電子設計與制作課程設計DOC

1、湖南工業(yè)大學課 程 設 計資 料 袋 電氣與信息工程 學院（系、部） 2016-2017 學年第 2 學期 課程名稱 電子設計與制作 指導教師 職稱 學生姓名 專業(yè)班級 電氣工程及其自動化 學號 題 目 循環(huán)彩燈的設計與制作 成 績 起止日期 2017 年 04 月 24 日 2017 年 05 月 07 日目 錄 清 單序號材 料 名 稱資料數(shù)量備 注1課程設計任務書12課程設計說明書13課程設計圖紙1 張4總計資料356湖南工業(yè)大學課程設計任務書2016-2017學年第二學期 電氣與信息工程 學院（系、部） 電氣工程及其自動化 專業(yè) 1402 班級課程名稱： 電子設計與制作 設計題目： 循

2、環(huán)彩燈的設計與制作 完成期限： 2017 年 04 月 24 日 2017 年 05 月 07 日 共 2 周內容及任務一、設計的主要技術指標：（1）設計一個循環(huán)彩燈，采用8個LED，實現(xiàn)順序/逆序流水，LED交替頻率可調。（2）自行設計電源部分，為電路板提供直流電源。（3）自行設計信號發(fā)生部分，為電路板提供工作頻率。二、設計任務：（1）根據(jù)技術指標進行循環(huán)彩燈總體方案設計。（2）具體單元電路設計。（3）選擇相應的元器件型號，列出元器件清單。（4）畫出完整的電路原理圖、PCB圖。三、設計工作量：（1）循環(huán)彩燈電路設計說明書一份；（2）循環(huán)彩燈電路原理圖、PCB圖各一份。進度安排起止日期工作內容

3、講授設計的一般步驟和方法、設計的要求、布置設計題目學生進行設計檢查前一階段完成的設計圖，講授制作電路板的一般步驟和方法學生修改、打印設計報告主要參考資料參考資料：（1）康華光 電子技術基礎數(shù)字部分（第五版） 高等教育出版社 2007年（2）肖強暉 實驗指導書 株洲工學院電氣工程系 2003年（3）鄧奕等 Protel 99 SE原理圖與PCB設計 人民郵電出版社 2011年（4）韓雪濤 電子產品印制電路板制作技能演練 電子工業(yè)出版社 2010年指導教師（簽字）： 年 月 日系（教研室）主任（簽字）： 年 月 日電子技術課程設計設計說明書循環(huán)彩燈的設計與制作起止日期： 2017 年 04 月 2

4、4 日 2017 年 05 月 07 日學生姓名班 級學 號成 績指導教師(簽字)電氣與信息工程學院（部）2017 年 04 月 24 日1、 設計任務及要求要求設計一個循環(huán)彩燈，采用8個LED，實現(xiàn)順序/逆序流水，LED交替頻率可調。自行設計電源部分，為電路板提供直流電源。自行設計信號發(fā)生部分，為電路板提供工作頻率。根據(jù)技術指標進行循環(huán)彩燈總體方案設計，說明設計思路，選擇相應的元器件型號，列出元器件清單，介紹主要芯片的功能，介紹各具體單元電路設計，畫出完整的電路原理圖、PCB圖。2、 設計思路循環(huán)彩燈主要由橋式變壓器、整流電路、RC濾波器、穩(wěn)壓電路、555定時器、功能切換開關、74LS192

5、計時器、74LS138譯碼器等部分組成。首先是將220V交流電通過變壓器轉換成較小的交流電，通過橋式整流將電壓加到直流負載上從而輸出直流電壓，通過濾波穩(wěn)壓從而實現(xiàn)其穩(wěn)定的5V直流電壓，使用555定時器通過調節(jié)滑動變阻器實現(xiàn)脈沖振蕩器，加到計時器的加法或者減法脈沖端口實現(xiàn)8進制計算，通過譯碼器從而實現(xiàn)循環(huán)彩燈功能。3、 各單元電路說明（1） 電源模塊電源模塊采用橋式變壓器、整流電路、濾波電路、穩(wěn)壓電路構成，首先是將220V交流電通過變壓器轉換成較小的交流電，通過橋式整流將電壓加到直流負載上從而輸出直流電壓，通過濾波穩(wěn)壓從而實現(xiàn)其穩(wěn)定的5V直流電壓輸出。電路如圖1所示。圖1 電源模塊電路（2） 信

6、號發(fā)生模塊設計使用555定時器構成多諧脈沖振蕩器，用作為信號發(fā)生模塊，通過調節(jié)R、C的大小（本實習中采用電位器），即可實現(xiàn)發(fā)生信號脈沖的T1、T2調節(jié)，從而控制LED亮滅頻率。電路如圖2所示。圖2 信號發(fā)生模塊設計（3） LED控制與順/逆序功能切換模塊設計利用74LS192計數(shù)器和74LS138譯碼器構成LED控制電路，將脈沖信號加到計時器的加法或者減法脈沖端口實現(xiàn)8進制計算，通過譯碼器從而實現(xiàn)循環(huán)彩燈功能。利用雙刀雙擲開關實現(xiàn)順/逆序功能的切換。電路如圖3所示。圖3 LED控制與順/逆序功能切換模塊設計4、 總電路說明220V交流電通過變壓器轉換成較小的交流電，通過橋式整流將電壓加到直流負

7、載上從而輸出直流電壓，通過濾波穩(wěn)壓從而實現(xiàn)其穩(wěn)定的5V直流電壓，使555定時器通過調節(jié)滑動變阻器實現(xiàn)脈沖振蕩器，加到計時器的加法或者減法脈沖端口實現(xiàn)8進制計算，通過譯碼器從而實現(xiàn)循環(huán)彩燈功能?？傠娐啡鐖D4所示。圖4 循環(huán)流水燈總電路圖5、 元器件清單序號名稱型號數(shù)量備注1單面板(電墨板)50*100mm12500K普通可調電阻 直插131K*8(9)排阻 SIP91412K AXIAL 1/4W15470歐 AXIAL 1/4W161/4W 250歐17750歐 AXIAL 1/4W182W10圓橋 直插19104PF瓷片電容 直插510103PF瓷片電容 直插111100UF/16V電解電容

8、 直插212220UF/16V電解電容 直插1131UF/16V電解電容 直插1145紅色高亮發(fā)光二極管直插4155綠色高亮發(fā)光二極管直插4163紅色高亮發(fā)光二極直插117歐姆龍自鎖按鍵6P11874LS138 DIP-161商業(yè)級1974LS192 DIP-161商業(yè)級20NE555 DIP-81商業(yè)級21LM317 TO-220H1商業(yè)級2216P IC座 (DIP16)2238P IC座 (DIP8)124TO-220散熱片（兩腳）125mm×16mm×H25mm(腳距18mm)259V 3W 變壓器1尺寸約為30*3526電源線2芯帶2芯插頭127熱縮管直徑3mm，

9、長20mm2用直徑為3mm的熱縮管切成20mm長每段，用于220V電源插頭焊接后的絕緣,每根線套2個28尼龍扎線帶 寬2.5mm,長60mm1用于將220V電源插頭線固定在電路板上29六角銅柱（通孔）M3x104用于支撐PCB板30普通半圓頭螺絲 M3x474顆用于六角銅柱，2顆用于固定變壓器,1顆用于TO-220散熱片31絕緣平墊（紅）直徑3mm2與普通半圓頭螺絲配合固定變壓器32平墊直徑3mm2與普通半圓頭螺絲配合固定變壓器33外六角螺母M32與普通半圓頭螺絲配合固定變壓器6、 設計總結及體會轉眼為期兩周的電子設計與制作實習拉下帷幕，回顧這兩周的實習，我收獲了許多，為這次實習畫上了一個圓滿的句號。通過這次實習，讓我們把書本上所學的理論知識用到實踐中，在實踐中發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，發(fā)現(xiàn)自己的不足之處，并調動我們的學習積極性。在實習過程中，我發(fā)現(xiàn)了許多困難，經(jīng)過詢問老師，查找資料，最終克服了困難，順利完成老師下達的任務。如：在實物制作完成進行通電測試時，其LED發(fā)光二極管不亮。通過檢測元器件極性無錯、PCB板電路無短路、斷路后進行通電測試，LED管仍然不亮。通過老師的指點，我進一步檢測，