孔雀开屏设计报告毕业论文.doc

摘要：本文的电子装饰孔雀开屏电路利用数字逻辑电路，实现装饰孔雀开屏的控制，该电子装饰孔雀开屏有10组发光二极管组成，每组发光二极管包括多只发光二极管，这些发光二极管安装在模型孔雀的尾部，在发光驱动器下，这些发光二极管呈扇行以放射壮依次循环发光，恰似孔雀开屏，电路组成下面有具体介绍。它由发光二极管驱动电路,驱动脉冲振荡器和发光二极管组成。该灯饰结构简单，容易制造，成本低，显得熠熠生辉，装饰效果贴切生动，效果好。关键词：装饰孔雀开屏、555多谐振荡电路、脉冲分配电路目 录一、设计任务及要求31.1实验目的及内容31.2实习设备与器件3二、设计方案32.1电子装饰孔雀开屏电路设计方案32.2硬件电路设计框图3三、设计原理及实现33. 1电子装饰孔雀开屏电路的工作原理43. 2 CD4017和UN2003芯片资料43.3用Protel99SE画电子装饰孔雀开屏的SCH原理图53. 4用Protel99SE设计电子装饰孔雀开屏PSB图6四、电路制作与调试74.1制作电路板与焊接元器件73.1电子装饰孔雀开屏电路的工作原理73.1电子装饰孔雀开屏电路的工作原理74. 1. 1该电路设计所用元件清单列表74. 2调试电路板8五、设计结论及体会8参考文献8一、设计任务及要求11实习目的及内容：制作电子孔雀开屏电路主要是为了更了解集成逻辑门电路的结构特点，掌握CD4017和UN2003的各引脚功能和使用方法。同时会运用555定时器。运用这些芯片和电阻等器件制作电子装饰孔雀开屏电路。12实习设备与器件:该电路所用到的设备有万用表、逻辑笔、电烙铁、电工剪。还有器件是CD4017、UN2003芯片、555定时器、16脚插槽两个、8脚插槽一个、105电位器一个、10UF电容2个，103瓦片一个、55个发光二极管、1K电阻三个、300欧一个二、设计方案21设计方案制作电子孔雀开屏电路首先要明确目的，我是通过上网收集到做电子装饰孔雀开屏电路的原理图和其简介。看到该电路所用到的芯片，然后自己上网收索和查阅有过书籍了解到CD4017和UN2003芯片管脚功能和真值表。因为网上的原理图并不一定是完全正确的，所以收集到的原理图只能做为参考，不能完全按部就班。了解了芯片资料后对原理图就能更容易了解和掌握了。然后就分析原理。就可以开始画图了，画原理图很重要，要是话不对的话整个电路板就得不到我们想要的效果。画原理图要靠平时多练习，这样就能很快的完成，当然PCB图也很重要，这直接关系到制版。做完这些后就要开始制板了，接着就是调试，制作过程就基本成型了。2.2硬件电路设计框图如下：555多谐振荡电路构成组合电路56个发光二极管构成显示电路脉冲分配电路三、设计原理及实现31电路原理：首先由555集成电路构成多谐振荡器，这部分实现的方法是电阻R1、R2及电容构成了一个充放电电路，在接通电源后，电源VCC通过R1、R2对电容充电，最终由3号管脚UO输出脉冲给CD4017的CLK管脚。因为CD4017 是5 位Johnson 计数器，具有10 个译码输出端，CP、CR、INH 输入端。时钟入端的多偕振荡触发器具有脉冲整形功能，对输入时钟脉冲上升和下降时间无限制。INH 为低电平时，计数器在时钟上升沿计数；反之，计数功能无效。CR 为高电平时，计数器清零。Johnson 计数器，提供了快速操作、2 输入译码选通和无毛刺译码输出。防锁选通，保证了正确的计数顺序。译码输出一般为低电平，只有在对应时钟周期内保持高电平。在每10 个时钟输入周期CO 信号完成一次进位，并用作多级计数链的下级脉动时钟。CD4017的10个译码输出端接UN2003的输入端，UN2003起到反相器的作用同时还能放大使发光二极管更亮。CD4017 是5 位Johnson 计数器，具有10 个译码输出端，CP、CR、INH 输入端。时钟入端的斯密特触发器具有脉冲整形功能，对输入时钟脉冲上升和下降时间无限制。INH 为低电平时，计数器在时钟上升沿计数；反之，计数功能无效。CR 为高电平时，计数器清零。Johnson 计数器，提供了快速操作、2 输入译码选通和无毛刺译码输出。防锁选通，保证了正确的计数顺序。译码输出一般为低电平，只有在对应时钟周期内保持高电平。在每10 个时钟输入周期CO 信号完成一次进位，并用作多级计数链的下级脉动时钟。CD4017 提供了16 引线多层陶瓷双列直插(D)、熔封陶瓷双列直插(J)、塑料双列直插(P)和陶瓷片状载体(C)4 种封装形式。引出端功能符号 CO：进位脉冲输渊 CP：时钟输入端 CR：清除端 INH：禁止端 Q0-Q9 计数脉冲输出端 VDD：正电源 VSS：地CD4017真值表和管脚图如下图1.1：UN2003的引脚排列图如右图1.2：32电子装饰孔雀开屏电路原理图如下图1.3：用Protel99SE画原理图的过程中我们需熟记常用的元件名称和标号以便于查找，放置元件的时候顺便放上封装符号和更改标号，没有的元件可以自己画原理图但是管脚一定要和实际相符，这样才不会出错。3.3电子设计孔雀开屏电路PCB图1.5如下：我们把原理图做好后，就导入PCB中布置PCB图，我制作的电路板是单面板，为了使PCB图布置得好看，我们得先把元器件摆放整齐，元件间的距离、焊盘的大小以及走线的大小等。设置好这样后，我采用的是自动布线，等布好后再手工修改。只有经过手工修改后的PCB图看起来才是漂亮（PCB图如图上所示），也只有这样做出来的电路板才是好调试。做完这一步后，就是打印PCB图然后印到复铜板上去，再腐蚀就可以拉，不过在腐蚀的时候得随时观察腐蚀的程度怎么样拉，以免出现腐蚀太久而造成电路板的断线。之后就是焊接元件，我们可以把在PCB图中的湿印层和元件清单打印出来，这样有利于我们在腐蚀好的电路板上插元件（元件清单在上面已有说明）。设计电路是一项必备的硬功夫，但是原理设计再完美，如果电路板设计不合理性能将大打折扣，严重时甚至不能正常工作。特别是布线一般按布线原则：高频数字电路走线细一些、短一些好，走线拐角尽可能大于90度，杜绝90度以下的拐角，也尽量少用90度拐角，同是地址线或者数据线，走线长度差异不要太大，否则短线部分要人为走弯线作补偿，走线尽量走在焊接面，特别是通孔工艺的PCB尽量少用过孔、跳线,单面板焊盘必须要大，焊盘相连的线一定要粗，能放泪滴就放泪滴，一般的单面板厂家质量不会很好，否则对焊接会有问题,元器件和走线不能太靠边放，一般的单面板多为纸质板，受力后容易断裂，如果在边缘连线或放元器件就会受到影响.四、电路制作与调试41制作电路板和焊接元器件按PCB图放置元器件，特别要注意的是有些元器件是有正负之分的。焊接需要平时多多练习，这样焊出来的板才好看，熟能生巧，但是还要注意一个问题就是印制板并洗板后一定要近早焊接否则铜被氧化后很难焊接，焊锡会跑的，这点要切忌。4.1.1元件清单表图1.4：4.2电路调试当电路板焊接好后，我们首先用万用电表检查一下电路是不是有虚焊或漏焊和短路等。再接上电源看其现象与要求的是否一致。按其电路原理来分析，当制作电路完成后接上电源，虽然能按我设计的要求闪烁，但是仍发现发光二极管虽然亮了但是很暗，还存在一个问题，就是亮得不怎么稳定。可能是电阻过大的原因，首先要调的是变阻器，改变阻值。如果没有变化这时就需要用万用表测芯片管脚的电压，看看是什么问题了。比如说看555定时器的三号管脚是不是有电压脉冲，再检测一下CD4017和UN2003各管脚的电压，是不是能够提供足够大的电压给发光二极管，使发光二极管亮。要是这部分有问题就要检测原理图，看是不是画错或接错线了。要是没有问题，还是回头看看电阻是不是太大了，实际上我制作的这个电路板就是放的电阻过大，以至于发光二极管不够亮且亮的时间很长。当我换个小一些的电阻，就能达到我要的效果了。五、设计结论及体会通过这个期末设计实习，使我对自己的专业知识有了进一步的巩固加深，同时在设计过程中了解了CD4017、UN2003和555定时器芯片的功能和管脚的分布，以及它的功能和工作范围，掌握74LS系列芯片和CD系列芯片的各种用途。同时提高了自己的实践动手能力，在设计电路过程中，通过自己的收集和查找资料提高自己设计分析和解决实际问题的能力。在调试过程中，我们发现了一些问题，并能找资料和在老师的帮助下解决问题，在这次期末设计实习中，老师一直都在关注着我们的进度，也一直在指点着我们所出现的错误，这是我们在实习中能够取得成功的最大帮助。同时也需要我们自己更加的努力，由不懂到懂，由茫然到了解，这是一个过程，我们同学也积极的探索所出现的问题，大家共同研究，从而在这实习中我们学到许多知识，比如电路设计所需要的逻辑关系，怎么样才能把这些芯片组合成一个完整的电路，这些都是要我们去思考的，这样一来我们就得去找资料及相应的芯片的功能和接法。同时在画原理图和制作PCB图的时候，是自己对PROTEL这个软件进一步的加深其操作功能和运用实践能力，经过这次的期末设计的制作，使我对自己专业的知识有了加深和巩固，提高了自己的动手实践能力，加深了对电子线路的制作设计析的应用，为将来的学习和就业作好坚实的专业基础。参考文献1 器件手册 2 电子元器件查询 3 电子电路图网： 4 电路图 8