简易广告彩灯电路课设讲解

1、Protel软件应用课程设计说明书一一简易广告彩灯电路江西理工大学应用科学学院信息工程系Protel软件应用课程设计报告设计题目：简易广告彩灯电路专 业：通信工程班 级： 131 班学 号: 0807031312308070313122姓 名：黄希成同组人员：黄煌指导老师：曾璐完成日期：2016.6.13指导老师评语:得分：指导教师签名:目录1设计任务和性能指标 1.1.1 设计任务1.1.2 性能指标1.2设计方案与论证 1.3系统硬件设计2.3.1 电路原理图2.3.2 元器件清单3.3.3 元器件功能3.4绘制原理图和PCB6.5 PCB板制作、焊接与调试8.5.1 PCB板制作8.5.

2、2 元器件的焊接 1.25.3 系统的调试1.27总结13致谢13参考文献13Protel软件应用课程设计说明书一一简易广告彩灯电路1设计任务和性能指标1.1 设计任务以8050三极管为驱动，设计周期可调的彩灯闪烁电路。 通过设计电位器，改 变闪烁速度。给出彩灯闪烁周期的计算方法，选择电路元件并给出元件参数。利 用protel设计硬件电路原理图和PCB图。1.2 性能指标LED广告彩灯电品&采用两只NPN三极管8050驱动多只LED组成。1、以8050 三极管驱动放光二极管，发光二极管并联使用。2、闪烁快慢要求选择电阻和电容的参数。调节电位器Ri、R2的大小，可以改变闪烁速度。计算出闪

3、烁周期公式。 3、电压过高会烧坏发光二极管。工作电压从3V开始调大，当提供的电源电压高 于5V后应当用入一个2.227欧姆的电阻作为限流电阻，以免烧坏发光二极管。2设计方案与论证1、设计原理：这个电路由两个三极管控制亮暗，两边对称，各有一个电解 电容，当一侧电容充电时，该侧的发光二极管导通发光，此时另一侧电容放电， 同侧的发光二极管截止，不能发光。当放电结束后，开始充电；充电的一侧开始 放电，如此反复充电放电，就产生交替闪烁的现象。调节电阻值的大小可以改变 闪烁的频率。2、应该在5V后应当用入一个2.227欧姆的电阻作为限流电阻，以免烧坏发 光二极管。彩灯闪烁的周期是：T=0.7X(R+ R3

4、)XC2+0.7X (R2+ R4)XCi 3、分析：当接通电源时，Ci充电，同侧的发光二极管导通发光，电流一部分到 Q2基极，C2此时放电，为Q2集电极供电，Q2导通，C2放电，Qi截止，所以右侧 发光二极管不能导通。当Ci充电完成，C2放电完成后，Ci开始放电，C2充电， 相反的一侧发光二极管发光，另一侧截止。如此反复快速的充电放电，实现闪烁 的现象。我们都知道天底下没有两样相同的东西，电子元件也一样，所以总有一个差那么 一丢丢，电流也是相当现实的东西，总会选择先选择好的元件，因此我们假设 Af比As好一些，那么电流会先选择Af然后再选择 As,那么Af先导通，但是，Af导通时，电流经过R

5、i, R3在经过Ci完成一个回路，那么 Ci就可以像手机电池一样被充电，这时有贡献 电流流过电容，电容相当于短路，所以城门失火，殃及池鱼连着他的是As,意味着电流不往Q2去了，全被Ci抢了，完了，被迫关断，但是Q2也不是省油的灯，他也做了同样的事情，R2, C4流过电流也会往 C2去，对C2充电，相当短路，掐断 Af的电流补给，Af也 被迫关断，相当于同归于尽，As先挂掉，然后Af再挂，(总体来说就是电容两端的电压不iProtel软件应用课程设计说明书一一简易广告彩灯电路能突变，）亮灭了一次以后，很明显是As先灭，所以下次他笨鸟先飞，他先复活，（ Af关断的时间早于 Af,所以他导通时间也早于

6、 Af,虽然他们质量有差距，但是他们的起跑点 不一样），电容 C1先充电，所以他先充满，那么充满后没有贡献电流通过，此时的电容相 当于断路，这时 C1放电，电流与充电电流相反，R1, R3, C1的电流汇聚在 G点，流向Af的基极，使As先闭合，电源经过右边的LED再经过As的C2, E2极构成一个闭合回路， 同样的原理，Af也会跟着闭合，但是他们俩总是是阴阳两隔，无耻的无限开外挂复活，要 么As死，要么As死。就形成了交替闪烁的目的了。要能自动控制一只三极管的饱和和截止，按上一节电路的思路还需要再用一只三极管，并且两个三极管的导通和截止是相反的：一只管子导通时，另一只三极管就截止了。 在这里

7、我们也可以使用这种想法，但必须满足一个条件，当三极管处于饱和时，必须在它上面找到一个 可以使另一只三极管处于截止的电压或电流，而在三极管处于截止时，也必须在它上面找到一个可以使另一只三极管处于饱和的电压或电流，这样才可以使一只三极管的饱和能促使另一只三极管截止，而另一只三板管的截止也才能反过来促使这一只三极管的导通，形成一个“雪崩”。那么三极管上有没有这样一个地方能产生这样的电压呢？有，就是它的集电极。当三极管的基极电压提高而使三极管导通后，流过集电板的电流就会增加，而这个电流同时也流过集电极电阻，使它上面消耗的电压（叫做电阻的压降）增加，而电源的电压是不变的，电阻用掉的电压增加了， 三极管集

8、电板上的电压就肯定得下降，这下降的电压不正好能用于另一只三极管的截止吗？LED1M14根据这个思路，我们把一只三极管的基极接在另一只三极管的集电极上，而另一只三极管的基极也同样接在前一只三极管的集电极上，如图所示.因为一只三极管饱和而另一只三板管截止后，这个状态就被两只三极管牢牢地锁住了， 这不是长明灯就是长灭灯， 不是我们要的 闪光灯。要闪光，必须要有电容做的延时电路，这在上一节我们就知道了，把它加入到上面的电路中就可以了。3系统硬件设计3.1电路原理图3.2元器件清单序号名称规格;数星法注11k/C.25W2微调电阻10k/卧式23电解电容220pF/16V2耐性个小于16V4发光二楼管立

9、式/小圆形 色55发光二极管立式/小图形/红 色56三极管805027接线端子3辆13.3元器件功能3.3.1微调电阻RM065 L»AA.电器特性阻值范围：1002.2MQ阻值特性：B最高使用电压：不超过50V额定功率：0.1W残留阻值：不超过标称阻值的5%最大不超过 30 Q旋转寿命：空载旋转 100圈后，阻值变化最大为士 15%负载寿命：加载额定功率3小时，阻值变化最大为士 5%B.机械特性旋转角度：200° ±20°旋转力矩：60150g.cm止档强度：大于 500g.cm机械强度：电阻片可承受 1KG压力不破裂C.环境特性工作环境温度：-5C7

10、0c温度特性：以 70c烤5小时，阻值变化在 5%-30%以内湿度特性：加额定功率，在40 c与90%勺相对湿度环境下 350h,阻值变化最大 20%D.焊锡条件焊锡温度：250c焊锡时间：2秒3.3.2 发光二极管发光二极管的反向击穿电压约5伏。它的正向伏安特性曲线很陡，使用时必 须用联限流电阻以控制通过管子的电流。限流电阻R可用下式计算：R= (EUf)/If。式中E为电源电压，Uf为LED的正向压降，If为LED的一般工作电流。发光二极管的核心部分是由 叫半导体和N型半导体组成的晶片，在P型半导 体和N型半导体之间有一个过渡层，称为 PN结。在某些半导体材料的PN结中， 注入的少数载流子

11、与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转换为光能。PN结加反向电压，少数载流子难以注入，故不发光。 这种利用注入式电致发光原理制作的二极管叫发光二极管，通称LED。当它处于正向工作状态时(即两端加上正向电压)，电流从 LED阳极流向阴极时，半导 体晶体就发出从紫外到红外不同颜色的光线，光的强弱与电流有关。如图 3-2.图3-2发光二极管3.3.3 三极管管脚识别方法：(a)判定基极。用万用表RX100或RX1k挡测量管子三个电极中每两个极之间的 正、反向电阻值。当用第一根表笔接某一电极，而第二表笔先后接触另外两个电 极均测得低阻值时，则第一根表笔所接的那个电极即为基

12、极bo这时，要注意万用表表笔的极性，如果红表笔接的是基极 bo黑表笔分别接在其他两极时，测得 的阻值都较小，则可判定被测管子为 PNP型三极管；如果黑表笔接的是基极b, 红表笔分别接触其他两极时，测得的阻值较小，则被测三极管为NPN型管。(b)判定三极管集电极c和发射极e。(以PNP型三极管为例)将万用表置于 RX100或RX1K挡，红表笔基极b,用黑表笔分别接触另外两个管脚时，所测得的 两个电阻值会是一个大一些，一个小一些。在阻值小的一次测量中，黑表笔所接9管脚为集电极；在阻值较大的一次测量中，黑表笔所接管脚为发射极11 白鹏”左 3 处图3-1三极管4绘制原理图和PCB制作确定设计目标后，

13、用Protel DXP软件绘制出电路原理图，绘制过程如下：1、打开Protel DX啾件，新建一个“简易广告彩灯电路.PRJPCB工程，在 此工程下再新建一个“简易广告彩灯电路.SCHDOC原理图文件。2、根据要求，画出电路原理图。在此过程中，注意选择元器件及对应的封装，阻值大小及相关的性能。绘制原理图如下：1上3、原理图绘制完成以后，对所绘制的原理图进行编译。选择Project->Protel "，生成实用报表,4、完成以后将所有元器件都封装，将电气连接都导入 PCB中，连接如图所 示。5 PCB板制作、焊接与调试5.1 PCB板制作(1)将生成的PCB打印到转印纸上后，选择

14、合适大小的覆铜板，将转印纸有电 路图的一面紧贴覆铜板有铜的一那面， 转印纸紧紧包住覆铜板，然后将裹有转印 纸的覆铜板放到转印机中转印。(2)转印完成后等待覆铜板冷却，然后撕开转印纸，将覆铜板放到腐蚀液中 腐蚀。(3)等待大约20-30分钟，知道覆铜板上多余的铜全部被腐蚀掉，覆铜板变 成带有线路的透明的黄色塑料板。(4)将塑料板切割成合适的大小，注意电路板线路的完整性，用砂纸或者 锤刀将板子边缘打磨光滑。(5)用合适钻头的钻孔机给板子上的焊盘打孔， 注意将钻头对准焊盘中心。(6)用砂纸将电路板上线路的一层碳膜轻轻擦掉，会出现铜黄色的线路。PCB板基本制作完成。PCB板制作过程中遇到的问题及解决办

15、法：(1)在钻三极管时会将两个孔钻到一起导致短接。解决办法：钻孔时将两边 的孔钻的离中间远点。(2)敷铜板转印完成后，有些线路会出现断裂或者没有印到敷铜板上。 解决 办法：用转印笔在出现断裂的线路上轻轻地描，注意不要连到其他线路上。(3)钻孔过程中，误将线路钻断了。解决办法：焊接时将锡丝熔化后将断 点连上。nun«Protel软件应用课程设计说明书一一简易广告彩灯电路Protel软件应用课程设计说明书一一简易广告彩灯电路13打印电路板腐蚀电路板钻孔5.2 元器件的焊接焊接顺序先测量，做好记录；在清洁，挂锡焊接；最后检查质量。(1)右手持电路铁。左手压住元件或导线。焊接前，电烙铁要充分

16、预热烙铁 头刃面上要吃锡，及带上一定量焊接。 将烙铁头刃面紧贴在焊点处。电路铁与 水平面大约成60度角。(2)锡可以从烙铁头上流到到焊点上。将烙铁在焊点处停留的时间控制2-3秒钟。(3)抬开烙铁头。左手仍持元件不动。待焊点处得锡冷却凝固后，才可 以松开左手。5.3 系统的调试调试准备一一检查电：在通电调试之前，必须认真检查电路连线是否正确，对照电路图按照一定顺序一一检查： 特别要注意电源是否接错，电源与地是否有 短接，二极管是否接反，三极管三个引脚是否接错，继电器的常通和常开脚，开 关的两个脚，轻轻拨一拨元器件，观察焊点是否牢固。调试：根据本设计中的电路原理图进行实物的连接，焊接连接各元件即可

17、。连接完成后，引出两根根导线，一根导线接 +6V电源的正极，另一根导线接地， 接好线后，刚开始第一次闭合开关，按下开关发出悦耳的“叮咚”观察持续的时 间长短，达到了预期的效果。与设计的内容基本相符合。同样设计中仍然存在误 差，这是由于元器件参数的精度不够、 实物连接时引附加阻值、性能不够高以及 环境温度等多方面的影响所致。在实际生活中可以通过多种措施来提高输出音频 信号的的稳定度，如可以选择电容的并联使电容的值更精确； 同时外界温度也会 影响实验的精确性。6总结本次课设是完成一个简易广告彩灯电路设计，首先通过查找书籍资料，首 先进行电路原理图的设计、绘制以及PCB版图制作，然后对电路中的各个部

18、分进 行调整修改，按照设计的电路原理图完成实物的连接， 连接后在实验室不断地调 试、修改，最后得到设计要求。此次 protel课程设计对我们的总体电路的设计的 要求更严格，需要通过翻阅复习以前学过的知识确立了实验总体设计方案，然后逐步细化进行各模块的设计；其次，在电路实现的过程中总会出现一些问题， 需 要我们细心解决，所以这周下来，我对电路故障的排查能力有了很大的提高； 再 次，通过此次课程设计，我对设计所用到的软件Protel软件有了更加深刻地了解， 这对我们以后的工作和学习的帮助都很有用处。当然，经过了课程设计，我也发现了自己的很多不足。但是通过自己的动手动脑，既增加了知识，又给了我专业 知识以及专业技能上的提升，我也会更加努力，认真学习，争取在以后的课程中 做得更好！致谢在