循环彩灯的设计与制作.docx
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循环彩灯的设计与制作
湖南工业大学
课
程
设
计
资
电气与信息工程
料
袋
学院（系、部）2012-2013学年第
一
学
期
课程名称
电子设计与制作
指导教师
xx
职称
讲师
学生姓名
x
专业班级
电信093
学号
094012003xx
题
目
循环彩灯的设计与制作
成
绩
起止日期2012年11
月19
日～2012
年11
月
30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
1
2
课程设计说明书
1
3
课程设计图纸
1
张
4
总计资料
3
5
6
湖南工业大学
课程设计任务书
2012-2013学年第一学期
电气与信息工程
学院（系、部）电子信息工程
专业
093
班级
课程名称：
设计题目：
电子设计与制作循环彩灯的设计与制作
完成期限：
2012年11
月19
日～2012
年11
月
30
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
起止日期
工作内容
2012.11.19-20
讲授设计的一般步骤和方法、设计的要求、布置设计题目
排
2012.11.21-25
学生进行设计
2012.11.26-27
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
2012.11.27-30
学生修改、打印设计报告
主
要
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Protel99SE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：
2012年11
月19
日～2012
年11
月
30
日
学生姓名
班级
学号
成绩
指导教师（签字）
xx
电信093
xx
电气与信息工程学院（部）
2012年11月2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、滤波电路、稳压电路、555定时器、74ls193计数器、3-8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555定时器通过调节滑动变阻器实现秒脉冲震荡器，加到计数器的加法或者减法脉冲端口实现8进制计数，通过译码器从而实现循环彩灯功能。
3、各单元电路说明
1>开关模块
通过可调式电阻来控制电压输入，接通时发光二极管D9点亮。
2>电源电路模块
将220V交流电通过变压器J2和桥式整流D1输出的交流电压加到直流负载上，从而输出为5V的直流电压，通过电容滤波和三端稳压器输出稳定的直流电压。
3>秒振荡器
通过调节滑动变阻器使555定时器实现秒脉冲输出。
4>8进制加减计数器模块
通过开关S1来选择加或者减计数端口，再通过脉冲加到开关实现计数，由于只选择了输出的低3位而高位为1时通过开关实现清零，从而形成8进制计数。
5>译码电路模块
将计数器的低3位输出接到74ls138的A、B、C,将CBA组成的输入进行译码，从而点亮彩灯，通过CBA随计数器而进行变化，从而实现彩灯循环。
6>生成PCB版
在PCB中导入电路原理图，对元件进行布局，采用双层布线将元件连接，生成最后的PCB版图。
4、总电路说明
将220V交流电通过变压器转换成较小的交流电，通过桥式整流后输出电压加到负载上，通过滤波稳压从而实现其稳定的5V直流电压，通过开关控制使555定时器通过调节滑动变阻器实现秒脉冲震荡器，通过秒脉冲加到74ls193计数器的加法或者减法脉冲端口实现8进制计数，通过计数器的输出来改变74lls138的输入使译码器轮流点亮发光二极管从而实现循环彩灯功能。
总电路仿真图如下：
5、元器件清单
6、设计总结及体会
本次为期两周的课程设计，让我对protel99se这个软件的操作和使用环境有了进一步的了解和深入，知道如何更加准确去设计原理图和生成PCB图，了解软件里面的各种功能，明白如何合理的运用和使用它们。
通过老师理论课上的了解以及自身的认识，最终顺利的完成了此次课程设计。
在课程设计过程中也遇到了很多的麻烦，如在加载网络表时时常出现封装问题，部分元件封装需要自己做等，在通过老师的指点和同学的帮助下是这些问题得到顺利的解决。
此次课程设计，充分将书上的理论与实际相结合，对于今后的学习以及工作上来说，都获益良多，让自身受到了不小的锻炼与提升。
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