七色彩燈循環(huán)

1、電子技術(shù)課程設(shè) 計(jì)說明書變色燈控制電路設(shè)計(jì)學(xué)生姓名:學(xué) 院:專 業(yè):指導(dǎo)教師:李少華 學(xué)號(hào).08050443X07電氣工程及其自動(dòng)化中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院石喜玲2010年1月7日中北大學(xué)電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)說明書一中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書2010/2011 學(xué)年第一學(xué)期學(xué)院：信息商務(wù)學(xué)院專業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化學(xué)生姓名： 李少華 學(xué)號(hào)：課程設(shè)計(jì)題目：變色燈控制電路設(shè)計(jì)起迄日期：12月27日 1月7日課程設(shè)計(jì)地點(diǎn)：電氣工程系軟件實(shí)驗(yàn)室指導(dǎo)教師：石喜玲下達(dá)任務(wù)書日期：2010年12月27日課程設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)目的:了解并掌握電路的一般設(shè)計(jì)方法，具備初步的獨(dú)立設(shè)計(jì)能力2.學(xué)習(xí)protel繪圖軟件和Multis

2、im 2001仿真軟件設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)參數(shù)、條件、設(shè)計(jì)要求等）：該彩燈控制電路要求根據(jù)三基色原理，以紅、綠、藍(lán)三種基色組成一個(gè)可變色彩單 元，將三種基色燈裝入磨砂玻璃罩內(nèi)，通過燈罩的混色原理對(duì)外循環(huán)顯示七種顏色?；焐恚杭t色+綠色二黃色，藍(lán)色+紅色二紫色，綠色+藍(lán)色二青色，紅色+藍(lán)色+綠色二 白色。要求采用交流降壓，全橋整流電路穩(wěn)壓輸出9V直流電壓對(duì)控制電路供電。控制電路 由時(shí)基脈沖發(fā)生器、同步加法計(jì)數(shù)器和可控硅觸發(fā)彩燈電路等部分組成。設(shè)計(jì)工作任務(wù)及工作量的要求包括課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明書論文）、圖紙、 實(shí)物樣品等：根據(jù)設(shè)計(jì)題目要求的指標(biāo)，通過查閱有關(guān)資料分析其工作原理，確定器件

3、類型， 設(shè)計(jì)電路原理圖；畫出電路方框圖，完成電路各部分的指標(biāo)分配，計(jì)算各單元電路的參數(shù)和確定各 元件的參數(shù)值，敘述主要元器件的功能及他們之間的控制關(guān)系和數(shù)據(jù)傳輸。用protel軟件（或Multisim）繪制電路原理圖，并對(duì)電路工藝進(jìn)行設(shè)計(jì)繪制PCB 板利用Multisim 2001仿真軟件對(duì)電路圖進(jìn)行仿真。課程設(shè)計(jì)任務(wù)書主要參考文獻(xiàn)：.畢滿清.電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì).機(jī)械工業(yè)出版社.2003.張建華.數(shù)字電子技術(shù).機(jī)械工業(yè)出版社.2003.王 遠(yuǎn).模擬電子技術(shù).機(jī)械工業(yè)出版社.2003.童詩白.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ).高等教育出版社.1999.閻 石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ).高等教育出版社.1999.王慶

4、.Protel99SE&DXP電路設(shè)計(jì)教程.電子工業(yè)出版社.2008設(shè)計(jì)成果形式及要求：電路原理圖及PCB板圖Multisim 2001 仿真編寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告。工作計(jì)劃及進(jìn)度：2010年 12月27日-12月29日 設(shè)計(jì)電路12月30日01月01日 繪制電路原理圖并生成PCB01月02日01月05日 對(duì)設(shè)計(jì)的電路進(jìn)行Multisim 2001仿真01月06日01月07日 編寫課程設(shè)計(jì)說明書，答辯或成績考核系主任審查意見：簽字：年 月 日目錄 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark68 o Current Document 引言6 HYPERLINK l bookm

5、ark72 o Current Document 設(shè)計(jì)要求6 HYPERLINK l bookmark76 o Current Document 設(shè)計(jì)的作用、目的6 HYPERLINK l bookmark82 o Current Document 設(shè)計(jì)的具體實(shí)現(xiàn) 64.1系統(tǒng)概述 64.11變色的光學(xué)原理64.12變色燈的結(jié)構(gòu)框圖74.13變色燈的電路圖84.2單元電路設(shè)計(jì)、仿真與分析94.3 電路的安裝與調(diào)試14 HYPERLINK l bookmark100 o Current Document 心得體會(huì)及建議 14 HYPERLINK l bookmark104 o Current D

6、ocument 附錄A實(shí)驗(yàn)器件14 HYPERLINK l bookmark110 o Current Document 參考文獻(xiàn)15引言該彩燈控制電路要求根據(jù)三基色原理，以紅、綠、藍(lán)三種基色組成一個(gè) 可變色彩單元，將三種基色燈裝入磨砂玻璃罩內(nèi)，通過燈罩的混色原理對(duì)外 循環(huán)顯示七種顏色?；焐恚杭t色+綠色二黃色，藍(lán)色+紅色二紫色，綠色+藍(lán)色二青色，紅色+ 藍(lán)色+綠色二白色。采用交流降壓，全橋整流電路穩(wěn)壓輸出9V直流電壓對(duì)控制電路供電?？?制電路由由JK接成的八進(jìn)制觸發(fā)器承擔(dān)。設(shè)計(jì)要求該彩燈控制電路要求根據(jù)三基色原理，以紅、綠、藍(lán)三種基色組成一個(gè) 可變色彩單元，將三種基色燈裝入磨砂玻璃罩內(nèi)，通

7、過燈罩的混色原理對(duì)外 循環(huán)顯示七種顏色?；焐恚杭t色+綠色二黃色，藍(lán)色+紅色二紫色，綠色+藍(lán)色二青色，紅色+ 藍(lán)色+綠色二白色。要求采用交流降壓，全橋整流電路穩(wěn)壓輸出9V直流電壓對(duì)控制電路供電。 控制電路由時(shí)基脈沖發(fā)生器、同步加法計(jì)數(shù)器和可控硅觸發(fā)彩燈電路等部分 組成。設(shè)計(jì)的作用、目的了解并掌握電路的一般設(shè)計(jì)方法，具備初步的獨(dú)立設(shè)計(jì)能力學(xué)習(xí)protel繪圖軟件和Multisim 2001仿真軟、設(shè)計(jì)的具體實(shí)現(xiàn)4.1系統(tǒng)概述4.11變色的光學(xué)原理變色燈是由紅(R)、綠(G)、藍(lán)(B)三基色LED組成的。雙色LED是我 們十分熟悉的。一般由紅光LED及綠光LED組成。它可以單獨(dú)發(fā)出紅光或 綠光。

8、若紅光及綠光同時(shí)亮點(diǎn)時(shí)，紅綠兩種光混合成橙黃色。變色燈的變 色原理如圖1所示。三種基色LED分別點(diǎn)亮兩個(gè)LED時(shí)，它可以發(fā)出黃、 紫、青色（如紅、藍(lán)兩LED點(diǎn)亮?xí)r發(fā)出紫色光）；若紅、綠、藍(lán)三種LED 同時(shí)點(diǎn)亮?xí)r，它會(huì)產(chǎn)生白光。如果有電路能使紅、綠、藍(lán)光LED分別兩兩 點(diǎn)亮、單獨(dú)點(diǎn)亮及三基色LED同時(shí)點(diǎn)亮，則能按圖1的情況發(fā)出七種不同 顏色的光來。圖14.12變色燈的結(jié)構(gòu)框圖LED變色燈的結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。它由電容降壓式穩(wěn)壓電源、LED控 制器及G、R、B三基色LED陣列組成。由于這三部分都要裝入燈頭內(nèi)，所以 其電源采用電容器降壓.全波整流及穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓的簡單電路。圖2電源輸出15V電壓供L

9、ED陣列，輸出14.6V供LED控制器?？刂破鞯妮?出端（1、2、3）中有一個(gè)是低電平時(shí)（如1為低電平），則綠色LED亮，若三個(gè) 輸出端都是低電平時(shí)，則發(fā)出白光（綠、紅、藍(lán)光LED都亮）。LED控制器是變色燈的關(guān)鍵，它是由同步JK接成的七進(jìn)制觸發(fā)器來承擔(dān)的。4.13變色燈的電路圖圖3LED變色燈的電路如圖所示。它由電源部分、變色控制部分及三基色LED 陣列組成，現(xiàn)分別介紹其工作原理：電源部分 由降壓電容C1、全波整流D1D4及穩(wěn)壓二極管D5組成的 電容降壓式電路是很典型的AC/DC轉(zhuǎn)換電路。經(jīng)9V的穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓后（嚴(yán) 格地說是被限幅后）作為驅(qū)動(dòng)LED陣列的電源.經(jīng)D6、C2濾波后（約14.

10、5V） 的電壓供JK觸發(fā)器及復(fù)位的電壓（高電平）。與電容C1并聯(lián)的電阻R1是斷開 電源后，C1上的電荷經(jīng)R1放電，防止燈頭上帶電。這種電源的特點(diǎn)是，當(dāng)負(fù)載的電壓遠(yuǎn)小于220V時(shí)，負(fù)載上電流IL69C（C 為降壓電容，單位為uF，IL的單位為mA）。例如，C=0.47uF時(shí)，流過負(fù)載 的電流約32.4mA，并且這個(gè)電流是比較穩(wěn)定的：另外，這種電源尺寸?。ㄕ伎?間小）。其缺點(diǎn)是對(duì)市電是不隔離的，要求封閉在燈頭內(nèi)，并有良好的絕緣。變色控制部分 變色控制部分由JK接成的七進(jìn)制觸發(fā)器承擔(dān)。時(shí)鐘 脈沖信號(hào)不采用一般的振蕩器電路，而在電源電路中串接R5,在R5上的50Hz交流電壓經(jīng)R3、C3組成的微分電路形

11、成尖脈沖作為時(shí)鐘脈沖信號(hào)。在輸出記 數(shù)脈沖中選擇Q8、Q9、Q10三端與LED負(fù)極連接。當(dāng)記數(shù)脈沖輸出低電平時(shí)， 相應(yīng)的LED被點(diǎn)亮。JK觸發(fā)器的電路圖：DGND.SETJQCLKKQRESETJK FFSETJQCLKKQRESET_SETJQCLKKQRESET_三基色LED陣列三基色LED（B、R、G）每串有4個(gè)LED串聯(lián)而成。由于 紅、綠色LED的管壓降與藍(lán)色LED的管壓降不同及各種發(fā)光二極管的發(fā)光強(qiáng) 度不同，在LED串接回路中設(shè)置了不同的限流電阻.一方面強(qiáng)制了 LED的電 流.另外也使發(fā)光亮度匹配更好。LED采用視角大、亮度高的草帽型。4.2單元電路設(shè)計(jì)、仿真與分析圖5黃色（紅+綠）

12、2GND47uF IC=35V100L220 Vrms 50 HzU1JQKQ3 U3:-jQKQ圖6紫色（紅+藍(lán)）2GND220 Vrms50 HzC2 47uF IC=35VV1 T6USET J2QCLKKQGND100、圖7紅色圖8青色（綠+藍(lán)）2GND220 Vrms 50 HzC2 47uF IC=35VV1 16100!.U1SETI 二QCLKKQU2SETl TQ JCLKKQ3 U3SETQCLKKQ圖9綠色V1-6廠220 Vrms50 Hz0渣115 -CR- 120L八 DN4007碉007470nFLrR&2辿220k1N400717SETLtR3i1ML著DN40

13、07芯DN40075V18U1 一一 JVCC CLKQRESETJK_FF去D5 昌9 VSETJCLKRESETQ枚F IC=35VGNDgnd-2TU3- SETJ.CLKGNDRESETJKQ11 100L寸GNDLtRnr100 LED3 LED10LED11 LED12L 皿 14 K10012圖10藍(lán)色板1,V1470nFGND220 Vrms 50 Hz47uF IC=35V100|,19ZKD2WD4U2SETJQCLKKQ圖11白色（紅+綠+藍(lán)）V1GND100|220 Vrms 50 Hz24 IC=35V圖12示波器仿真圖4.3電路的安裝與調(diào)試在這次實(shí)驗(yàn)過程中，出現(xiàn)了很多問題：電路圖接好后，不能仿真;經(jīng)檢查后發(fā)現(xiàn)是因?yàn)槠骷吞?hào)不正確。圖中只有三個(gè)燈亮；原因是對(duì)電路器件的功能不是很理解。心得體會(huì)及建議通過本次課程設(shè)計(jì)讓我對(duì)multisim軟件有了更深的理解，能夠熟練的使 用此軟件，也讓我對(duì)電路設(shè)計(jì)有了更深的理解，學(xué)到了很多知識(shí)。懂得找到 解決問題思路比找到電路圖和器件更重要。在仿真前，很重要的一步是檢查 錯(cuò)