流水燈電路的設(shè)計(jì)與制作

耿子慶吉林財(cái)經(jīng)學(xué)校

?

流水燈電路的設(shè)計(jì)與制作

耿子慶
吉林財(cái)經(jīng)學(xué)校

摘要：由若干個(gè)發(fā)光二極管按照事先安排好的順序依次點(diǎn)亮或者熄滅，這就是流水燈，它常應(yīng)用于電子玩具的發(fā)光效果和建筑物的裝飾等特殊的場所中，可以美化環(huán)境，渲染氣氛，變化閃爍的效果等。此流水燈電路主要采用雙面圓形印制電路板，通過16個(gè)環(huán)形排列的發(fā)光二極管進(jìn)行流水顯示，發(fā)光二極管的顯示由微處理器89C51編程控制。電路主要由三大部分組成：電源穩(wěn)壓電路、微處理器控制電路和LED顯示電路。

關(guān)鍵詞：流水燈；圓形印制板；單片機(jī)89C51

一、電路的工作原理

本文所制作的產(chǎn)品電路主要由電源模塊、控制模塊和顯示模塊構(gòu)成。電路主要采用單片機(jī)（AT89C51RC2BN/01）作為此流水燈電路的核心部分，通過編譯程序來實(shí)現(xiàn)單片機(jī)I/O口對(duì)16個(gè)發(fā)光二極管來進(jìn)行控制，使流水燈顯示各種閃爍及流動(dòng)的方式，并由按鍵來控制流水燈不同亮法。電源部分主要提供5V的恒定電壓給控制模塊，驅(qū)動(dòng)其工作；控制模塊主要由單片機(jī)89C51、晶振電路和復(fù)位電路組成，控制顯示電路中的16個(gè)發(fā)光二極管的輪流點(diǎn)亮以及熄滅等。

二、印制電路板的設(shè)計(jì)

1.設(shè)計(jì)前準(zhǔn)備創(chuàng)建PCB項(xiàng)目文件，按照設(shè)計(jì)的要求完成相關(guān)封裝的設(shè)計(jì)。

2.原理圖設(shè)計(jì)按要求完成電路的設(shè)計(jì)，并且進(jìn)行電氣規(guī)則檢查。執(zhí)行設(shè)計(jì)項(xiàng)目網(wǎng)絡(luò)表產(chǎn)生的命令，查看網(wǎng)絡(luò)表文件中元件信息和網(wǎng)絡(luò)是否正確，并進(jìn)行修改。

3.印制板設(shè)計(jì)該電路是一個(gè)圓形PCB，主要是配合面板外觀的形狀，采用雙面布線，空間比較充裕。布線規(guī)則設(shè)置完畢后，可以利用軟件提供的自動(dòng)布線功能進(jìn)行自動(dòng)布線，然后對(duì)有些地方出現(xiàn)較機(jī)械的布線方式，進(jìn)行手工布線調(diào)整，完成印制板的布線。然后查看印制板設(shè)計(jì)的情況，進(jìn)行大批量生產(chǎn)加工。

三、元器件的識(shí)別與檢測(cè)

1.電路元器件的識(shí)別在電路的制作過程中，元器件的識(shí)別與檢測(cè)是一個(gè)很重要的環(huán)節(jié)，必須嚴(yán)格按照元件清單列表進(jìn)行識(shí)別。

2.電路元器件的檢測(cè)（1）.發(fā)光二極管：會(huì)識(shí)別其正負(fù)極性，會(huì)用萬用表測(cè)量其正反向電阻，以及發(fā)光性能是否良好；（2）.色環(huán)電阻：先依據(jù)色環(huán)法，對(duì)每個(gè)電阻的阻值進(jìn)行判斷，然后使用萬用表再進(jìn)行測(cè)試，準(zhǔn)確的判斷其阻值以及性能是否良好；（3）.電解電容：能夠正確按照實(shí)物表面的標(biāo)識(shí)判別其正負(fù)極性，然后用萬用表判別該電解電容的性能是否良好，檢測(cè)是否存在漏電現(xiàn)象；（4）.接插件：用萬用表的斷路檢測(cè)檔位，分別將每組撥到“off”與“on”側(cè)，根據(jù)儀表的聲音提示，判別接插件的質(zhì)量好壞；（5）.三極管：識(shí)別其類型與引腳的排列，并用萬用表檢測(cè)其質(zhì)量的好壞；（6）.三端穩(wěn)壓塊：三端穩(wěn)壓塊有三個(gè)接線端，分別為輸入端、公共端和接地端。

四、電路的裝配與焊接

1.電路元器件的裝配為保證產(chǎn)品質(zhì)量，減小出錯(cuò)率。首先檢查所使用的元器件是否是良好的，是否能夠在使用期限內(nèi)正常工作，是否清潔，是否已經(jīng)具備了進(jìn)行焊接的條件。其次，要知道插裝與焊接時(shí)的注意事項(xiàng)和操作人員要遵循的規(guī)則。在元件的插裝之前，一定要對(duì)印制電路板的性能是否良好進(jìn)行檢查，正常情況下要求板面整潔干凈、沒有氧化變黑以及污垢等情況。

2.電子元器件的焊接電子元器件的焊接為了保證產(chǎn)品質(zhì)量，減小出錯(cuò)率。上一步驟中電子元器件的檢測(cè)是非常重要的，是否能夠在使用期限內(nèi)正常工作，是否整潔，是否已經(jīng)具備了進(jìn)行焊接的條件。其次，要注意貼片元件的安裝于焊接時(shí)的注意事項(xiàng)和操作人員要遵守的原則。最后，在電子元器件裝配、焊接后，還需要檢測(cè)其是否能完成預(yù)定的功能。

五、電路的測(cè)試與分析

1.電路的調(diào)試方法流水燈電路主要由三部分組成：電源模塊、控制模塊和顯示模塊。如果要讓接在P1.0/AD0引腳的發(fā)光二級(jí)管點(diǎn)亮，需要把此引腳的電平變?yōu)椤?”，反之，若想使其熄滅，則需要使其變?yōu)椤?”。同理，另外15只發(fā)光二極管的點(diǎn)亮和熄滅的方法相同。在調(diào)試階段首先測(cè)試電源模塊：用萬用表測(cè)試三端集成穩(wěn)壓塊MC7805ACT的輸出端是否穩(wěn)定輸出5V電壓；然后測(cè)試控制模塊：P1.0—P2.7引腳，當(dāng)18、19腳工作時(shí)，按下復(fù)位按鈕，是否正常工作；最后測(cè)試顯示模塊：如果電源模塊和控制模塊均正常工作，顯示模塊的檢測(cè)主要檢測(cè)電阻排的性能和發(fā)光二極管DS1—DS16的正負(fù)極性或者是否有損壞現(xiàn)象。

2.電路的故障分析在分析電路應(yīng)該注意，由于人的眼睛具有視覺暫留效應(yīng)，而且單片機(jī)89C51執(zhí)行每條指令的時(shí)間都很短暫，所以在控制16個(gè)發(fā)光二極管的點(diǎn)亮與熄滅時(shí)，應(yīng)該延時(shí)一定的時(shí)間，否則就不能正常的看到這種“流水”的效果了。電源模塊：如果沒有正常輸出5V電壓，可能VD1接反或者三端集成穩(wěn)壓塊MC7805ACT出現(xiàn)故障；控制模塊：重點(diǎn)對(duì)P89C51RC2BN/01芯片進(jìn)行檢查，然后對(duì)外圍元件晶振電路和復(fù)位電路進(jìn)行檢測(cè)；顯示模塊：電阻排工作是否良好，發(fā)光二極管的極性是否正常。

參考文獻(xiàn)：

[1]郭勇.Protel DXP 2004 SP2印制電路板設(shè)計(jì)教程.機(jī)械工業(yè)出版社2009.4

[2]閆霞.電路設(shè)計(jì)與制版——Protel DXP 2004.機(jī)械工業(yè)出版社，2011.11

[3]王國明.常用電子元器件檢測(cè)與應(yīng)用.機(jī)械工業(yè)出版社，2013.01

[4]陳雅萍.電子技能與實(shí)訓(xùn).高等教育出版社，2014.12

[5]楊坤.電子技術(shù)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目教程.機(jī)械工業(yè)出版社，2011.02

Design and production of light water circuit

GENG Ziqing
Jilin financial and economic school

Abstract:water lamps are often used in the decoration of elec-tronic toys and places,it can beautify the environment,rendering the atmosphere.Circuits are mainly composed of three parts: power sup-ply circuit,microprocessor control circuit and LED display circuit.

Keywords：circular；printed board；single chip microcomputer 89C51