LED闪光电路的设计.docx

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LED闪光电路的设计

《电子线路CAD》课程论文

题目：

LED闪光电路的设计

1电路功能和性能指标

该电路为简易的LED闪光电路,由4个电阻R1、R2、R3、R4，2个LED灯DS1、DS2，2个三极管Q1、Q2，2个电容C1和C2和1个电源接口P1组成。

主要功能就是让2个二极管轮流闪光。

工作原理：

当电源一接通，两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，DS1被点亮，电容C2的左端接近零电压，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，LED2不亮。

随着电源通过电阻R3对C2的充电，使三极管Q2基极电压逐渐升高，当超过0.6V时，Q2由截止状态变为导通状态，集电极电压下降，DS2被点亮。

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Q1的基极电压也下跳，Q1由导通变为截止，DS1熄灭。

如此循环，电路中两只三极管使轮流导通和截止，两只发光二极管就不停的循环发光。

改变电容的容量可已改LED循环的速度。

工作电压：

DC3V—9V

2原理图设计

2.1原理图元器件制作

启动ProtelDXP2004软件，选中该项目文件，执行“File—>New—>Library—>SchematicLibrary”菜单命令，新建一个默认文件名为“LED闪光电路.Schlib.SchLib”的原理图库文件，然后单击“保存”按钮或执行相应的菜单命令，将文件从命名为“我元器件库.SchLib.SchLib”并保存在D盘的“LED闪光电路”文件夹中，执行“Tool—>RenameComponent”菜单命令，输入“CAP-E”，和“Place—>Rectangle”绘制原理图元器件，然后修改元器件属性，添加封装，保存元器件。

图1

图2

2.2原理图设计

启动ProtelDXP2004软件，执行“File—>New—>Project—>PCBProject”菜单命令，选择“ProtelPcb”类型并单击“OK”按钮，此时将出现的默认文件名改为“LED闪光电路.PrjPCB”，保存文件。

再执行“AddNewtoProject—>Schematic”菜单命令，在该项目下默认文件名保存为“LED闪光电路.SchDoc”然后设置绘图环境，绘制原理图。

图3

图4

打开“LED闪光电路.PRJPCB”,并打开原理图文件，进入原理图编辑界面，执行“Design—>MakeSchematicLibrary”菜单命令，该项目共有11个元器件加入到本元器件库之中，单击“OK”按钮生成与该项目名称相同的元器件库文件，进入原理图元器件编辑界面。

生成了该原理图元器件库。

图5

2.3原理图报表

打开“LED闪光电路.PRJPCB”,并打开原理图文件，进入原理图编辑界面，执行“Design—>NetlistForProject—>Protel”菜单命令，系统自动生成Protel网络报表，默认名称与项目名称相同，扩展名为“NET”保存在项目所在文件夹中自建的子文件夹“ProjectOutputsForLED闪光电路”中。

图6

就以第一对方括号内的内容表示元器件C1的相关信息，即名称为C1，封装形式为RB.2/.4，描述为47uf。

图7

第一对圆括号内的内容表示网络名称为GND,和该网络相连接的引脚有P1的2脚（P1-2）、Q1的1脚（Q1-1）、和Q2的1脚（Q2-1）。

在“Reports”下拉菜单中选择单击“SimpleBOM”，系统自动生成简易材料清单报表，保持默认设置时，生成2个报表文件,分别为“LED闪光电路.BOM”和“LED闪光电路.CSV”,保存在“ProjectOutPutsForLED闪光电路”文件夹中。

图8

3PCB设计

3.1元器件封装制作

执行“File—>New—>Library—>PCBLibrary”菜单命令，创建一个空白的PCB封装库文件，默认文件名改为“我的封装库.PcbLib”，保存文件。

执行“Tool—>NewComponent”菜单命名，启动PCB元器件封装生成向导，单击“Next”按钮，进入选择元器件封装类型对话框，选中电容封装类型“Capacitors”单位选择“mil”,单击“Next”按钮，选择封装类型，“直插式ThroughHole”，单击“Next”按钮，设定焊盘尺寸，单击“Next”按钮，设置焊盘间距，设置为100mil,单击“Next”按钮，选择电容外形，“有极性电容Polarised”,单击“Next”按钮，设置其轮廓外半径和丝印层线宽，单击“Next”按钮，进入封装命名对话框，设置封装名为“CAP-E”，最后单击“Next”按钮结束界面。

图9

3.2PCB设计

选中当前项目，执行“File—>New—>PCB”菜单命令，创建一个空白的PCB文件，默认文件名改为“LED闪光电路.PcbDoc”,保存文件。

执行“Design—>LayerStackManager”菜单命令，对PCB板层进行设置。

点击PCB工作界面最下方的工作层标签“Mechanical1”，单击辅助工具栏中的画线按钮，绘制矩形物理边界。

将工作层切换至禁止布线层（Keep-OutLayer）,单击辅助工具栏中的画线按钮，绘制矩形电气边界。

然后在原理图编辑器中，执行“Design—>UpdatePCBDocumentLED闪光电路.PcbDoc”菜单命令，加载原理图到PCB中，执行变化，对PCB进行布线，绘制PCB图。

在PCB编辑界面，执行“Design—>Rules”菜单命令，点击“Routing—>Width”,选择“NewRule”命令，命名为“GND”，在“WheretheFirstobjectmatches”选项区域选择“Net”，下拉“GND”，在“Constrains”区域中，将导线宽度的第三个约束值（最大宽度、优先宽度和最小宽度）均修改为20mil。

图10

图11

打开设计项目内的PCB文件，在PCB编辑界面，执行“Design—>MakePCBLibrary”菜单命令，系统将生成与项目同名的封装库文件，保存与项目文件夹内，扩展名为“PCBLib”，同时打开PCB库文件编辑器界面，并加载PCBLibrary工作面板。

图12

Project工作面板如下：

图13

3.3PCB设计后处理

打开设计项目内的PCB文件，在PCB编辑界面，执行“Tool—>Teardrops”菜单命令，打开泪滴设置对话框，采用默认设置，单击“OK”按钮进行补泪滴操作。

图14

图15

图16

单击PCB工作界面的工作层标签“TopLayer”将当前工作层面设定为顶层。

单击PCB布线工具栏上的放置敷铜按钮，执行“Place—>PolygonPour”菜单命令，将打开敷铜属性设置对话框，采用默认参数，将“ConnecttoNet”设置为“GND”，同时勾选“RemoveDeadCopper”复选框，单击“OK”按钮，在PCB图上选出敷铜区域，将当前工作层切换成底层，重复以上操作。

图17

图18

打开设计项目内的PCB文件，在PCB编辑界面，执行“ReportBoardInformation”菜单命令，将打开PCB信息对话框，采用默认参数。

单击“Report”，系统将自动生成报表。

图19

图20

图21

图22

打开设计项目内的PCB文件，在PCB编辑界面，执行“Report—>NetlistStatus”菜单命令，系统将自动生成网络状态报表。

图23

4心得体会

通过这几周的CAD技能训练我真切地体会到了这种绘图系统的实用性。

同时也感觉到，绘图作为土木工程中设计思想的载体，具备良好的绘图能力是每一个设计人员最基本的素质。

虽然训练已经结束，但我觉得自己的学习过程还没有结束，还有很多地方可以提高。

这次学习培养了我的动手能力。

对此我总结了以下几点我掌握的CAD的操作命令：

1、菜单栏中的命令包含了所有对软件的操作命令。

如：

直线是L矩形REC等等。

要用CAD画图，了解和熟悉CAD绘图命令，这是最基本的起点。

CAD中执行基本的操作命令有3种方式：

左边的绘图栏中的命令按钮，命令窗口中直接输入命令和在上边的工具栏中点绘图做相应的图形。

2、使用多种方法提高制图效率。

首先是会用块。

外部图块，学习图形块如何定义、创建块、在工程图形中插入图块、图块的编辑等。

块的作用是避免用户多次创建相同的图形浪费时间。

此外还有镜像，矩阵方法。

使用它们可以绘制左右对称的图形以及形同的规则的图形等。

多使用这几种方法绘制可以大幅度提高制图效率。

3、在平常的学习中加强CAD制图练习，提高制图的水平。

通过对CAD制图的练习，熟练的掌握和运用命令，使自己的制图能力有更大的进步。

同时认识到土木是一个严谨的行业。

不管是在绘制图纸还是具体施工，都要求我们每一个人谨小慎微，不容半点马虎。

可能就是因为一个很小的细节和数据没有处理好，都有可能造成整个工程的瘫痪或是重大的生命财产安全。

对于我们每个大学生重要的是要掌握学习方法，在实践中悟，在悟中学。

争取在未来用到的时候能够信手拈来，为自己未来工作提高一个起点。

最后，非常高兴能够参加这次技能训练，我们从中学到了很多，体会到了很多，成长了很多。

5参考文献

[1]陈学平.Protel2004快速上手[M].北京：

人名邮电出版社，2005.

[2]李小坚，赵山林，冯晓君，等.ProtelDXP电路设计与制版实用教程[M].2

版.北京：

人名邮电出版社，2009.

[3]王冬，来羽，王会良.ProtelDXP2004应用100例[M].北京：

电子工业出

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[4]刘刚，彭荣群，范中奇.ProtelDXP2004SP2原理图与PCB设计实践[M].

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电子工业出版社，2013.

[5]许向荣，张涵，闫法义.零点起飞学ProtelDXP2004原理与PCB设计[M].

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清华大学出版社，2014.

[6]谈世哲。

ProtelDXP2004电路设计基础与典型范例[M].北京：

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[7]薛楠.ProtelDXP2004原理图与PCB设计实用教程[M].北京：

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[8]陈兆海.ProtelDXP2004SP2印刷电路把设计实用教程[M].2版.北京：

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