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1、精品学习资源明达职业技术学院毕业论文（设计）2007-2021 学年度班级 05应 电 2学号 0405051238课题名称 LED闪烁电路的设计与制作同学姓名指导老师朱 伟 明杨伟华信 息 工 程 系 应 用 电 子 技 术 专业2021 年 1 月 15 日目录一、方案论证2二、电路原理说明4三、电源电路4四、主要元件介绍7五、安装与调试9六、心得体会10致谢参考文献附录1、元件清单表12附录2、电路总的原理图13LED闪烁电路设计与制作作者 朱伟明 摘要LED 闪烁电路主要利用多谐振荡器振荡工作，通过规定电阻驱动发光二极管闪烁发光；该电路可以通过调剂电位欢迎下载精品学习资源器的阻值，转变
2、多谐振荡器输出波形的占空比，从而转变发光二极管的闪烁成效；该闪烁电路的闪烁速度可以调整，可以组成各式各样的跳动灯光图案，可以用于装饰玩具和盆景等 关键词 桥式整流 滤波电容 稳压电路 发光二极管 多谐振荡器 前言因该课题要求两个人共同完成，分工后我主要负责电源部分，所以在本论文中将以电源部分为主进行介绍和分析，文中电路部分只涉及其主要部分；论文中将对电源的组成各部分工作原理及作用进行详细表达；文中也谈到部分元器件的检测好坏的方法 ；一 方案论证方案 1该图由多谐振荡器 A、多谐振荡器 B 和发光二极管 VL1VL12 组成电路中，多谐振荡器 A 由电阻 R5、R6、电位器 RP1、电容器 C1
3、、C2 和晶体管 V1、V2 组成；多谐振荡器 B 由电阻 R7、R8、电位器 RP2、电容器 C3、C4 和晶体管 V3、V4 组成；多谐振荡器 A振荡工作后，通过 R1、R2驱动 VL1VL6 闪烁发光；欢迎下载精品学习资源调剂电位器 RP1和 RP2 的阻值，可分别转变多谐振荡器A 和多谐振荡器 B 输出波形的占空比，从而转变发光二极管的闪烁成效；方案2接通电源开关电压经开关和二极管为双稳态触发器、时钟振荡器LED 驱动把握电路供应工作电源；未接通时双稳态触发器输出低电平，时钟电路不工作，不能为CD4017 供应计数脉冲，LED 彩灯不能产生灯光成效；接通S2 后，双稳态触发器翻转，从C
4、D4093的 3 脚输出高电平，时钟振荡器振荡工作，CD4017的 14 脚供应计数脉冲， CD4017的 Y； Y4 输出端循环输出高电平；在 CD4017的 Y；端输出高电平常， NPN 晶体管导通，部分发光二极管点亮；然后CD4017的 2 脚在点亮；如此周而复始，使 LED彩灯依次循环点亮；调剂 RP的阻值，可转变时钟振荡器的振荡频率，从而转变灯光成效；方案比较我和组员翻阅了大量的参考资料后，最终选择了如上两套方案，但是迫于实际需要只能从中选择一套方案来完成，最终选定了方案1，详细缘由如下：1、从实际角度来看，方案 1 所需的元器件与方案2 相比更简洁获得，方案 1 所用元器件都是平常
5、见过的，而方案2 中有我和组员都不熟识的元器件，对其性能等方面不明白；查找起来有些困难；2、从电路连接角度来看方案1 比方案 2 的连接成效更加美观，且电路在完成后，发光二极管显示的成效也很相像；二、 电路原理说明该电路由电源、多谐振荡器和发光二极管组成；欢迎下载精品学习资源先通过电源部分输出直流 9V稳流电压为电路供电，电流通过发光二极管和电阻为多谐振荡器部分电容充电，由于晶体管放大系数不一样，放大系数大的先导通系数小的截止，同一电路上发光二极管被点亮；电容充电完后，在放电时放大系数小的晶体管，就导通系数大的截止；原先发光二极管熄灭同时其余发光二极管被点亮，如此循环发光二极管呈闪烁状被点亮；
6、闪烁相隔时间为 4到5S；调剂电位器的阻值，可以转变多谐振荡器输出波形的占空比，从而转变发光二极管的闪烁亮度和速度；仍有电路部分是相互对称的，所以发光二极管闪烁的图形也是对称 状，可以组成各式各样跳动灯光成效；三、 电源电路单元电路由电源部分和把握电路组成 ；本部分将对电源和把握电路多谐振荡器部分进行介绍；电源部分主要由沟通变压器、桥式整流、滤波电路、硅稳压管稳压电路、限流电阻组成；以下为电源原理图电源的电路图3.1 1 桥式整流电路整流电路是利用二极管的单向导电作用将沟通电变换成单方向的直流电的；因此，二极管是构成整流电路的关键元件；常见的小功率整流电路，有半波整流、全波整流、和桥式整流等几
7、种；其中以桥式整流电路最为常用；为分析简洁起见，我们把二极管当作理想元件处理，即二极管的正向导通电阻为零， 反向电阻为无穷大；3.1.1 1 电路组成和工作原理单相桥式整流电路如图 3 所示，图中，四个整流二极管D1 D4 接成电桥形式（故名桥式整流电路），其输入是来自电源变压器T 副边的正弦沟通电压 u2=2Usinwt ，其输出加至要求直流供电的负载电阻上；需特别指出的是，整流桥的四个二极管，必需严格按照图 3 所示的方式连接于A,B,C,D 四点之间，否就，将导致变压器短路；图4（B）是桥欢迎下载精品学习资源式整流电路的简化画法；图 3由二极管的单向导电性，不难得出桥式整流电路的工作波形
8、；当u2=（2Usinwt）处于正半周时，图（ A）所示电路中的A 点电位高于 B 点二极管 D1 和 D3 处于正向偏置而导通,D2 ,D4 就因反偏而截止；电源经D1 ,D3 向负载供电，输出一个与u2 正半波相同的电压，同理，当图 4u2 为负半周时， B 点电位高于 A 点， D1 ,D3 转为反偏而截止， D2 与 D4 就因正偏而导通；电源经 D2,D 4 向负载供电，此时， u0=-u 2, 其波形与 u2 的正半波相同；可见，在沟通电压 u2 变化一周时，负载 Rl 上得到的却是单方向脉动的电压u0 和电流i 0 ；由于该电路在正弦电压u2 的正，负半周都有输出，故称这种整流方
9、式为全波整流；3.2 2 变压器变压器是变换沟通电压、电流和阻抗的器件，起初级线圈中通有沟通电流时，铁芯（或磁芯）中便产生沟通磁通，使次级线圈中感应出电压（或电流）；变压器由铁芯（或磁芯）和线圈组成，线圈有两个或两个以上的绕组，其中接电源的绕组叫初级线圈，其余的绕组叫次级线圈；欢迎下载精品学习资源3.2.1 1 变压器的分类按冷却方式分类：干式（自冷）变压器、油浸（自冷）变压器、氟化物（蒸发冷却） 变压器；按防潮方式分类：开放式变压器、灌封式变压器、密封式变压器；按铁芯或线圈结构分类：芯式变压器（插片铁芯、C 型铁芯、铁氧体铁芯）、壳式变压 器 （ 插 片 铁芯 、 C 型 铁 芯、 铁 氧体
10、 铁芯 ） 、 环 型 变压 器 、 金 属箔 变 压 器；按 电 源 相 数 分 类 ： 单 相 变 压 器 、 三 相 变 压 器 、 多 相 变 压 器 ；按用途分类：电源变压器、调压变压器、音频变压器、中频变压器、高频变压器、脉冲变压器.3.3 3 滤波电路原理沟通电压经整流电路整流后输出的是脉动直流，其中既有直流成分又有沟通成份；滤波电路利用储能元件电容两端的电压 或通过电感中的电流 不能突变的特性 ,将电容与负载 RL 并联 或将电感与负载RL 串联 ，滤掉整流电路输出电压中的沟通成份，保留其直流成份，达到平滑输出电压波形的目的；3.4 4 稳压电路的工作原理引起输出电压不稳固的主
11、要缘由有沟通电源电压的波动和负载电流的变化；分析在这两种情形下稳压电路的作用；如负载 RL 不变，当沟通电源电压增加，即造成变压器副边电压u2 增加而使整流滤波后的输出电压 Ui 增加时，输出电压 U；也有增加的趋势，但输出电压U；就是稳压管两端的反向电压 UZ，当负载电压 U；稍有增加时，稳压管电流 I Z 大大增加，使限流电阻R两端的电压降 UR 增加；以抵偿 Ui 的增加，从而使负载电压 U；保持近似不变；这一稳压过程可表示成：欢迎下载精品学习资源电源电压 U2 Ui U； I Z I=I ；+I Z UR U； 稳固如电源电压不变，使整流滤波后的输出电压 Ui 不变，此时如负载 RL
12、减小时，就引起负载电流 I ；增加，电阻 R 上的电流 I 和两端的电压降 UR均增加 ，负载电压 U；因而减小，而U；稍有削减将使 I Z 下降很多，从而补偿了电流 I 的增加，保持 I=I ；+ I Z 基本不变，也保持 U；基本恒定；这个过程可归纳为：RL I ； I=I ；+ I Z UR U； I Z I= I ；+ I Z UR U；稳固3.5 5 多谐振荡器：1. 多谐振荡器没有稳固状态，只有两个暂稳态；2. 通过电容的充电和放电，使两个暂稳态相互交替，从而产生自激振荡，无需外触发；3. 输出周期性的矩形脉冲信号，由于含有丰富的谐波重量，故称作多谐振荡器；四、主要元件介绍4.1
13、1 LED 发光原理发光二极管是由 - 族化合物其核心是PN结；因此它具有一般P-N 结的 I-N 特性， 即正向导通，反向截止、击穿特性；此外，在确定条件下，它仍具有发光特性；在正向电压下，电子由 N 区注入 P 区，空穴由 P 区注入 N 区；进入对方区域的少数载流子（少子）一部分与多数载流子（多子）复合而发光；4.2 2 LED 极限参数的意义（ 1）答应功耗 Pm:答应加于 LED 两端正向直流电压与流过它的电流之积的最大值；超过此值，LED发热、损坏；（ 2）最大正向直流电流IFm：答应加的最大的正向直流电流；超过此值可损坏二极管；（ 3）最大反向电压 VRm：所答应加的最大反向电压
14、；超过此值，发光二极管可能被击穿损坏；（ 4）工作环境topm: 发光二极管可正常工作的环境温度范畴；低于或高于此温度范畴，发光二极管将不能正常工作，效率大大降低；4.3 3 发光二极管的检测用万用表检测；利用具有 10k 挡的指针式万用表可以大致判定发光二极管的好坏；正常时，二极管正向电阻阻值为几十至200k, 反向电阻的值为；假如正向电阻值为 0 或为，反向电阻值很小或为0，就易损坏；这种检测方法，不能实地看到发光管的发 光 情 况 ， 因 为 10k 挡 不 能 向 LED提 供 较 大 正 向 电 流 ；欢迎下载精品学习资源假如有两块指针万用表（最好同型号）可以较好地检查发光二极管的发
15、光情形；用一根导线将其中一块万用表的“ +”接线柱与另一块表的“ - ”接线柱连接；余下的“ - ”笔接被测发光管的正极（ P 区），余下的“ +”笔接被测发光管的负极（ N 区）；两块万用表均置 10 挡；正常情形下，接通后就能正常发光；如亮度很低，甚至不发光，可将两块万用表均拨至1 如，如仍很暗，甚至不发光，就说明该发光二极管性能不良或损坏；应留意，不能一开头测量就将两块万用表置于1，以免电流过大，损坏发光二极管；五、 安装与调试第一绘制电路图，然后将元器件在面包板上的进行安装，安装过程中要留意以下几点：1、在安装前要对电阻的阻值进行判定，用数字万用表的两个表笔不分正、负极接在电阻的两个引
16、脚上，量程打在 档；（用目测电阻的色环也可读出阻值）2、分清发光二极管、电容的正、负极（长正短负）3、导线尽量选择带绝缘层的（为了防止短路）安装完毕后，接通电源调试先用万用表测量电源变压器电压，量程打在AC 20V档输出为沟通电压为 9.21V ，把量程打在 DC 20V用数字万用表黑色表笔接地，红色表笔接正测量电源输出端电压为9.34V；电源部分无故障；将 9V 直流电源接入电路后，电路无现象产生；未查出故障将电路重新连接；接通电源，电路正常；电路现象：当电源接通后电容充电红灯点亮，电容放电后绿灯闪亮，如此循环；电路顺当完成；六、 心得体会本次课题设计是 LED闪烁电路的设计与制作；最终顺当
17、完成该电路的设计与制作；从开头搜寻资料到中期的电路连接付出大量的汗水，但是在成功的那一刻，觉得一切都是值得的，虽然过程中有过几次失败；失败也证明白我才能的不足、学问的匮乏；因 此，为了要完成本次课题，我不断的去询问老师同学以及上网去图书馆搜寻资料来充实自己，直到最终的成功；通过这次毕业设计，加强了自己的团队合作才能，同时也提高了自己动手才能，包括使用万用表等测量仪器测量数据，以及利用仪器如何检查故障的根源，怎样排除故障的方法；只要努力、只要拼搏永不舍弃，成功不会太远的；致谢欢迎下载精品学习资源在做毕业设计的过程中，学校及老师都给与我们极大的帮忙，图书馆为我们供应了充分的参考资料，在完成毕业设计
18、的过程中，所需的大量元器件都是学校实训中心张老师和姜老师供应的，中意我们的实际需要；同时，指导老师杨老师在过程中对我们的帮忙很大，她总是会站在我们身边，在我们遇到一些困难时，准时地给我们提出宝贵的建议，使我们能够准时地修改和完善我们的设计方案；因此，毕业设计能够顺当的完成， 学校及指导老师都是起到了准备性的作用，在此我要诚意的表示感谢；感谢我的导师，她循循善诱的教导和不拘一格的思路赐予我无尽的启示；感谢我的搭档张成云为我们的设计做出的努力，感谢赐予过我帮忙的同学，仍要感谢姜志平老师和张海燕老师在百忙之中为我们供应各种仪器及元器件，再次忠心的感谢！ 参考文献 1. 张庆双 灯光把握经典有用电路机
19、械工业出版社 .20072. 张志悦 数字电路设计与有用电路广州:华南理工大出版社 .19913. 顾宝良 模拟集成电路原理与有用电路人民邮电出版社 .19894. 梁长垠 电视机综合实训技术清华高校出版社 .20065. 陈小虎 电工电子技术 高等训练出版社 .20006. 薛学明 稳压电源及其电路实例中国铁道出版社 .1990附录 1、 元件清单表序号1名称电阻规格型号100位号数量R1、R2、R3、4 个R42电源变压器输入出 9V220V 输1 个345二极管电解电容电解电容IN 40071000uF22uF4 个1 个4 个6电阻33K89电位器发光二极管电阻NPN三极管C1、C2、C3、C4R5、R6、R7、R8RP1、RP2VL1VL124 个7470K20010S8050V1V42 个12 个1 个4 个欢迎下载精品学习资源11稳压二极管9V1 个仪器设备：万用表示波器剪刀、电烙铁、烙铁架、焊锡丝、面包板、导线如干、直流稳压源等附录 2、 电路原理图欢迎下载