电子元器件课程设计

1、电子元器件认识与系统设计报告 专 业:自动控制班 级:姓 名:学 号:指导教师:左 静兰州交通大学自动化与电气工程学院 2013 年 7月 11日流水灯控制电路1 设计目的本次课程设计就是用小功率 LED 作为发光体替代实验室中价格昂贵的钠光灯 或白炽灯,以 CD4017计数器为基础设计的循环流水灯。 掌握 555多谐振荡器、 译码器、 CD4017计数器的逻辑功能和工作原理, 设 计流水灯电路图,分析与设计时序控制电路; 画出流水灯的整机逻辑电路图,掌握流水灯工作原理及其设计方法,并对 各种元器件的功能和应用有所了解,并能对其在电路中的作用进行分析; 掌握电路原理和分析电路设计流程,每个电路

2、的设计都要有完整的设计流 程,这样才能在分析电路中有良好的思路,便于查找出错的原因。2 设计任务整个课程设计由我和 XX 同学共同完成,我俩的任务分配如下: 我们确定了题目及后续的思路设计和原理图的设计; 整体原理电路的说明和实物电路的搭建与焊接由我完成,方案的设计和市 场调研由 XX 同学完成; 待功能实现后,进行了设计报告的编写。3 市场调研电路设计完成后,根据电路原理图所需元器件,列出了较常用元器件和芯片 的清单,对重要元器件和芯片做出了标注,并且在网络上搜,制集了大量的资料, 调以方便我们接下来要进行的调研活动。在明确了调研目的及内容后了定市场研 计划,去西北电子商贸城进行实地调研,通

3、过市场调研,对各种主流芯片和元器 件有了更多的认识与了解,同时对我们所需要的信息做了细致地了解和记录,帮 助我们更好地完成了后来的实物搭建。在市场调研中,我们对电路中出现的电子元器件进行了了解和分析,在这过 程中发现电路中不好购买的元器件及其代替品,该电路就被放弃。同时在不同店 铺寻问各元器件的价格,选择便宜的购买。最后详细的记录购买元器件的名称、 规格、参数、单价等。4 功能随着 LED 技术的不断发展以及 LED 在低功耗、长寿命、环保等方面的优势, LED 应用领域逐渐增多, LED 的应用已经从最初的指示灯应用转向更具发展潜力 的显示屏,景观照明、背光源、汽车车灯、交通灯、照明等领域,

4、 LED 应用正呈 现出多样化发展趋势。此次课设利用 555定时器、可变电阻普通电阻、电解电容以及普通电容构成 可调驱动电路,驱动 CD4017计数器构成的译码电路,使 LED 依次循环发光,从 而组成循环流水灯。5 方案本设计采取的方案是:由振荡电路、译码电路和光源电路三部分组成。选用 的脉冲发生器是由 555定时器与电阻、电容组成的多谐振荡器组成,其中 555定时器构成时基振荡电路产生输出时基脉冲,主要是为灯光流动控制器提供流动控 制的脉冲,灯光流动控制器由一个十进制计数脉冲分配器 CD4017和若干电阻组 成,用来控制流水灯的流向。6 电路6.1 工作原理原理电路图由振荡电路、译码电路和

5、光源电路三部分组成。当第一个脉冲到 来时 Q 0输出高电平, LED 1亮,第二个脉冲到来时, Q 1输出高电平, LED 2亮,直 到 Q 9输出高电平, LED 10亮,接着进行下一轮输出。在设计电路时,本电路选用的脉冲发生器是由 NE555与 R 2、 R 3及 C 3组成的 多谐振荡器组成。主要是为灯光流动控制器提供流动控制的脉冲,灯光的流动速 度可以通过调节 R 2、 R 3及 C 3的参数来控制。 灯光流动控制器由一个十进制计数脉 冲分配器 CD4017构成。接通电源后,振荡电路通过 3端输出连续脉冲,输入到 CD4017的脉冲输入端 CP0, 使其对应的输出端依次变为高电平状态,

6、 LED 依次点 亮,实现循环。该电路的根本任务将稳定脉冲变成时间信号,实现这一功能可用触发器、计 数器等。本设计采用的是计数器将稳定的脉冲信号转变成数字信号输出给译码器。 6.2电路原理图根据设计要求所设计的电路如图 6.1所示: V DD图 6.1 流水灯控制电路图6.3 芯片引脚说明电路所用芯片有 NE555和 CD4017,现就两芯片引脚及接法介绍如下: (1 NE555,引脚图如图 6.2所示: 图 6.2 NE555管脚图1 脚 (GND 接地 2 脚 (TL 低电平触发 3 脚 (OUT 电路输出端 4 脚 (R D 电路复位端 5 脚 (Vc 电压控制端 6 脚 (TH 高电平

7、触发 7 脚 (CT 放电端 8 脚 (Vcc 电源端(2 CD4017,引脚图如图 6.3所示: GNDQ Q Q Q Q Q Q图 6.3 CD4017管脚图引出端功能符号说明:TC :进位脉冲输渊 CP :时钟输入端 MR :清除端 CE :禁止端Q0-Q9 计数脉冲输出端 VCC :正电源 GND :地7 元器件清单根据电路设计所需元件,我们进行了市场调研,并购置了所需的元件,各元 件如表 7.1所示:表 7.1元器件清单表名称 型号 参数 数量 生产厂家 单价(元 555定时器 NE555 1 深圳市创林电子有限公司 2.0芯片 4017 CD4017 1 深圳市创林电子有限公司 2

8、.0瓷片电容 10nF 1 深圳市创林电子有限公司 0.2电解电容 2. 2F 1 北京万喜高科电子有限公司 0.2电解电容 220F 1 北京万喜高科电子有限公司 0.2开关 钮子开关 1 北京万喜高科电子有限公司 1.5发光二极管 红 3mm 3 陕西博大电子有限公司 0.3发光二极管 黄 3mm 2 陕西博大电子有限公司 0.3发光二极管 绿 3mm 2 陕西博大电子有限公司 0.3发光二极管 白 3mm 3 陕西博大电子有限公司 0.5电阻 碳素电阻 1002 北京万喜高科电子有限公司 0.1电阻 碳素电阻 10k 1 北京万喜高科电子有限公司 0.1电阻 3296 50k 1 北京万

9、喜高科电子有限公司 0.1芯片座 8脚 1 陕西博大电子有限公司 0.2芯片座 16脚 1 陕西博大电子有限公司 0.2杜邦线 10 陕西博大电子有限公司 0.5导线 若干 陕西博大电子有限公司 2.0定位螺丝 4 陕西博大电子有限公司 0.5电源 9v 电池 1 深圳新科电子公司 2.5电路板 55*72 1 河南宇飞电子器件公司 12.0 焊锡 C 型活性焊锡 1 胶州市墨河铅锡材料厂 15.08 总结本次课程设计持续了一个星期,时间很紧,学院安排了任务之后,我们做了 初步的了解并和指导老师进行了沟通,我和 XX 同学分到了一组,确定了课设任务 和题目,我们组的题目是流水灯控制电路,拿到题

10、目后,我们就开始认真研读设 计任务书,明确设计内容和要求,并查阅与之相关的资料,进行电路设计。此次 我主要做的工作是电路原理的说明和实物电路的搭建与焊接,在课程设计过程中 遇到了不少困难和麻烦,但最终还是实现了功能,具体问题有以下两点: 确定设计原理图后,由我对其进行详细的说明,但是,由于有些元器件和 电路目前还没有系统的学习,完全不知道该如何下手,之后通过查阅资料、向他 人咨询、市场调研等方式进行了进一步的了解和说明; 原理以及方案确定后,我就进行了实物电路的搭建与焊接,由于焊接技术 不好,没有此类的焊接经验,经常把焊锡连在一起,造成了短路,这样,又进行 了消除,断断续续最终还是焊接完成了,通电后发现灯不闪,再次检查后发现是 芯片管脚搭错,看了一下也没法修改,于是,又重新购置了器件,重新焊接,有 了上次的经验,这次很快就焊好了,进行调试后,功能实现了。通过本次课程设计，使