太大的危害。 不过，为了自己的健康，还是需要注意通风，尽量减少吸入。
具体焊接操作技巧请参考网上资料，这里不再介绍。
接线
我们实际搭建的电路与电路图上画的电路连接情况是一致的，但在具体器件排列等方面有所不同。
绘制电路图的原则是尽可能简洁易读，因此接地用地符号，电源用VCC符号并标注电压或以其他方式说明。 附图中并非所有内容都必须连接在一起。 集成电路的引脚顺序有时是混乱的。 例如下图中的电子表电路，采用的是AT89C52单片机，但引脚并没有按照实际单片机引脚的顺序排列。
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所以在根据电路图制作实际电路时，我们需要对电路进行接线。 对于PCB设计来说，最重要的工作就是布线。
布线原本是一个非常复杂的问题。 电线有电阻。 对于一些大电流电路，电阻会导致电线上电压损失，也可能导致电线过热烧毁。 对于弱电流电路（如心电图采集），外部很小。 干扰会影响电路； 对于高频电路，元件上会产生电磁场，这些电磁场可能会相互干扰。 使用过收音机或老式天线电视的同学会发现，有时人靠近天线可能会影响接收广播信号的质量。 这是因为人体相当于一个大导体，会干扰电磁波的传输。
但你不必担心这个问题。 对于51单片机电路，我们在接线时基本上只需要考虑几点：第一，电路连接正确，无短路或断路； 则焊接可靠，无虚焊（看似焊接但实际未连接）； 然后尽可能减少电路交叉连接，并尽可能保持电路的整体外观良好。
准备材料和工具
合适尺寸的通用焊盘，一些电线和排针
DIP40封装的STC89C52RC微控制器（STC89C5x也可以），配套DIP40封装的IC座
11.0592MHz晶振，两个30pF电容（用于时钟电路）
10uF电容，10k电阻（复位电路用）
USB-TTL下载线（用于程序烧录，稍后文章详细介绍）
六针自锁开关（作为电源开关，可以通过插拔线来省略和更换）
焊接工具：烙铁（或焊台）、焊锡丝、助焊剂（松香等）
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排针焊接在电路板上，母杜邦线可以直接插上，然后连接到USB-TTL转接板。
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可以看到USB-TTL转接板上也有排针，可以使用上一篇文章介绍的杜邦线轻松连接。
这里还需要说明的是IC插座（Integrated Circuit，IC=集成电路）。 本来单片机是可以直接焊接到电路板上的，但是我们自己焊接的时候，往往会使用IC插座。 我们将IC座焊接到单片机原来所在的位置（IC座上也有一个缺口，最好与单片机的缺口对齐），焊接完成后将单片机插入IC座中。
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各种IC座
使用 IC 支架有很多好处。 首先，如果焊接不熟练，焊接时间过长，元件会过热，可能会损坏集成电路。 焊接IC座而不是集成电路会好得多。 IC固定座仅由金属和塑料制成，不易损坏。 焊接后，插入微控制器。 其次，如果单片机坏了，我们可以直接将单片机从插座上取下来更换。 第三，单片机毕竟比较贵。 如果完成一圈之后不使用就有点浪费了。 使用插座，我们可以在完成电路后移除微控制器并在其他电路中重复使用它。
最小系统板
下面是一张焊接好的最小系统板，供大家参考（由于时间关系，我没有亲自焊接拍照。这个是在网上找到的。它采用的是双面多用板，两面都有焊盘。一般建议使用单面板，在没有焊盘的一面插入元件，然后在另一面焊接）。
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用于通用板焊接的最小系统板
后面我们会继续介绍另外两种准备实验板的方法。
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