簡(jiǎn)易廣告彩燈電路課設(shè)講解

1、Protel軟件應(yīng)用課程設(shè)計(jì)說明書一一簡(jiǎn)易廣告彩燈電路江西理工大學(xué)應(yīng)用科學(xué)學(xué)院信息工程系Protel軟件應(yīng)用課程設(shè)計(jì)報(bào)告設(shè)計(jì)題目：簡(jiǎn)易廣告彩燈電路專業(yè)：通信工程班級(jí)：131班學(xué)號(hào)：0807031312308070313122姓名：黃布成同組人員：黃煌指導(dǎo)老師：曾璐完成日期：2016613指導(dǎo)老師評(píng)語：得分：指導(dǎo)教師簽名：目錄1設(shè)計(jì)任務(wù)和性能指標(biāo) 1.1.1設(shè)計(jì)任務(wù)1.1.2性能指標(biāo)1.2設(shè)計(jì)方案與論證 1.3系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)2.3.1電路原理圖2.3.2元器件清單3.3.3元器件功能3.4繪制原理圖和PCB6.5 PCB板制作、焊接與調(diào)試8.5.1 PCB板制作8.5.2元器件的焊接 1.25.3

2、系統(tǒng)的調(diào)試1.27總結(jié)13致謝13參考文獻(xiàn)13Protel軟件應(yīng)用課程設(shè)計(jì)說明書一一簡(jiǎn)易廣告彩燈電路1設(shè)計(jì)任務(wù)和性能指標(biāo)1.1設(shè)計(jì)任務(wù)以8050三極管為驅(qū)動(dòng)，設(shè)計(jì)周期可調(diào)的彩燈閃爍電路。 通過設(shè)計(jì)電位器，改 變閃爍速度。給出彩燈閃爍周期的計(jì)算方法，選擇電路元件并給出元件參數(shù)。利 用protel設(shè)計(jì)硬件電路原理圖和PCB圖。1.2性能指標(biāo)LED廣告彩燈電路采用兩只NPN三極管8050驅(qū)動(dòng)多只LED組成。1、以8050 三極管驅(qū)動(dòng)放光二極管，發(fā)光二極管并聯(lián)使用。2、閃爍快慢要求選擇電阻和電容的參數(shù)。調(diào)節(jié)電位器Ri、R2的大小，可以改變閃爍速度。計(jì)算出閃爍周期公式。 3、電壓過高會(huì)燒壞發(fā)光二極管。工

3、作電壓從3V開始調(diào)大，當(dāng)提供的電源電壓高 于5V后應(yīng)當(dāng)串入一個(gè)2.227歐姆的電阻作為限流電阻，以免燒壞發(fā)光二極管。2設(shè)計(jì)方案與論證1、設(shè)計(jì)原理：這個(gè)電路由兩個(gè)三極管控制亮暗，兩邊對(duì)稱，各有一個(gè)電解 電容，當(dāng)一側(cè)電容充電時(shí)，該側(cè)的發(fā)光二極管導(dǎo)通發(fā)光，此時(shí)另一側(cè)電容放電， 同側(cè)的發(fā)光二極管截止，不能發(fā)光。當(dāng)放電結(jié)束后，開始充電；充電的一側(cè)開始 放電，如此反復(fù)充電放電，就產(chǎn)生交替閃爍的現(xiàn)象。調(diào)節(jié)電阻值的大小可以改變 閃爍的頻率。2、應(yīng)該在5V后應(yīng)當(dāng)串入一個(gè)2.227歐姆的電阻作為限流電阻，以免燒壞發(fā) 光二極管。彩燈閃爍的周期是：T=0.7X (R+ R3)X C2+0.7X (R2+ R4) X

4、Ci3、分析：當(dāng)接通電源時(shí)，Ci充電，同側(cè)的發(fā)光二極管導(dǎo)通發(fā)光，電流一部分到 Q2基極，C2此時(shí)放電，為Q2集電極供電，Q2導(dǎo)通，C2放電，Qi截止，所以右側(cè) 發(fā)光二極管不能導(dǎo)通。當(dāng)Ci充電完成，C2放電完成后，Ci開始放電，C2充電， 相反的一側(cè)發(fā)光二極管發(fā)光，另一側(cè)截止。如此反復(fù)快速的充電放電，實(shí)現(xiàn)閃爍 的現(xiàn)象。我們都知道天底下沒有兩樣相同的東西，電子元件也一樣，所以總有一個(gè)差那么 一丟丟，電流也是相當(dāng)現(xiàn)實(shí)的東西，總會(huì)選擇先選擇好的元件，因此我們假設(shè) Af比As好一些，那么電流會(huì)先選擇Af然后再選擇 As，那么Af先導(dǎo)通，但是，Af導(dǎo)通時(shí)，電流經(jīng)過Ri， R3在經(jīng)過Ci完成一個(gè)回路，那么

5、Ci就可以像手機(jī)電池一樣被充電，這時(shí)有貢獻(xiàn) 電流流過電容，電容相當(dāng)于短路，所以城門失火，殃及池魚連著他的是As，意味著電流不往Q2去了，全被Ci搶了，完了，被迫關(guān)斷，但是Q2也不是省油的燈，他也做了同樣的事情，R2，C4流過電流也會(huì)往 C2去，對(duì)C2充電，相當(dāng)短路，掐斷 Af的電流補(bǔ)給，Af也 被迫關(guān)斷，相當(dāng)于同歸于盡，As先掛掉，然后Af再掛，(總體來說就是電容兩端的電壓不iiProtel軟件應(yīng)用課程設(shè)計(jì)說明書一一簡(jiǎn)易廣告彩燈電路能突變，）亮滅了一次以后，很明顯是As先滅，所以下次他笨鳥先飛，他先復(fù)活，（Af關(guān)斷的時(shí)間早于 Af,所以他導(dǎo)通時(shí)間也早于 Af,雖然他們質(zhì)量有差距，但是他們的起跑

6、點(diǎn) 不一樣），電容 C1先充電，所以他先充滿，那么充滿后沒有貢獻(xiàn)電流通過，此時(shí)的電容相 當(dāng)于斷路，這時(shí) C1放電，電流與充電電流相反，R1，R3，C1的電流匯聚在 G點(diǎn)，流向Af的基極，使As先閉合，電源經(jīng)過右邊的LED再經(jīng)過As的C2, E2極構(gòu)成一個(gè)閉合回路， 同樣的原理，Af也會(huì)跟著閉合，但是他們倆總是是陰陽兩隔，無恥的無限開外掛復(fù)活，要 么As死，要么As死。就形成了交替閃爍的目的了。要能自動(dòng)控制一只三極管的飽和和截止，按上一節(jié)電路的思路還需要再用一只三極管，并且兩個(gè)三極管的導(dǎo)通和截止是相反的：一只管子導(dǎo)通時(shí)，另一只三極管就截止了。在這里我們也可以使用這種想法，但必須滿足一個(gè)條件，當(dāng)三

7、極管處于飽和時(shí)，必須在它上面找到一個(gè) 可以使另一只三極管處于截止的電壓或電流，而在三極管處于截止時(shí)，也必須在它上面找到一個(gè)可以使另一只三極管處于飽和的電壓或電流，這樣才可以使一只三極管的飽和能促使另一只三極管截止，而另一只三板管的截止也才能反過來促使這一只三極管的導(dǎo)通，形成一個(gè)“雪崩”。那么三極管上有沒有這樣一個(gè)地方能產(chǎn)生這樣的電壓呢？有，就是它的集電極。當(dāng)三極管的基極電壓提高而使三極管導(dǎo)通后，流過集電板的電流就會(huì)增加，而這個(gè)電流同時(shí)也流過集電極電阻，使它上面消耗的電壓（叫做電阻的壓降）增加，而電源的電壓是不變的，電阻用掉的電壓增加了， 三極管集電板上的電壓就肯定得下降，這下降的電壓不正好能用

8、于另一只三極管的截止嗎？根據(jù)這個(gè)思路，我們把一只三極管的基極接在另一只三極管的集電極上，而另一只三極管的基極也同樣接在前一只三極管的集電極上，如圖所示.因?yàn)橐恢蝗龢O管飽和而另一只三板管截止后，這個(gè)狀態(tài)就被兩只三極管牢牢地鎖住了，這不是長(zhǎng)明燈就是長(zhǎng)滅燈， 不是我們要的閃光燈。要閃光，必須要有電容做的延時(shí)電路，這在上一節(jié)我們就知道了，把它加入到上面的電路中就可以了。3系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1電路原理圖3.2元器件清單序號(hào)名稱規(guī)相備注11k/0.25W2微調(diào)電廻10燈臥式23電壻電容220pF/16V2耐壓不小于16V4發(fā)光二扱管立式/小圓形/綠 色55發(fā)光二極曽立式/小園形/紅 色56三扱管805027

9、播線端子3師13.3元器件功能331微調(diào)電阻10RM065 LAA. 電器特性阻值范圍：1002.2M Q阻值特性：B最高使用電壓：不超過 50V額定功率：0.1W殘留阻值：不超過標(biāo)稱阻值的5%最大不超過 30 Q旋轉(zhuǎn)壽命：空載旋轉(zhuǎn) 100圈后，阻值變化最大為士 15% 負(fù)載壽命：加載額定功率3小時(shí)，阻值變化最大為士 5%B. 機(jī)械特性旋轉(zhuǎn)角度：200 士 20旋轉(zhuǎn)力矩60150g.cm止檔強(qiáng)度：大于500g.cm機(jī)械強(qiáng)度：電阻片可承受1KG壓力不破裂C. 環(huán)境特性工作環(huán)境溫度：-5C70C350h，阻值變化最大 20%溫度特性：以 70C烤5小時(shí)，阻值變化在 5%-30%以內(nèi) 濕度特性：加額

10、定功率，在 40 C與90%的相對(duì)濕度環(huán)境下D. 焊錫條件 焊錫溫度：250C 焊錫時(shí)間：2秒332發(fā)光二極管發(fā)光二極管的反向擊穿電壓約5伏。它的正向伏安特性曲線很陡，使用時(shí)必 須串聯(lián)限流電阻以控制通過管子的電流。限流電阻R可用下式計(jì)算：R= (E Uf)/If。式中E為電源電壓，Uf為L(zhǎng)ED的正向壓降，If為L(zhǎng)ED的一般工作電流。發(fā)光二極管的核心部分是由P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體組成的晶片，在P型半導(dǎo) 體和N型半導(dǎo)體之間有一個(gè)過渡層，稱為 PN結(jié)。在某些半導(dǎo)體材料的PN結(jié)中， 注入的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復(fù)合時(shí)會(huì)把多余的能量以光的形式釋放出來，從而把電能直接轉(zhuǎn)換為光能。PN結(jié)加反向電壓，少數(shù)載流

11、子難以注入，故不發(fā)光。 這種利用注入式電致發(fā)光原理制作的二極管叫發(fā)光二極管，通稱LED。當(dāng)它處于正向工作狀態(tài)時(shí)(即兩端加上正向電壓)，電流從 LED陽極流向陰極時(shí)，半導(dǎo) 體晶體就發(fā)出從紫外到紅外不同顏色的光線，光的強(qiáng)弱與電流有關(guān)。如圖3-2.圖3-2發(fā)光二極管3.3.3三極管管腳識(shí)別方法(a) 判定基極。用萬用表RX100或Rxik擋測(cè)量管子三個(gè)電極中每?jī)蓚€(gè)極之間的正、反向電阻值。當(dāng)用第一根表筆接某一電極，而第二表筆先后接觸另外兩個(gè)電 極均測(cè)得低阻值時(shí)，則第一根表筆所接的那個(gè)電極即為基極b。這時(shí)，要注意萬用表表筆的極性，如果紅表筆接的是基極 b。黑表筆分別接在其他兩極時(shí)，測(cè)得 的阻值都較小，則

12、可判定被測(cè)管子為 PNP型三極管；如果黑表筆接的是基極b， 紅表筆分別接觸其他兩極時(shí)，測(cè)得的阻值較小，則被測(cè)三極管為NPN型管。(b) 判定三極管集電極c和發(fā)射極e。(以PNP型三極管為例)將萬用表置于 RX100或RX1K擋，紅表筆基極b,用黑表筆分別接觸另外兩個(gè)管腳時(shí)，所測(cè)得的 兩個(gè)電阻值會(huì)是一個(gè)大一些，一個(gè)小一些。在阻值小的一次測(cè)量中，黑表筆所接管腳為集電極；在阻值較大的一次測(cè)量中，黑表筆所接管腳為發(fā)射極IMS圖3-1三極管4繪制原理圖和PCB制作確定設(shè)計(jì)目標(biāo)后，用Protel DXP軟件繪制出電路原理圖，繪制過程如下：1、打開Protel DXP軟牛，新建一個(gè)“簡(jiǎn)易廣告彩燈電路.PRJ

13、PCB工程，在此工程下再新建一個(gè)“簡(jiǎn)易廣告彩燈電路.SCHDOC原理圖文件。2、根據(jù)要求，畫出電路原理圖。在此過程中，注意選擇元器件及對(duì)應(yīng)的封 裝，阻值大小及相關(guān)的性能。繪制原理圖如下：3、原理圖繪制完成以后，對(duì)所繪制的原理圖進(jìn)行編譯。選擇“Project-Protel ”，生成實(shí)用報(bào)表，4、完成以后將所有元器件都封裝，將電氣連接都導(dǎo)入PCB中，連接如圖所示。sisr5、對(duì)元器件進(jìn)行布局生成PCB，布局以后的效果如圖5 PCB板制作、焊接與調(diào)試5.1 PCB板制作（1）將生成的PCB打印到轉(zhuǎn)印紙上后，選擇合適大小的覆銅板，將轉(zhuǎn)印紙有電 路圖的一面緊貼覆銅板有銅的一那面， 轉(zhuǎn)印紙緊緊包住覆銅板，

14、然后將裹有轉(zhuǎn)印 紙的覆銅板放到轉(zhuǎn)印機(jī)中轉(zhuǎn)印。（2）轉(zhuǎn)印完成后等待覆銅板冷卻，然后撕開轉(zhuǎn)印紙，將覆銅板放到腐蝕液中 腐蝕。（3）等待大約20-30分鐘，知道覆銅板上多余的銅全部被腐蝕掉，覆銅板變 成帶有線路的透明的黃色塑料板。（4）將塑料板切割成合適的大小，注意電路板線路的完整性，用砂紙或者 銼刀將板子邊緣打磨光滑。（5）用合適鉆頭的鉆孔機(jī)給板子上的焊盤打孔， 注意將鉆頭對(duì)準(zhǔn)焊盤中心。（6）用砂紙將電路板上線路的一層碳膜輕輕擦掉，會(huì)出現(xiàn)銅黃色的線路。 PCB板基本制作完成。PCB板制作過程中遇到的問題及解決辦法：（1） 在鉆三極管時(shí)會(huì)將兩個(gè)孔鉆到一起導(dǎo)致短接。解決辦法：鉆孔時(shí)將兩邊 的孔鉆的離中

15、間遠(yuǎn)點(diǎn)。（2） 敷銅板轉(zhuǎn)印完成后，有些線路會(huì)出現(xiàn)斷裂或者沒有印到敷銅板上。解決 辦法：用轉(zhuǎn)印筆在出現(xiàn)斷裂的線路上輕輕地描，注意不要連到其他線路上。（3）鉆孔過程中，誤將線路鉆斷了。解決辦法：焊接時(shí)將錫絲熔化后將斷 點(diǎn)連上。UIUIUHUMW 9Protel軟件應(yīng)用課程設(shè)計(jì)說明書一一簡(jiǎn)易廣告彩燈電路Protel軟件應(yīng)用課程設(shè)計(jì)說明書一一簡(jiǎn)易廣告彩燈電路13打印電路板腐蝕電路板鉆孔5.2元器件的焊接 焊接順序先測(cè)量，做好記錄；在清潔，掛錫焊接；最后檢查質(zhì)量。（1）右手持電路鐵。左手壓住元件或?qū)Ь€。焊接前，電烙鐵要充分預(yù)熱烙鐵 頭刃面上要吃錫，及帶上一定量焊接。 將烙鐵頭刃面緊貼在焊點(diǎn)處。電路鐵與

16、水平面大約成60度角。（2） 錫可以從烙鐵頭上流到到焊點(diǎn)上。將烙鐵在焊點(diǎn)處停留的時(shí)間控制2-3 秒鐘。（3）抬開烙鐵頭。左手仍持元件不動(dòng)。待焊點(diǎn)處得錫冷卻凝固后，才可 以松開左手。5.3系統(tǒng)的調(diào)試調(diào)試準(zhǔn)備一一檢查電：在通電調(diào)試之前，必須認(rèn)真檢查電路連線是否正確， 對(duì)照電路圖按照一定順序一一檢查： 特別要注意電源是否接錯(cuò)，電源與地是否有 短接，二極管是否接反，三極管三個(gè)引腳是否接錯(cuò)，繼電器的常通和常開腳，開 關(guān)的兩個(gè)腳，輕輕撥一撥元器件，觀察焊點(diǎn)是否牢固。調(diào)試：根據(jù)本設(shè)計(jì)中的電路原理圖進(jìn)行實(shí)物的連接，焊接連接各元件即可。 連接完成后，引出兩根根導(dǎo)線，一根導(dǎo)線接 +6V電源的正極，另一根導(dǎo)線接地，

17、 接好線后，剛開始第一次閉合開關(guān)，按下開關(guān)發(fā)出悅耳的“叮咚”觀察持續(xù)的時(shí) 間長(zhǎng)短，達(dá)到了預(yù)期的效果。與設(shè)計(jì)的內(nèi)容基本相符合。同樣設(shè)計(jì)中仍然存在誤 差，這是由于元器件參數(shù)的精度不夠、 實(shí)物連接時(shí)引附加阻值、性能不夠高以及 環(huán)境溫度等多方面的影響所致。在實(shí)際生活中可以通過多種措施來提高輸出音頻 信號(hào)的的穩(wěn)定度，如可以選擇電容的并聯(lián)使電容的值更精確； 同時(shí)外界溫度也會(huì) 影響實(shí)驗(yàn)的精確性。6總結(jié)本次課設(shè)是完成一個(gè)簡(jiǎn)易廣告彩燈電路設(shè)計(jì)，首先通過查找書籍資料，首 先進(jìn)行電路原理圖的設(shè)計(jì)、繪制以及PCB版圖制作，然后對(duì)電路中的各個(gè)部分進(jìn) 行調(diào)整修改，按照設(shè)計(jì)的電路原理圖完成實(shí)物的連接， 連接后在實(shí)驗(yàn)室不斷地

18、調(diào) 試、修改，最后得到設(shè)計(jì)要求。此次 protel課程設(shè)計(jì)對(duì)我們的總體電路的設(shè)計(jì)的 要求更嚴(yán)格，需要通過翻閱復(fù)習(xí)以前學(xué)過的知識(shí)確立了實(shí)驗(yàn)總體設(shè)計(jì)方案，然后逐步細(xì)化進(jìn)行各模塊的設(shè)計(jì)；其次，在電路實(shí)現(xiàn)的過程中總會(huì)出現(xiàn)一些問題， 需 要我們細(xì)心解決，所以這周下來，我對(duì)電路故障的排查能力有了很大的提高； 再 次，通過此次課程設(shè)計(jì)，我對(duì)設(shè)計(jì)所用到的軟件Protel軟件有了更加深刻地了解， 這對(duì)我們以后的工作和學(xué)習(xí)的幫助都很有用處。當(dāng)然，經(jīng)過了課程設(shè)計(jì)，我也發(fā)現(xiàn)了自己的很多不足。但是通過自己的動(dòng)手動(dòng)腦，既增加了知識(shí)，又給了我專業(yè) 知識(shí)以及專業(yè)技能上的提升，我也會(huì)更加努力，認(rèn)真學(xué)習(xí)，爭(zhēng)取在以后的課程中 做得更好！致謝在這次