八路彩灯数电课程设计

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1、辽宁师范大学课程设计专用纸课题彩灯内容摘要彩灯控制器在生活中有着广泛的应用，如广告牌的设计和节日彩灯的设计都利用到了彩灯控制器的原理，而设计简单的三彩灯控制器更成为设计其他复杂电路的基础。关键字：发光二级管三级管电阻电容引言随着人们生活环境的不断改善和美化，在许多场合可以看到彩色霓虹灯。LED彩灯由于其丰富的灯光色彩，低廉的造价以及控制简单等特点而得到了广泛的应用，用彩灯来装饰街道和城市建筑物已经成为一种时尚。但目前市场上各式样的LED彩灯控制器大多数用全硬件电路实现，电路结构复杂、功能单一，这样一旦制作成品只能按照固定的模式闪亮，不能根据不同场合、不同时间段的需要来调节亮灯时

2、间、模式、闪烁频率等动态参数。这种彩灯控制器结构往往有芯片过多、电路复杂、功率损耗大等缺点。此外从功能效果上看，亮灯模式少而且样式单调，缺乏用户可操作性，影响亮灯效果。因此有必要对现有的彩灯控制器进行改进。1．设计内容及要求1.1内容：设计一个电路，使三个发光二极管呈流水般发光，从左到右依次发光，在电路中巩固和运用在《模拟电子技术》中所学的理论知识和实验技能，基本掌握常用模拟电路的一般设计方法，加强动手能力。1.2要求：1.2.1掌握电子电路分析和设计的基本方法。包括：根据设计任务和指标初选电路；调查研究和设计计算确定电路方案；选择元件、安装电路、调试改进；分析实验结果、写出设

3、计总结报告。1.2.2培养一定的独立分析问题的能力和解决问题的能力。学会自己分析解决问题的方；对设计中遇到的问题，能通过独立思考，掌握电路测试的一般规律；能通过观察、判断、实验、再判断的基本方法解决实验中出1.2.3掌握普通电子电路的生产流程及安装、布线、焊接等基本技术1.2.4巩固常用电子仪器的正确使用方法，掌握常用电子器件的测试技术2.电路的工作原理利用电容的充放电，使三极管处在截止导通状态，三个电路是互补的，互相控制的电路，原理：第页辽宁师范大学课程设计专用纸三极管导通，集电极电压降低三极管的三个极分别是基极、集电极、和发射极，三极管是电流放大元件，集电极的电流是基极的β

4、倍，如果基极导通一定产生基极电流Ib，那么集电极的电流应是βIb，集电极的电阻是一定的，假如是R，电阻两端产生的电压是βxIbxR，电阻两端的电压增大，电源电压是一定的因此集电极的电压就下降。2.1原理图设Q1最先导通，则Q1集电极的电位就很低，使电容C1的左端接近零电压，由于电容两端的电压不能突变，所以Q2基级也被拉到近似零电压，使Q2截止。因为Q2集电级为高电压，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基级电压升高，三极管Q3也迅速导通，因此，只有接在Q2上的LED亮，其他两个都不亮。随着电源通过R3对C1充电，使Q2基级电压逐渐升高，

5、超过0.6V时，Q2由截止变为导通，集电极电压下降，使发光二极管熄灭。此时Q2集电极电压下降使通过C2的作用使Q3的基级电压也下调，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，三个LED就依次闪烁。2.2PCB图第页辽宁师范大学课程设计专用纸2．3参数计算首先设电容器极板在t时刻的电荷量为q,极板间的电压为u.,根据回路电压方程可得：U-u=IR（I表示电流），又因为u=q/C,I=dq/dt(这儿的d表示微分哦)，代入后得到U-q/C=R*dq/dt,也就是Rdq/(U-q/C)=dt,然后两边求不定积分，并利用初始条件：t=0,q=0就得到q=CU【1

6、-e^-t/(RC)】这就是电容器极板上的电荷随时间t的变化关系函数。顺便指出，电工学上常把RC称为时间常数。相应地，利用u=q/C,立即得到极板电压随时间变化的函数，u=U【1-e^-t/(RC)】。从得到的公式看，只有当时间t趋向无穷大时，极板上的电荷和电压才达到稳定，充电才算结束。但在实际问题中，由于1-e^-t/(RC)很快趋向1，故经过很短的一段时间后，电容器极板间电荷和电压的变化已经微乎其微，即使我们用灵敏度很高的电学仪器也察觉不出来q和u在微小地变化，所以这时可以认为已达到平衡，充电结束。举个实际例子吧，假定U=10伏，C=1皮法，R=100欧，利用我们推导的公式

7、可以算出，经过t=4.6*10^(-10)秒后，极板电压已经达到了9.9伏2．4设计用主要器件2.7k电阻（3个）35k电阻（3个）500Ω电阻（3个）电容22μ（3个）发光二级管（3个）NPN三极管（3个）第页辽宁师范大学课程设计专用纸3.组装与调试3．1设计用仪器万用表制板机打孔机稳压电源电烙铁3．2调试方法3.2.1对照电路图，检查电路板上元器件的连接正确与否。3.2.2检查电源连接是否稳定。3.2.3电路不能正常工作时，可逐一排查每个元器件两端的电压，看电压正常与否，从而找出电路故障