大功率LED触摸开关电路的设计

课程设计(论文)题目名称电子技术课程设计课程名称大功率LED触摸开关电路的设计学生姓名芮超学号1241201077系、专业电气工程系、12电气工程及其自动化指导教师聂俊飞2014年5月30日邵阳学院课程设计（论文）任务书年级专业12电气工程及其自动化学生姓名芮超学号1241201077题目名称大功率LED触摸开关电路的设计设计时间2014．5．192014．5．30课程名称电子技术课程设计课程编号121202306设计地点电工电子实验分室408、409室一、课程设计（论文）目的通过课程设计，使学生加巩固和加深对电子电路基本知识的理解，学会查寻资料、方案设计、方案比较，以及单元电路设计计算等环节，及系统电路的构成。进一步提高学生综合运用所学知识的能力，提高分析解决实际问题的能力。锻炼分析、解决电子电路问题的实际本领，通过此综合训练,为以后毕业设计打下一定的基础。二、已知技术参数和条件用中小规模集成芯片设计并制作大功率LED触摸开关电路。1．了解并掌握电路设计的基本思想和方法，学会科学分析和解决问题。2．熟悉几种常用集成数字芯片，掌握其工作原理，进一步学会使用其进行电路设计。3．熟悉和掌握555时基电路的引脚和功能。6．选择合适的电阻、电容三极管的器件。7．完成全电路理论设计、制作、调试，并画出电路原理图。三、任务和要求1.按学校规定的格式编写设计论文。2.论文主要内容有：①课题名称。②设计任务和要求。③方案选择与论证。④方案的原理框图，系统电路图，以及运行说明；单元电路设计与计算说明；元器件选择和电路参数计算的说明等。⑤用protuse或其它仿真软件对设计电路仿真调试。对调试中出现的问题进行分析，并说明解决的措施；测试、记录、整理与结果分析。⑥收获体会、存在问题和进一步的改进意见等。注：1．此表由指导教师填写，经系、教研室审批，指导教师、学生签字后生效；2．此表1式3份，学生、指导教师、教研室各1份。四、参考资料和现有基础条件（包括实验室、主要仪器设备等）主编张克农.数字电子技术.高教出版社出版.第一版.2006年彭介华主编.电子技术课程设计指导》.高教出版社出版.第一版.2002年曾建唐主编.《电工电子基础实践教程》.机械工业出版社.2002年康光华主编.《电子技术基础》.高教出版社出版.第四版.1999年电子电工实验室可以提供的主要仪器设备：示波器型号规格VP-5220、电子学习机型号规格WL-V、万用表MF10；以及分立元件、或中规模集成芯片。五、进度安排2014年5月19日-20日：收集和课程设计有关的资料，熟悉课题任务何要求2014年5月21日：总体方案设计，方案比较，选定方案；2014年5月22日-26日：单元电路设计，参数计算，元器件选择，电路图；2014年5月27日28日：系统调试改进2014年5月29日：整理撰写设计论文；2014年5月30日：修改论文、答辩六、教研室审批意见设计目的明确，要求合理，难度适中，符合课程设计教学要求。教研室主任（签字）：2014年4月30日七、主管教学主任意见符合课程设计要求主管主任（签字）：2013年4月30日八、备注指导教师（签字）：学生（签字）：邵阳学院课程设计（论文）评阅表学生姓名芮超学号1241201077系电气工程系专业班级12电气工程及其自动化题目名称大功率LED触摸开关电路的设计课程名称电子技术课程设计一、学生自我总结在这一次的课程设计中，不仅学会且加深了基础的专业知识，还锻炼了自己专业知识设计的能力；还熟悉了很多的硬件设备，更重要的是使我在学习和掌握这些知识的同时，加深了自己对此方面的思维印象，巩固了专业设计的技能，培养了本身的相关技能，为以后的学习和工作做了良好的铺垫。学生签名：年月日二、指导教师评定评分项目平时成绩论文答辩综合成绩权重单项成绩指导教师评语：指导教师（签名）：年月日注：1、本表是学生课程设计（论文）成绩评定的依据，装订在设计说明书（或论文）的“任务书”页后面；2、表中的“评分项目”及“权重”根据各系的考核细则和评分标准确定。I摘要近年来,大功率白光LED因其高效、节能、环保、寿命长、高可靠性等优点逐渐在照明领域获得广泛应用。在提倡“建立节约型社会”的今天,大功率白光LED已经开始替代白炽灯、荧光灯等传统照明光源,成为21世纪的新一代照明光源。大功率白光LED产业的蓬勃发展有力地推动了LED驱动集成电路产业的前进,使LED驱动集成电路已成为电源管理市场的重要组成部分,孕育着巨大的商机。目前在国内,LED驱动集成电路的发展还处于起步阶段,为了抓住机遇,紧跟潮流,本次课题的选题就是设计一款大功率LED触摸开关电路。介绍了LED驱动集成电路的发展,指出恒流驱动是照明LED驱动的发展方向。通过对各种恒流调制原理的分析,指出滞环电流控制是一种具有自稳定性、系统结构简单的恒流调制方式,适合于对照明LED进行恒流驱动。用中小规模集成芯片设计并制作大功率LED触摸开关电路。了解并掌握电路设计的基本思想和方法，学会科学分析和解决问题。使用NE555实现大功率LED的亮灭。用protuse仿真软件对设计电路仿真调试，验证了结果的正确性。对调试中出现的问题进行分析，并说明解决的措施；测试、记录、整理与结果分析。关键词：NE555;7400;proteusII目录摘要....................................................I1、设计目的及任务要求....................................12、硬件电路的设计.......................................22.1555集成电路.........................................22.2555集成电路管脚.....................................32.3电容的概述...........................................32.474LS00的概述........................................52.5大功率LED的概述.....................................52.6确定元器件及元件参数.................................73、总体电路图及仿真结果..................................83.1总体电路图..........................................83.2仿真结果............................................84、分析与心得...........................................9致谢...................................................10参考文献...............................................11III11、设计目的及要求（1)．了解并掌握电路设计的基本思想和方法，学会科学分析和解决问题。(2）．熟悉几种常用集成数字芯片，掌握其工作原理，进一步学会使用其进行电路设计。(3)．熟悉和掌握555时基电路的引脚和功能。(4)．选择合适的电阻、电容三极管的器件。(5)．完成全电路理论设计、制作、调试，并画出电路原理图。(6)、用protuse或其它仿真软件对设计电路仿真调试。对调试中出现的问题进行分析，并说明解决的措施；测试、记录、整理与结果分析。(7)、收获体会、存在问题和进一步的改进意见。(8)、完成课程设计，学习更多知识与经验。22、单元电路的设计2.1555集成电路（a）图2.1555集成电路内部图图2.1(a)所示，这个特殊的触发器有两个输入端：阈值端(TH)可看成是置零端R，要求高电平，触发端(TR)可看成是置位端S，要求低电平，有一个输出端Vo，Vo可等效成触发器的Q端，放电端(DIS)可看成是由内部放电开关控制的一个接点，由触发器的Q端控制：Q=1时DIS端接地，Q=0时DIS端悬空。另外还有复位端MR，控制电压端Vc，电源端VDD和地端GND。这个特殊的触发器有两个特点：(1)两个输入端的触发电平要求一高一低，置零端R即阈值端(TH)要求高电平，而置位端s即触发端(TR)则要求低电乎;(2)两个输入端的触发电平使输出发生翻转的阈值电压值也不同，当Vc端不接控制电压时，对TH(R)端来讲，2/3VDD是高电平1,2/3VDD是低电平0：而对TR(S)端来讲，1/3VDD是高电平1，1/3VDD是低电平0。如果在控制端(Vc)上控制电压Vc时，这时上触发电平就变成Vc值，下触发电平就变成1/2Vc值，可见改变控制端的控制电压值就可以改变上下触发电平值。它的功能表见图2.1(b)所示。我们也可以把555集成电路成一个带放电开关的R-S触发器。555集成电路开3始是作定时器应用的，所以叫做555时基电路。但后来经过开发，它除了作定时延时控制外，还可用于调光、调温、调压、调速等多种控制及计量检测。此外，还可以组成脉冲振荡、单稳、双稳和脉冲调制电路，用于交流信号源、电源变换、频率变换、脉冲调制等。由于它工作可靠、使用方便、价格低廉，目前被广泛用于各种电子产品中，555集成电路内部有几十个元器件，有分压器、比较器、基本R-S触发器、放电管以及缓冲器等，电路比较复杂，是模拟电路和数字电路的混合体。2.2555集成电路管脚555集成电路是8脚封装，双列直插型，如图2.2(a)所示，按输入输出的排列可看成如图2.2(b)所示。其中6脚称阈值端(TH)，是上比较器的输入；2脚称触发端(TR)，是下比较器的输入；3脚是输出端(Vo)，它有0和1两种状态，由输入端所加的电平决定；7脚是放电端(DIS)，它是内部放电管的输出，有悬空和接地两种状态，也是由输入端的状态决定；4脚是复位端(MR)，加上低电平时可使输出为低电平；5脚是控制电压端(Vc),可用它改变上下触发电平值；8脚是电源端，1脚是地端。(a)(b)图2.2NE555管脚图2.3电容的概述(1)、电容器的正确选择①应根据电路要求选择电容器的类型。对于要求不高的低频电路和直流电路，一般可选用纸介电容器，也可选用低频瓷介电容器。在高频电路中，当电气性能要求较高时，可选用云母电容器、高频瓷介电容器或穿心瓷介电容器。在要求较高的中频及4低频电路中，可选用塑料薄膜电容器。在电源滤波、去耦电路中，一般可选用铝电解电容器。对于要求可靠性高、稳定性高的电路中，应选用云母电容器、漆膜电容器或钽电解电容器。对于高压电路，应选用高压瓷介电容器或其他类型的高压电容器。对于调谐电路，应选用可变电容器及微调电容器。②合理确定电容器的电容量及允许偏差。在低频的耦合及去耦电路中，一般对电容器的电容量要求不太严格，只要按计算值选取稍大一些的电容量便可以了。在定时电路、振荡回路及音调控制等电路中，对电容器的电容量要求较为严格，因此选取电容量的标称值应尽量与计算的电容值相一致或尽量接近，应尽量选精度高的电容器。在一些特殊的电路中，往往对电容器的电容量要求非常精确，此时应选用允许偏差在±0.1％～±0.5％范围内的高精度电容器。③选用电容器的工作电压应符合电路要求。一般情况下，选用电容器的额定电压应是实际工作电压的1.2至1.3倍。对于工作环境温度较高或稳定性较差的电路，选用电容器的额定电压应考虑降额使用，留有更大的余量才好。若电容器所在电路中的工作电压高于电容器的额定电压，往往电容器极易发生击穿现象，使整个电路无法正常工作。电容器的额定电压一般是指直流电压，若要用于交流电路，应根据电容器的特性及规格选用；若要用于脉动电路，则应按交、直流分量总和不得超过电容器的额定电压来选用。④优先选用绝缘电阻大、介质损耗小、漏电流小的电容器。⑤应根据电容器工作环境选择电容器。电容器的性能参