電子元器件課程設計

1、電子元器件認識與系統(tǒng)設計報告 專 業(yè):自動控制班 級:姓 名:學 號:指導教師:左 靜蘭州交通大學自動化與電氣工程學院 2013 年 7月 11日流水燈控制電路1 設計目的本次課程設計就是用小功率 LED 作為發(fā)光體替代實驗室中價格昂貴的鈉光燈 或白熾燈,以 CD4017計數(shù)器為基礎設計的循環(huán)流水燈。 掌握 555多諧振蕩器、 譯碼器、 CD4017計數(shù)器的邏輯功能和工作原理, 設 計流水燈電路圖,分析與設計時序控制電路; 畫出流水燈的整機邏輯電路圖,掌握流水燈工作原理及其設計方法,并對 各種元器件的功能和應用有所了解,并能對其在電路中的作用進行分析; 掌握電路原理和分析電路設計流程,每個電路

2、的設計都要有完整的設計流 程,這樣才能在分析電路中有良好的思路,便于查找出錯的原因。2 設計任務整個課程設計由我和 XX 同學共同完成,我倆的任務分配如下: 我們確定了題目及后續(xù)的思路設計和原理圖的設計; 整體原理電路的說明和實物電路的搭建與焊接由我完成,方案的設計和市 場調研由 XX 同學完成; 待功能實現(xiàn)后,進行了設計報告的編寫。3 市場調研電路設計完成后,根據(jù)電路原理圖所需元器件,列出了較常用元器件和芯片 的清單,對重要元器件和芯片做出了標注,并且在網(wǎng)絡上搜,制集了大量的資料, 調以方便我們接下來要進行的調研活動。在明確了調研目的及內容后了定市場研 計劃,去西北電子商貿城進行實地調研,通

3、過市場調研,對各種主流芯片和元器 件有了更多的認識與了解,同時對我們所需要的信息做了細致地了解和記錄,幫 助我們更好地完成了后來的實物搭建。在市場調研中,我們對電路中出現(xiàn)的電子元器件進行了了解和分析,在這過 程中發(fā)現(xiàn)電路中不好購買的元器件及其代替品,該電路就被放棄。同時在不同店 鋪尋問各元器件的價格,選擇便宜的購買。最后詳細的記錄購買元器件的名稱、 規(guī)格、參數(shù)、單價等。4 功能隨著 LED 技術的不斷發(fā)展以及 LED 在低功耗、長壽命、環(huán)保等方面的優(yōu)勢, LED 應用領域逐漸增多, LED 的應用已經(jīng)從最初的指示燈應用轉向更具發(fā)展?jié)摿?的顯示屏,景觀照明、背光源、汽車車燈、交通燈、照明等領域,

4、 LED 應用正呈 現(xiàn)出多樣化發(fā)展趨勢。此次課設利用 555定時器、可變電阻普通電阻、電解電容以及普通電容構成 可調驅動電路,驅動 CD4017計數(shù)器構成的譯碼電路,使 LED 依次循環(huán)發(fā)光,從 而組成循環(huán)流水燈。5 方案本設計采取的方案是:由振蕩電路、譯碼電路和光源電路三部分組成。選用 的脈沖發(fā)生器是由 555定時器與電阻、電容組成的多諧振蕩器組成,其中 555定時器構成時基振蕩電路產(chǎn)生輸出時基脈沖,主要是為燈光流動控制器提供流動控 制的脈沖,燈光流動控制器由一個十進制計數(shù)脈沖分配器 CD4017和若干電阻組 成,用來控制流水燈的流向。6 電路6.1 工作原理原理電路圖由振蕩電路、譯碼電路和

5、光源電路三部分組成。當?shù)谝粋€脈沖到 來時 Q 0輸出高電平, LED 1亮,第二個脈沖到來時, Q 1輸出高電平, LED 2亮,直 到 Q 9輸出高電平, LED 10亮,接著進行下一輪輸出。在設計電路時,本電路選用的脈沖發(fā)生器是由 NE555與 R 2、 R 3及 C 3組成的 多諧振蕩器組成。主要是為燈光流動控制器提供流動控制的脈沖,燈光的流動速 度可以通過調節(jié) R 2、 R 3及 C 3的參數(shù)來控制。 燈光流動控制器由一個十進制計數(shù)脈 沖分配器 CD4017構成。接通電源后,振蕩電路通過 3端輸出連續(xù)脈沖,輸入到 CD4017的脈沖輸入端 CP0, 使其對應的輸出端依次變?yōu)楦唠娖綘顟B(tài),

6、 LED 依次點 亮,實現(xiàn)循環(huán)。該電路的根本任務將穩(wěn)定脈沖變成時間信號,實現(xiàn)這一功能可用觸發(fā)器、計 數(shù)器等。本設計采用的是計數(shù)器將穩(wěn)定的脈沖信號轉變成數(shù)字信號輸出給譯碼器。 6.2電路原理圖根據(jù)設計要求所設計的電路如圖 6.1所示: V DD圖 6.1 流水燈控制電路圖6.3 芯片引腳說明電路所用芯片有 NE555和 CD4017,現(xiàn)就兩芯片引腳及接法介紹如下: (1 NE555,引腳圖如圖 6.2所示: 圖 6.2 NE555管腳圖1 腳 (GND 接地 2 腳 (TL 低電平觸發(fā) 3 腳 (OUT 電路輸出端 4 腳 (R D 電路復位端 5 腳 (Vc 電壓控制端 6 腳 (TH 高電平

7、觸發(fā) 7 腳 (CT 放電端 8 腳 (Vcc 電源端(2 CD4017,引腳圖如圖 6.3所示: GNDQ Q Q Q Q Q Q圖 6.3 CD4017管腳圖引出端功能符號說明:TC :進位脈沖輸淵 CP :時鐘輸入端 MR :清除端 CE :禁止端Q0-Q9 計數(shù)脈沖輸出端 VCC :正電源 GND :地7 元器件清單根據(jù)電路設計所需元件,我們進行了市場調研,并購置了所需的元件,各元 件如表 7.1所示:表 7.1元器件清單表名稱 型號 參數(shù) 數(shù)量 生產(chǎn)廠家 單價(元 555定時器 NE555 1 深圳市創(chuàng)林電子有限公司 2.0芯片 4017 CD4017 1 深圳市創(chuàng)林電子有限公司 2

8、.0瓷片電容 10nF 1 深圳市創(chuàng)林電子有限公司 0.2電解電容 2. 2F 1 北京萬喜高科電子有限公司 0.2電解電容 220F 1 北京萬喜高科電子有限公司 0.2開關 鈕子開關 1 北京萬喜高科電子有限公司 1.5發(fā)光二極管 紅 3mm 3 陜西博大電子有限公司 0.3發(fā)光二極管 黃 3mm 2 陜西博大電子有限公司 0.3發(fā)光二極管 綠 3mm 2 陜西博大電子有限公司 0.3發(fā)光二極管 白 3mm 3 陜西博大電子有限公司 0.5電阻 碳素電阻 1002 北京萬喜高科電子有限公司 0.1電阻 碳素電阻 10k 1 北京萬喜高科電子有限公司 0.1電阻 3296 50k 1 北京萬

9、喜高科電子有限公司 0.1芯片座 8腳 1 陜西博大電子有限公司 0.2芯片座 16腳 1 陜西博大電子有限公司 0.2杜邦線 10 陜西博大電子有限公司 0.5導線 若干 陜西博大電子有限公司 2.0定位螺絲 4 陜西博大電子有限公司 0.5電源 9v 電池 1 深圳新科電子公司 2.5電路板 55*72 1 河南宇飛電子器件公司 12.0 焊錫 C 型活性焊錫 1 膠州市墨河鉛錫材料廠 15.08 總結本次課程設計持續(xù)了一個星期,時間很緊,學院安排了任務之后,我們做了 初步的了解并和指導老師進行了溝通,我和 XX 同學分到了一組,確定了課設任務 和題目,我們組的題目是流水燈控制電路,拿到題

10、目后,我們就開始認真研讀設 計任務書,明確設計內容和要求,并查閱與之相關的資料,進行電路設計。此次 我主要做的工作是電路原理的說明和實物電路的搭建與焊接,在課程設計過程中 遇到了不少困難和麻煩,但最終還是實現(xiàn)了功能,具體問題有以下兩點: 確定設計原理圖后,由我對其進行詳細的說明,但是,由于有些元器件和 電路目前還沒有系統(tǒng)的學習,完全不知道該如何下手,之后通過查閱資料、向他 人咨詢、市場調研等方式進行了進一步的了解和說明; 原理以及方案確定后,我就進行了實物電路的搭建與焊接,由于焊接技術 不好,沒有此類的焊接經(jīng)驗,經(jīng)常把焊錫連在一起,造成了短路,這樣,又進行 了消除,斷斷續(xù)續(xù)最終還是焊接完成了,通電后發(fā)現(xiàn)燈不閃,再次檢查后發(fā)現(xiàn)是 芯片管腳搭錯,看了一下也沒法修改,于是,又重新購置了器件,重新焊接,有 了上次的經(jīng)驗,這次很快就焊好了,進行調試后,功能實現(xiàn)了。通過本次課程設計，使