十八LED心形灯论文Word文档格式.docx
- 文档编号:18745102
- 上传时间:2023-01-01
- 格式:DOCX
- 页数:8
- 大小:129.30KB
十八LED心形灯论文Word文档格式.docx
《十八LED心形灯论文Word文档格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《十八LED心形灯论文Word文档格式.docx(8页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
十八LED心形灯的设计与实现
摘要
20世纪70年代,单片机应军事及工业装备的控制需求而问世,目前单片机在智能仪器仪表、家用电器、军事装置、实时工业控制等诸多领域应用广泛,结合单片机技术设计的电子电路也是不断推陈出新。
在一个系统中,单片机作为一个核心部件还要根据具体硬件结构,再使用相应的软件设计,软硬件相结合,使硬件在软件的控制下协调运作,才能使一个电子电路设计更加完善。
本论文基于单片机技术与单片机芯片STC89C52芯片功能,对心形流水灯系统进行理论设计,运用相关的软件以及C语言编程,通过控制LED灯的通断,来实现流水灯的多种亮与灭的循环,使流水灯的变化形式丰富多彩,给人带来美感。
本文进一步学习和掌握电子电路的一般设计方法,了解电子产品研制开发过程,从而巩固单片机、模拟电子线路及数字电子线路的理论知识,来提高实践技能。
1.1国内外市场研究概括1
2.1总体设计目标2
2.2protelDXP软件功能简介2
2.3工作原理2
3.1Protel99se电路板的设计4
3.2所有元器件清单4
3.3ProtelDXP电路板的设计9
3.4所用元器件清单11
3.5单片机最小系统11
3.6心形流水灯的效果图12
3.7程序下载部分14
4.1设计步骤及方法15
4.2电路板焊接过程中的注意事项15
4.3电路板调试及遇到问题的解决方案16
4.4万用表的使用16
1.1国内外市场研究概括
LED流水灯在国外,尤其是欧洲市场,由于人们的环保节能意识比较强,LED灯的销售和供应业比较强,因此技术发展得比较早,种类也十分齐全,其功能也比较完善。
在国内,由于近几年来,社会发展的不断加快,生活水平的不断提高,人们对LED灯的消费需求也变得越来越供不应求,因此国内设计和销售LED流水灯的厂商比比皆是,像是深圳鼎立、深圳邦贝尔、上海来源等,但是所选的芯片都比较杂乱,由于近两年厂家数量的增多,整个行业价格竞争日益加剧21世纪社会发展日新月异,LED灯作为一种新型环保的绿色能源,必然成为新型光源必将成为未来社会发展的趋势,其技术工艺也随着竞争的加剧而日益成熟,但是质量有所下降,由于普及速度的加快,可见其具有广阔的市场与发展前景,研究并设计LED流水灯的电子工艺设计也日益增多。
2系统总体方案设计
2.1总体设计目标
结合Protelse99制作电路图,做出电路板使心形环绕LED心形灯在循环往复不断的闪烁中,给人带来美的体验。
2.2protelDXP软件功能简介
ProtelDXP是一款电子线路设计的自动化软件,是Altium公司于2002年下半年推出的,除了能给用户带来了焕然一新新的感觉,使用起来也是非常方便和简单。
ProtelDXP融合了设计输入仿真、拓扑自动布线、PCB绘制编辑、信号完整性分析和输出等技术,其设计风格十分完美,功能也是十分齐全,采用优化的设计浏览器,为用户提供全新的设计解决方案,集成了多种工具软件,主要可以分为四大部分:
可编程逻辑门阵列(FPGA)设计系统:
对于原理图和电路板设计系统来说,是一个相对比较独立的系统,用来设计数字电路。
原理图设计系统。
可以用来做电路仿真,也可以设计电路原理图。
印刷电路板设计系统。
用来设计印刷电路板的,将生成相关设计文件送至工厂去加工所设计完成的电路板。
这个印刷的电路板与原理图密切相关,它可以有设计好的电路原理图直接生成。
硬件描述语言(VHDL)设计系统。
在该设计系统中,可以用目前流行的VHDL语言开发可编程逻辑器件,并进行仿真分析。
ProtelDXP融入了新的功能:
全新的设计方法、集成元件库、增强的自动布线器、增强的同步器功能、增强的编译功能。
2.3工作原理
从原理图上可以看出,18只LED被分成3组,分别是LED1-LED6、LED7-LED12、LED13-LED18,每当电源接通时,3只三极管会争先导通,但由于元器件存在差异,只会有1只三极管最先导通,这里假设V1最先导通,则LED1-LED6点亮,由于V1导通,其集电极电压下降使得电容C2左端下降,接近0V,由于电容两端的电压不能突变,因此V2的基极也被拉到近似0V,V2截止,故接在其集电极的LED7-LED12熄灭。
此时V2的高电压通过电容C3使V3集电极电压升高,V3也将迅速导通,LED13-LED18点亮。
因此在这段时间里,V1、V3的集电极均为低电平,LED1-LED6和LED13-LED18被点亮,LED7-LED13熄灭,但随着电源通过电阻R3
对C2的充电,V2的基极电压逐渐升高,当超过0.7V时,V2由截至状态变为导通状态,集电极电压下降,LED7-LED12点亮。
与此同时,V2的集电极下降的电C3使V3的基极电压也降低,V3由导通变为截至,其集电极电压升高,LED13-LED8熄灭。
接下来,电路按照上面叙述的过程循环,3组18只LED便会被轮流点亮,同一时刻有2组共12只LED被点亮。
这些LED被交叉排列呈一个心形图案,不断的按照顺时针方向循环闪烁发光,达到流动显示的效果。
3硬件设计部分
3.1ProtelDXP电路板的设计
电路板图的设计主要分为两大部分:
原理图设计部分和电路板图设计部分
(1)原理图设计
1)原理图设计环境设置
绘制原理图之前要先对设计环境进行设置,以使设计环境适合自己的设计习惯及设计要求。
主要包括图纸设计大小、捕捉的栅格、电气自动捕捉栅格等。
2)放置元件
载入元件库后,从元件库中选择所需元件,放置在图纸上,并修改元件属性。
3)原理图布线
利用工具栏中的工具连接各元件的引脚,主要的连接方法包括导线和总线。
对绘制好的原理图进行电气规则检查,对原理图进行编译、查找并修正错误。
根据需要生成各种不同的报表,其中有网络表、元件报表等。
其原理图3-1所
图3-1电路设计原理框图
(2)电路板图设计
1)定义电路板
定义电路板主要包括电路板设计环境的设置和电路板边框的定义。
只有
先定义了电路板才能放置元件封装和铜膜线等主要设计对象,否则无法进行后续工作。
2)调入网络表
由绘制好的原理图载入网络表文件,即将在原理图中的各元件及元件之间的关系载入到电路板图中,为后续工作做准备。
3)元件布局、布线
将载入的元件封装根据所需在电路板范围内排列好位置。
对电路板进行布局和布线设计规则的设置,然后进行布线。
最后再利用DRC(设计规则检查)检查整个电路板。
其生成的PCB电路板图如下:
图3-2PCB电路板图
3.2所用元器件清单
表3-3所用元器件清单
元器件名
数量(个)
发光二极管
18
三极管
3
电阻
6
电池盒
1
电容
3.4心形流水灯的效果图
其心形流水灯设计的效果图如图3-4所示。
图3-4电路的效果图
4电路板的制作及调试
4.1设计步骤及方法
首先,确定好原理图后,在protel99DXP软件上画好,并仿真;
然后在keil软件上面,用C语言进行编程,把程序烧录录入芯片STC89C52上面,再焊接电路板。
4.2电路板焊接过程中的注意事项
在焊接电路板时并非焊锡焊越多焊接的就越好,焊锡量要合适,焊接之前要选择电烙铁在合适的瓦数,在对电路原理图有充分的了解之后,才能焊接元器件,焊接时一定要细心,最好开窗进行,因为焊接的气味对身体不好,还有注意元器件的方向例如二极管、电解电容都是有方向的,管脚剪切的要合适,为了确保焊
接的质量,焊接元器件时一定要先固定一个引脚,然后调整元器件的位置及高低合适后,在焊接另外的引脚,以免焊歪。
元器件在电路板上的插装应分布均匀,排列整齐美观,对于焊点要饱满光滑,
成内弧状,焊锡要将整个上锡位置以及零部件位置包围,其焊接正反面
4.3电路板调试及遇到问题的解决方案
要想实现电路所要实现的功能,就要正确的焊接电路板,在确保正确无误的同时,实现焊接的美观。
在焊接前,首先要对焊接的元器件做一下清点,以及检查一下购买的元器件有没有损坏,包括发光二极管、晶振、电阻等。
首先要对电路中的主要线路进行了测量,包括电源线,排线,芯片之间的连线,再就接上5V电源对电路中的功能进行检测。
接通电源后,首先观察LED灯是否都亮,如果不亮,要分别每个LED灯是否虚焊了,如果灯亮,但是不按照所编的程序亮,这是要检查程序是否已经成功录入芯片,或者是否是程序出现错误,再或者是有些元器件管脚多了焊接时出现短路。
4.4万用表的使用
检查电路是否虚焊,可以通过万用表来检查,因为一旦有出现电路断路或者短路现象,就会导致整个电路的设计错误,使用万用表,其中包括红黑表笔的解法,以及万用表的正确读数,都要做到准确无误,这样才可以确保整个焊接过程的更加顺利
5总结
经过这前前后后几个月的准备、思考、实施、总结,我终于成功的完成了这次毕业设计。
纵观整个的设计过程,经常出现这样那样的困难,比如电路图画错、编程出现错误、软件不会使用、元器件虚焊断焊焊错,论文不知道怎样去写等,
在这期间着实费了我不少时间,我还是努力认真的去学习检查和修改,虽然这个过程非常艰难,但还是值得我回味的。
在整个毕业设计过程,我查阅了大量地相关书籍和文献资料,从中学习了一些单片机的工作原理以及怎样去设计一个电子电路,还参照了一些以前做过的课程设计。
通过这次毕业设计,我不仅加深了对以前学过课本知识得以理解和应用,并且对于其在电路中的使用有了更多的认识。
通过这次毕业设计原先有些课本上理论问题总是弄不懂,这次通过自己亲自动手去实践,以前很多问题就感觉通俗易懂了,此间还掌握了不少理论知识。
认识来源于实践,只有通过实践才能得以检验自己所学的理论知识。
通过此次毕业设计,真正提高了自己的各项能力,比如独立思考解决问题的能力,与人协作的能力,亲自动手实践的能力,真正的提高了自己的实践技能,培养了自己的创新能力,为今后完成更高质量的项目打下基础。
经过四次的上机课程设计,在我和同学的共同努力下,顺利的完成了任务,并在其中体现了自己的独创部分。
同时我感觉自己学到了很多。
首先是要把理论和实际相结合起来,从理论中得出结论,然后再实践,从而提高自己的实际动手能力和独立思考问题的能力。
在设计的过程中遇到了很多的问题,也发现了自己的不足之处。
参考文献
[1](阎石).数字电子技术基础[M],高等教育出版社,2005
[2](童诗白)、(华成英).模拟电子技术基础[M],高等教育出版社,2006
[3](赵丽清)、(惠鸿忠).单片机原理与C51基础[M],机械工业出版社,2012
[4](邱关源).电路第五版[M],高等教育出版社,2006
[5](谭浩强).C语言程序设计[M],清华大学出版社2005
[6](张娟).Protel电路设计教程,清华大学出版社2010
[7](刘建军)等.电子电工基础,人民邮电出版社2011
[8](马双宝)等.protel99se原理图与PCB设计,人民邮电出版社2011
[9](金炯泰).如何使用keil8051C编译器[M]北京航空航天大学出版社2002
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 十八 LED 心形灯 论文
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)