《电子设计与制作》课程设计.DOC.doc

湖南工业大学课 程 设 计资 料 袋 电气与信息工程 学院（系、部） 2016-2017 学年第 2 学期 课程名称 电子设计与制作 指导教师 职称 学生姓名 专业班级 电气工程及其自动化 学号 题 目 循环彩灯的设计与制作 成 绩 起止日期 2017 年 04 月 24 日 2017 年 05 月 07 日目 录 清 单序号材 料 名 称资料数量备 注1课程设计任务书12课程设计说明书13课程设计图纸1 张4总计资料356湖南工业大学课程设计任务书2016-2017学年第二学期 电气与信息工程 学院（系、部） 电气工程及其自动化 专业 1402 班级课程名称： 电子设计与制作 设计题目： 循环彩灯的设计与制作 完成期限： 2017 年 04 月 24 日 2017 年 05 月 07 日 共 2 周内容及任务一、设计的主要技术指标：（1）设计一个循环彩灯，采用8个LED，实现顺序/逆序流水，LED交替频率可调。（2）自行设计电源部分，为电路板提供直流电源。（3）自行设计信号发生部分，为电路板提供工作频率。二、设计任务：（1）根据技术指标进行循环彩灯总体方案设计。（2）具体单元电路设计。（3）选择相应的元器件型号，列出元器件清单。（4）画出完整的电路原理图、PCB图。三、设计工作量：（1）循环彩灯电路设计说明书一份；（2）循环彩灯电路原理图、PCB图各一份。进度安排起止日期工作内容2017.04.24-04.26讲授设计的一般步骤和方法、设计的要求、布置设计题目2017.04.27-04.28学生进行设计2017.05.02-05.05检查前一阶段完成的设计图，讲授制作电路板的一般步骤和方法2017.05.06-05.07学生修改、打印设计报告主要参考资料参考资料：（1）康华光 电子技术基础数字部分（第五版） 高等教育出版社 2007年（2）肖强晖 实验指导书 株洲工学院电气工程系 2003年（3）邓奕等 Protel 99 SE原理图与PCB设计 人民邮电出版社 2011年（4）韩雪涛 电子产品印制电路板制作技能演练 电子工业出版社 2010年指导教师（签字）： 年 月 日系（教研室）主任（签字）： 年 月 日电子技术课程设计设计说明书循环彩灯的设计与制作起止日期： 2017 年 04 月 24 日 2017 年 05 月 07 日学生姓名班 级学 号成 绩指导教师(签字)电气与信息工程学院（部）2017 年 04 月 24 日1、 设计任务及要求要求设计一个循环彩灯，采用8个LED，实现顺序/逆序流水，LED交替频率可调。自行设计电源部分，为电路板提供直流电源。自行设计信号发生部分，为电路板提供工作频率。根据技术指标进行循环彩灯总体方案设计，说明设计思路，选择相应的元器件型号，列出元器件清单，介绍主要芯片的功能，介绍各具体单元电路设计，画出完整的电路原理图、PCB图。2、 设计思路循环彩灯主要由桥式变压器、整流电路、RC滤波器、稳压电路、555定时器、功能切换开关、74LS192计时器、74LS138译码器等部分组成。首先是将220V交流电通过变压器转换成较小的交流电，通过桥式整流将电压加到直流负载上从而输出直流电压，通过滤波稳压从而实现其稳定的5V直流电压，使用555定时器通过调节滑动变阻器实现脉冲振荡器，加到计时器的加法或者减法脉冲端口实现8进制计算，通过译码器从而实现循环彩灯功能。3、 各单元电路说明（1） 电源模块电源模块采用桥式变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路构成，首先是将220V交流电通过变压器转换成较小的交流电，通过桥式整流将电压加到直流负载上从而输出直流电压，通过滤波稳压从而实现其稳定的5V直流电压输出。电路如图1所示。图1 电源模块电路（2） 信号发生模块设计使用555定时器构成多谐脉冲振荡器，用作为信号发生模块，通过调节R、C的大小（本实习中采用电位器），即可实现发生信号脉冲的T1、T2调节，从而控制LED亮灭频率。电路如图2所示。图2 信号发生模块设计（3） LED控制与顺/逆序功能切换模块设计利用74LS192计数器和74LS138译码器构成LED控制电路，将脉冲信号加到计时器的加法或者减法脉冲端口实现8进制计算，通过译码器从而实现循环彩灯功能。利用双刀双掷开关实现顺/逆序功能的切换。电路如图3所示。图3 LED控制与顺/逆序功能切换模块设计4、 总电路说明220V交流电通过变压器转换成较小的交流电，通过桥式整流将电压加到直流负载上从而输出直流电压，通过滤波稳压从而实现其稳定的5V直流电压，使555定时器通过调节滑动变阻器实现脉冲振荡器，加到计时器的加法或者减法脉冲端口实现8进制计算，通过译码器从而实现循环彩灯功能。总电路如图4所示。图4 循环流水灯总电路图5、 元器件清单序号名称型号数量备注1单面板(电墨板)50*100mm12500K普通可调电阻 直插131K*8(9)排阻 SIP91412K AXIAL 1/4W15470欧 AXIAL 1/4W161/4W 250欧17750欧 AXIAL 1/4W182W10圆桥 直插19104PF瓷片电容 直插510103PF瓷片电容 直插111100UF/16V电解电容 直插212220UF/16V电解电容 直插1131UF/16V电解电容 直插1145红色高亮发光二极管直插4155绿色高亮发光二极管直插4163红色高亮发光二极直插117欧姆龙自锁按键6P11874LS138 DIP-161商业级1974LS192 DIP-161商业级20NE555 DIP-81商业级21LM317 TO-220H1商业级2216P IC座 (DIP16)2238P IC座 (DIP8)124TO-220散热片（两脚）125mm16mmH25mm(脚距18mm)259V 3W 变压器1尺寸约为30*3526电源线2芯带2芯插头127热缩管直径3mm，长20mm2用直径为3mm的热缩管切成20mm长每段，用于220V电源插头焊接后的绝缘,每根线套2个28尼龙扎线带 宽2.5mm,长60mm1用于将220V电源插头线固定在电路板上29六角铜柱（通孔）M3x104用于支撑PCB板30普通半圆头螺丝 M3x474颗用于六角铜柱，2颗用于固定变压器,1颗用于TO-220散热片31绝缘平垫（红）直径3mm2与普通半圆头螺丝配合固定变压器32平垫直径3mm2与普通半圆头螺丝配合固定变压器33外六角螺母M32与普通半圆头螺丝配合固定变压器6、 设计总结及体会转眼为期两周的电子设计与制作实习拉下帷幕，回顾这两周的实习，我收获了许多，为这次实习画上了一个圆满的句号。通过这次实习，让我们把书本上所学的理论知识用到实践中，在实践中发现问题，解决问题，发现自己的不足之处，并调动我们的学习积极性。在实习过程中，我发现了许多困难，经过询问老师，查找资料，最终克服了困难，顺利完成老师下达的任务。如：在实物制作完成进行通电测试时，其LED发光二极管不亮。通过检测元器件极性无错、PCB板电路无短路、断路后进行通电测试，LED管仍然不亮。通过老师的指点，我进一步检测，测得LED管两端电压低于正常工作电压，故LED管不亮。通过更改电阻大小后，电路按要求正常运行。通过本次电子设计与制作实习，使我们进一步掌握了proteus软件中电路设计、仿真和PCB原理图设计模块的使用。巩固了我们的理论知识，熟练了万用表的使用和对元器件的测量，提高了我们的动手能力和分析解决问题的能力。8