1、江西理工大學應用科學學院信息工程系Protel軟件應用課程設計報告設計題目： 簡易廣告彩燈電路 專 業： 通信工程 班 級： 131班 學 號： 08070313123 08070313122 姓 名： 黃希成 同組人員： 黃煌 指導老師： 曾璐 完成日期： 2016.6.13 指導老師評語：得分： 指導教師簽名： Protel軟件應用課程設計說明書簡易廣告彩燈電路目錄1 設計任務和性能指標11.1 設計任務11.2 性能指標12 設計方案與論證13 系統硬件設計23.1 電路原理圖23.2元器件清單 23.3 元器件功能34 繪制原理圖和PCB65 PCB板制作、焊接與調試85.1 PCB板

2、制作85.2 元器件的焊接125.3 系統的調試127 總結13致謝13參考文獻13Protel軟件應用課程設計說明書簡易廣告彩燈電路1 設計任務和性能指標1.1 設計任務以8050三極管為驅動，設計周期可調的彩燈閃爍電路。通過設計電位器，改變閃爍速度。給出彩燈閃爍周期的計算方法，選擇電路元件并給出元件參數。利用protel設計硬件電路原理圖和PCB圖。1.2 性能指標LED廣告彩燈電路采用兩只NPN三極管8050驅動多只LED組成。1、以8050三極管驅動放光二極管，發光二極管并聯使用。2、閃爍快慢要求選擇電阻和電容的參數。調節電位器R1、R2的大小，可以改變閃爍速度。計算出閃爍周期公式。3

3、、電壓過高會燒壞發光二極管。工作電壓從3V開始調大，當提供的電源電壓高于5V后應當串入一個2.227歐姆的電阻作為限流電阻，以免燒壞發光二極管。2 設計方案與論證1、設計原理：這個電路由兩個三極管控制亮暗，兩邊對稱，各有一個電解電容，當一側電容充電時，該側的發光二極管導通發光，此時另一側電容放電，同側的發光二極管截止，不能發光。當放電結束后，開始充電；充電的一側開始放電，如此反復充電放電，就產生交替閃爍的現象。調節電阻值的大小可以改變閃爍的頻率。2、應該在5V后應當串入一個2.227歐姆的電阻作為限流電阻，以免燒壞發光二極管。彩燈閃爍的周期是：T=0.7(R1+ R3)C2+0.7(R2+ R

4、4)C13、分析：當接通電源時，C1充電，同側的發光二極管導通發光，電流一部分到Q2基極，C2此時放電，為Q2集電極供電，Q2導通，C2放電，Q1截止，所以右側發光二極管不能導通。當C1充電完成，C2放電完成后，C1開始放電，C2充電，相反的一側發光二極管發光，另一側截止。如此反復快速的充電放電，實現閃爍的現象。我們都知道天底下沒有兩樣相同的東西，電子元件也一樣，所以總有一個差那么一丟丟，電流也是相當現實的東西，總會選擇先選擇好的元件，因此我們假設 Af比 As 好一些，那么電流會先選擇 Af 然后再選擇As，那么Af先導通，但是，Af導通時，電流經過R1，R3 在經過C1完成一個回路，那么C

5、1就可以像手機電池一樣被充電，這時有貢獻電流流過電容，電容相當于短路，所以城門失火，殃及池魚連著他的是 As，意味著電流不往Q2去了，全被C1搶了，完了，被迫關斷，但是Q2也不是省油的燈，他也做了同樣的事情，R2，C4流過電流也會往C2去，對C2充電，相當短路，掐斷Af的電流補給，Af也被迫關斷，相當于同歸于盡，As先掛掉，然后Af再掛，（總體來說就是電容兩端的電壓不能突變，）亮滅了一次以后，很明顯是As先滅，所以下次他笨鳥先飛，他先復活，（Af關斷的時間早于Af，所以他導通時間也早于Af，雖然他們質量有差距，但是他們的起跑點不一樣），電容C1先充電，所以他先充滿，那么充滿后沒有貢獻電流通過，

6、此時的電容相當于斷路，這時C1放電，電流與充電電流相反，R1，R3，C1的電流匯聚在G點，流向Af的基極，使As先閉合，電源經過右邊的LED再經過As的C2，E2極構成一個閉合回路，同樣的原理，Af也會跟著閉合，但是他們倆總是是陰陽兩隔，無恥的無限開外掛復活，要么As死，要么As死。就形成了交替閃爍的目的了。要能自動控制一只三極管的飽和和截止，按上一節電路的思路還需要再用一只三極管，并且兩個三極管的導通和截止是相反的：一只管子導通時，另一只三極管就截止了。在這里我們也可以使用這種想法，但必須滿足個條件，當三極管處于飽和時，必須在它上面找到一個可以使另一只三極管處于截止的電壓或電流，而在三極管處

7、于截止時，也必須在它上面找到一個可以使另一只三極管處于飽和的電壓或電流，這樣才可以使只三極管的飽和能促使另一只三極管截止，而另一只三板管的截止也才能反過來促使這一只三極管的導通，形成一個“雪崩”。那么三極管上有沒有這樣一個地方能產生這樣的電壓呢?有，就是它的集電極。當三極管的基極電壓提高而使三極管導通后，流過集電板的電流就會增加，而這個電流同時也流過集電極電阻，使它上面消耗的電壓(叫做電阻的壓降)增加，而電源的電壓是不變的，電阻用掉的電壓增加了，三極管集電板上的電壓就肯定得下降，這下降的電壓不正好能用于另一只三極管的截止嗎?根據這個思路，我們把一只三極管的基極接在另一只三極管的集電極上，而另一

8、只三極管的基極也同樣接在前只三極管的集電極上，如圖所示因為一只三極管飽和而另一只三板管截止后，這個狀態就被兩只三極管牢牢地鎖住了，這不是長明燈就是長滅燈，不是我們要的閃光燈。要閃光，必須要有電容做的延時電路，這在上一節我們就知道了，把它加入到上面的電路中就可以了。3 系統硬件設計3.1電路原理圖3.2元器件清單3.3元器件功能3.3.1微調電阻A.電器特性阻值范圍：1002.2M阻值特性：B最高使用電壓：不超過50V額定功率：0.1W殘留阻值：不超過標稱阻值的5%，最大不超過30旋轉壽命：空載旋轉100圈后，阻值變化最大為15%負載壽命：加載額定功率3小時，阻值變化最大為5%B.機械特性旋轉角

9、度：20020旋轉力矩：60150g.cm止檔強度：大于500g.cm機械強度：電阻片可承受1KG壓力不破裂C.環境特性工作環境溫度：-570溫度特性：以70烤5小時，阻值變化在 5%-30%以內濕度特性：加額定功率，在40與90%的相對濕度環境下350h，阻值變化最大20%D.焊錫條件焊錫溫度：250焊錫時間：2秒3.3.2發光二極管發光二極管的反向擊穿電壓約5伏。它的正向伏安特性曲線很陡，使用時必須串聯限流電阻以控制通過管子的電流。限流電阻R可用下式計算：R=（EUF）/IF。式中E為電源電壓，UF為LED的正向壓降，IF為LED的一般工作電流。發光二極管的核心部分是由P型半導體和N型半導

10、體組成的晶片，在P型半導體和N型半導體之間有一個過渡層，稱為PN結。在某些半導體材料的PN結中，注入的少數載流子與多數載流子復合時會把多余的能量以光的形式釋放出來，從而把電能直接轉換為光能。PN結加反向電壓，少數載流子難以注入，故不發光。這種利用注入式電致發光原理制作的二極管叫發光二極管，通稱LED。 當它處于正向工作狀態時（即兩端加上正向電壓），電流從LED陽極流向陰極時，半導體晶體就發出從紫外到紅外不同顏色的光線，光的強弱與電流有關。如圖3-2.圖3-2 發光二極管3.3.3三極管管腳識別方法：(a)判定基極。用萬用表R100或R1k擋測量管子三個電極中每兩個極之間的正、反向電阻值。當用第

11、一根表筆接某一電極，而第二表筆先后接觸另外兩個電極均測得低阻值時，則第一根表筆所接的那個電極即為基極b。這時，要注意萬用表表筆的極性，如果紅表筆接的是基極b。黑表筆分別接在其他兩極時，測得的阻值都較小，則可判定被測管子為PNP型三極管；如果黑表筆接的是基極b，紅表筆分別接觸其他兩極時，測得的阻值較小，則被測三極管為NPN型管。(b)判定三極管集電極c和發射極e。(以PNP型三極管為例)將萬用表置于R100或R1K擋，紅表筆基極b，用黑表筆分別接觸另外兩個管腳時，所測得的兩個電阻值會是一個大一些，一個小一些。在阻值小的一次測量中，黑表筆所接管腳為集電極；在阻值較大的一次測量中，黑表筆所接管腳為發

12、射極。圖3-1 三極管4繪制原理圖和PCB制作確定設計目標后，用Protel DXP軟件繪制出電路原理圖，繪制過程如下：1、打開Protel DXP軟件，新建一個“簡易廣告彩燈電路.PRJPCB”工程，在此工程下再新建一個“簡易廣告彩燈電路.SCHDOC”原理圖文件。2、根據要求，畫出電路原理圖。在此過程中，注意選擇元器件及對應的封裝，阻值大小及相關的性能。繪制原理圖如下：3、原理圖繪制完成以后，對所繪制的原理圖進行編譯。選擇“Project-Protel”，生成實用報表，4、 完成以后將所有元器件都封裝，將電氣連接都導入PCB中，連接如圖所示。 5、 對元器件進行布局生成PCB，布局以后的效

13、果如圖5 PCB板制作、焊接與調試5.1 PCB板制作（1）將生成的PCB打印到轉印紙上后，選擇合適大小的覆銅板，將轉印紙有電路圖的一面緊貼覆銅板有銅的一那面，轉印紙緊緊包住覆銅板，然后將裹有轉印紙的覆銅板放到轉印機中轉印。 （2）轉印完成后等待覆銅板冷卻，然后撕開轉印紙，將覆銅板放到腐蝕液中腐蝕。 （3）等待大約20-30分鐘，知道覆銅板上多余的銅全部被腐蝕掉，覆銅板變成帶有線路的透明的黃色塑料板。 （4）將塑料板切割成合適的大小，注意電路板線路的完整性，用砂紙或者銼刀將板子邊緣打磨光滑。 （5）用合適鉆頭的鉆孔機給板子上的焊盤打孔，注意將鉆頭對準焊盤中心。 （6）用砂紙將電路板上線路的一層

14、碳膜輕輕擦掉，會出現銅黃色的線路。PCB板基本制作完成。 PCB板制作過程中遇到的問題及解決辦法： （1）在鉆三極管時會將兩個孔鉆到一起導致短接。解決辦法：鉆孔時將兩邊的孔鉆的離中間遠點。 （2）敷銅板轉印完成后，有些線路會出現斷裂或者沒有印到敷銅板上。解決辦法：用轉印筆在出現斷裂的線路上輕輕地描，注意不要連到其他線路上。 （3）鉆孔過程中，誤將線路鉆斷了。解決辦法：焊接時將錫絲熔化后將斷點連上。打印電路板腐蝕電路板鉆孔 5.2 元器件的焊接焊接順序先測量，做好記錄；在清潔，掛錫焊接；最后檢查質量。 （1）右手持電路鐵。左手壓住元件或導線。焊接前，電烙鐵要充分預熱烙鐵頭刃面上要吃錫，及帶上一定

15、量焊接。將烙鐵頭刃面緊貼在焊點處。電路鐵與水平面大約成60度角。 （2）錫可以從烙鐵頭上流到到焊點上。將烙鐵在焊點處停留的時間控制2-3秒鐘。 （3）抬開烙鐵頭。左手仍持元件不動。待焊點處得錫冷卻凝固后，才可以松開左手。5.3 系統的調試 調試準備檢查電：在通電調試之前，必須認真檢查電路連線是否正確，對照電路圖按照一定順序一一檢查：特別要注意電源是否接錯，電源與地是否有短接，二極管是否接反，三極管三個引腳是否接錯，繼電器的常通和常開腳，開關的兩個腳，輕輕撥一撥元器件，觀察焊點是否牢固。調試：根據本設計中的電路原理圖進行實物的連接，焊接連接各元件即可。連接完成后，引出兩根根導線，一根導線接+6V

16、電源的正極，另一根導線接地，接好線后，剛開始第一次閉合開關，按下開關發出悅耳的“叮咚”觀察持續的時間長短，達到了預期的效果。與設計的內容基本相符合。同樣設計中仍然存在誤差，這是由于元器件參數的精度不夠、實物連接時引附加阻值、性能不夠高以及環境溫度等多方面的影響所致。在實際生活中可以通過多種措施來提高輸出音頻信號的的穩定度，如可以選擇電容的并聯使電容的值更精確；同時外界溫度也會影響實驗的精確性。6 總結 本次課設是完成一個簡易廣告彩燈電路設計，首先通過查找書籍資料，首先進行電路原理圖的設計、繪制以及PCB版圖制作，然后對電路中的各個部分進行調整修改，按照設計的電路原理圖完成實物的連接，連接后在實

17、驗室不斷地調試、修改，最后得到設計要求。此次protel課程設計對我們的總體電路的設計的要求更嚴格，需要通過翻閱復習以前學過的知識確立了實驗總體設計方案，然后逐步細化進行各模塊的設計；其次，在電路實現的過程中總會出現一些問題，需要我們細心解決，所以這周下來，我對電路故障的排查能力有了很大的提高；再次，通過此次課程設計，我對設計所用到的軟件Protel軟件有了更加深刻地了解，這對我們以后的工作和學習的幫助都很有用處。當然，經過了課程設計，我也發現了自己的很多不足。但是通過自己的動手動腦，既增加了知識，又給了我專業知識以及專業技能上的提升，我也會更加努力，認真學習，爭取在以后的課程中做得更好！致謝在這次課設中，我首先要感謝學校給我們提供