电子基础课程设计

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1、课程设计论文 题 目：三组9只LED旋转灯学 院： 专业名称：班级学号： 学生姓名 指导教师 2013年 1月 课题名称：旋转亮灯课题要求：一、 LED旋转灯具有以下功能：1、 工作电源：两节AA电池（直流稳压3V）。2、 发光二极管三组不停的循环发光3、 改变电容的容量可以改变循环灯的循环速度。二、 完成原理图、完成PCB图设计三、 完成安装及调试。四、 写出设计报告。课题内容：1、 熟悉和了解元器件和电路，查找和参考相关资料，设计好方案。2、 用Protel软件设计电路原理图、PCB图。3、 完成电路的安装和调试，并完成报告。LED旋转亮灯的设计与制作摘要： LED作为一种新型的照明技术，

2、其应用前景举世瞩目，尤其是高亮度LED更被誉为21世纪最有价值的光源，必将引起照明领域一场新的革命。自从白光LED出现，无论是发光原理还是功能等方面都具有其它传统光源无法匹敌的优势，因此，LED照明已成为21世纪居室传统照明灯具已面临严峻挑战。灯具设计内容与形式主要是光，LED新光源促使照明灯具设计开发的革新，从很大程度上改变了我们的照明观念，使我们可以从传统的点、线光源局限中解放出来，灯具设计的语言和概念可以自由发挥和重新确立，灯具在视觉与形态的创意表现上具有了更大的弹性空间，居室照明灯具将向更加节能化、健康化、艺术化和人性化发展。近年来在LED技术日渐 成熟、价格下降以及发光效率提升等因素

3、影响下,LED的应用已经越来越普及,在汽车电子、室内装演、手机、交通信号等，LED应用正呈现出多样化发展趋势。LED发展历史已经几十年，但在照明领域的应用还是新技术。随着LED技术的迅猛发展，其发光效率的逐步提高，LED的应用市场将更加广泛，特别在全球能源短缺的忧虑再度升高的背景下，LED在照明市场的前景更备受全球瞩目，被业界认为在未来10年成为最被看好的市场以及最大的市场将是取代白炽灯、钨丝灯和荧光灯的最大潜力商品。本次设计就是用LED发光二极管作为电路指示灯，并利用三极管和偏置电阻构成驱动电路，使得三组（9只）LED发光二极管循环发光。 目录1 概述（3）2 实验目的（5）3 LED旋转灯

4、电路设计（6） 3.1电路工作原理（6） 3.2 电路说明（6） 3.3电路原理图、PCB图（7）4 元器件简介（9） 4.1 LED发光二极管（9） 4.2 三极管（13） 4.3 电阻（13） 4.4 电解电容（14）5 产品安装工艺（17） 5.1安装前准备工作（17） 5.2焊接时注意事项（18） 5.3焊接工艺要求（18） 5.4检查和调试（19）6 测试结果（19）7 元件清单（19）8 总结（19）9 参考文献（20）10 致谢（20）11 附录（20）1、 概述50年前人们已经了解半导体材料可产生光线的基本知识，第一个商用二极管产生于1960年。LED是英文light emit

5、ting diode的缩写，它的基本结构是一块电致发光的半导体材料，置于一个有引线的架子上，然后四周用环氧树脂密封，起到保护内部芯线的作用，所以LED的抗震性能好。发光二极管的核心部分是由p型半导体和n型半导体组成的晶片，在p型半导体和n型半导体之间有一个过渡层，称为p-n结。在某些半导体材料的p-n结中，注入的少数载流子与多数载流子复合是会将多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能转换为光能。P-n结加反向电压，少数载流子难以注入，故不发光。这种利用注入式电致发光原理制作的二极管叫发光二极管，通称LED。当它处于正向工作状态时，电流从LED阳极流向阴极时半导体晶体就发出从紫外到红外不同光谱的

6、光线，光的强弱与电流有关。在新兴应用市场不断出现的带动下，近些LED市场规模快速提升。2005年中国LED的产量已经达到262.1亿只，市场规模更是突破百亿元大关达到114.9亿元。 LED的应用领域已经从最初简单的电器指示灯、LED显示屏发展到LCD背光源、景观照明、室内装饰灯等其他领域。而由于LED具有的长寿命、无污染、低功耗的特性，未来LED还将逐步替代荧光灯、白炽灯成为下一代绿色照明光源。为此，美国、韩国、欧盟、中国台湾都制定了适合各国国情的半导体照明计划，大力推进LED灯进入普通照明灯具市场。室内照明将是LED最具市场规模和发展潜力的应用。从数量上看，凭借着国内强大的制造能力，指示灯

7、依旧是LE的使用大户，其用量占据LED市场消耗量的半壁江山。但由于指示灯多为普通亮度LED，经过多年的发展产量很大早已形成买方市场，供过于求的市场现状导致价格持续下跌，严重影响了指示灯领域的LED市场规模增长。LED指示灯市场规模只保持了一位数增长，但是随着价格的进一步滑落，LED指示灯市场规模很难在维持正增长，预计从2006年起，该市场将呈现出负增长。对于进入通用照明市场而言，功率白光LED除面临着诸如发光效率低、散热不好、成本过高等问题外，还将面临到光学、机构与电控等的整合以及LED照明产品通用标准的制定。解决上述问题需要很长的一段时间，赛迪顾问预计LED在2010年前还不能进入通用照明市

8、场。由于酒店、商务会馆、高档商用写字楼等商用场所相对于价格的敏感度低。同时这些高档场所更注重于彰显品味与尊贵的地位，对于新兴产品抱有更大的兴趣度。这些都降低了LED照明进入的门槛。赛迪顾问预计LED照明将率先进入商用市场，逐步向民用市场扩展。2、实验目的科瑞特推出的综合实训套件是对电路设计开发、制作、焊接、调试验证等整个实训过程的一次全方位演练，其配套实训指导包括电路原理设计、PCB设计、焊接装配工艺、调试方法与技巧等方面知识，旨在培养学生进行电子产品设计与制作的综合能力。针对学生的实际学习情况和动手能力，公司可以提供模拟电路、数字电路、单片机系统等多学科知识；THT焊接工艺、SMT焊接工艺、

9、THT与SMT混合焊接实训工艺。套件功能贴近生活，能极大提高学生学习兴趣、学习效率及知识面。3、LED旋转灯电路设计31电路工作原理本电路是一个由3只三极管和9只LED组成的循环灯。电路是这样工作的，当电源一接通，3只三极管就要争先导通，但由于元器件有差异，只有某一只管子最先导通。假如Q1最先导通，那么Q1集电极电压下降，使电容C1的左端接近零电压，由于电容器两端的电压不能突变，所以Q2基极也被拉到近似零电压，使Q2截止。Q2集电极为高电压，那么接在它上面的发光二极管就亮了。此刻Q2集电极上的高电压通过电容器C2使Q3基极电压升高，三极管Q3也将迅速导通。因此在这一段时间内，Q1与Q3的集电极

10、均为低电压，只有接在Q2集电极上的发光二极管亮，而其余两只发光二极管不亮。随着电源通过电阻R3对C1的充电，使三极管Q2基极电压逐渐升高，当超过0.6伏时，Q2由截止状态变为导通状态，集电极电压下降，发光二极管熄灭。与此同时三极管Q2集电极电压的下降通过电容器C2的作用使三极管Q3的基极电压也下跳，Q3由导通变为截止。接在Q3集电极上的发光二极管就亮了。如此循环，电路中3只三极管便轮流导通和截止，三只发光二极管就不停地循环发光。改变电容的容量可以改变循环灯循环的速度。适用于初学者对模拟电路知识的认识以及熟悉电子元件、练习元件焊接，提高模拟电路知识及电子技术基础知识的学习兴趣，可安排在讲解三极管

11、特性的课程时使用。3.1.1 系统工作流程图 电源接通 3三极管导通 Q1集电极电压下降Q2截止，接在Q2上面的二极管发光二极管 Q3基极电压升高 Q3导通 电源对C1充电使Q2基极电压升高，超过0.6V时Q2导通，二极管熄灭 Q2集电极电压下降是Q3基极电压下降，Q3截止接在Q3集电极上的发光二极管变亮 循环电路中三只三极管轮流导通和截止三只发光二极管循环发光 二、性能参数工作电压：DC3V9V 3.2、电路说明本套件是一个由3只三极管和9只LED组成的循环灯。电路是这样工作的，当电源一接通，3只三极管就要争先导通，但由于元器件有差异，只有某一只管子最先导通。假如Q1最先导通，那么Q1集电极

12、电压下降，使电容C1的左端接近零电压，由于电容器两端的电压不能突变，所以Q2基极也被拉到近似零电压，使Q2截止。Q2集电极为高电压，那么接在它上面的发光二极管就亮了。此刻Q2集电极上的高电压通过电容器C2使Q3基极电压升高，三极管Q3也将迅速导通。因此在这一段时间内，Q1与Q3的集电极均为低电压，只有接在Q2集电极上的发光二极管亮，而其余两只发光二极管不亮。随着电源通过电阻R3对C1的充电，使三极管Q2基极电压逐渐升高，当超过0.6伏时，Q2由截止状态变为导通状态，集电极电压下降，发光二极管熄灭。与此同时三极管Q2集电极电压的下降通过电容器C2的作用使三极管Q3的基极电压也下跳，Q3由导通变为

13、截止。接在Q3集电极上的发光二极管就亮了。如此循环，电路中3只三极管便轮流导通和截止，三只发光二极管就不停地循环发光。改变电容的容量可以改变循环灯循环的速度。3.2.2 电路附加说明 在设计电路时我们可能会可能遇到当我们设计完成时电路不一定回正常运转，可能会出现某个灯不亮或者几个灯不亮，这时我们就应该仔细分析电路，通过对电路的原理来找出问题所在，不能因为一时的泄气而不找出问题的所在，我们应该学会独立思考，然后找出问题，可能只是某个元件接触不良的小问题或者某个元件虚焊的缘故，这都需要我们仔细检查然后解决问题，这样才能真正培养我们独立思考和解决问题的能力。3.3、电路原理图、PCB图4、元件简介4.1 LED发光二极管发光二极管它是半导体二极管的一种，可以把电能转化成光能；常简写为LED。发光二极管与普通二极管一样是由一个PN结组成，也具有单向导电性。当给发光二极管加上正向电压后，从P区注入到N区的空穴和由N区注入到P区的电子，在PN结附近数微米内分别与N区的电子和P区的空穴复合，产生自