流水燈電路的設計與制作

耿子慶吉林財經學校

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流水燈電路的設計與制作

耿子慶
吉林財經學校

摘要：由若干個發光二極管按照事先安排好的順序依次點亮或者熄滅，這就是流水燈，它常應用于電子玩具的發光效果和建筑物的裝飾等特殊的場所中，可以美化環境，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個環形排列的發光二極管進行流水顯示，發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：電源穩壓電路、微處理器控制電路和LED顯示電路。

關鍵詞：流水燈；圓形印制板；單片機89C51

一、電路的工作原理

本文所制作的產品電路主要由電源模塊、控制模塊和顯示模塊構成。電路主要采用單片機（AT89C51RC2BN/01）作為此流水燈電路的核心部分，通過編譯程序來實現單片機I/O口對16個發光二極管來進行控制，使流水燈顯示各種閃爍及流動的方式，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，驅動其工作；控制模塊主要由單片機89C51、晶振電路和復位電路組成，控制顯示電路中的16個發光二極管的輪流點亮以及熄滅等。

二、印制電路板的設計

1.設計前準備創建PCB項目文件，按照設計的要求完成相關封裝的設計。

2.原理圖設計按要求完成電路的設計，并且進行電氣規則檢查。執行設計項目網絡表產生的命令，查看網絡表文件中元件信息和網絡是否正確，并進行修改。

3.印制板設計該電路是一個圓形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。布線規則設置完畢后，可以利用軟件提供的自動布線功能進行自動布線，然后對有些地方出現較機械的布線方式，進行手工布線調整，完成印制板的布線。然后查看印制板設計的情況，進行大批量生產加工。

三、元器件的識別與檢測

1.電路元器件的識別在電路的制作過程中，元器件的識別與檢測是一個很重要的環節，必須嚴格按照元件清單列表進行識別。

2.電路元器件的檢測（1）.發光二極管：會識別其正負極性，會用萬用表測量其正反向電阻，以及發光性能是否良好；（2）.色環電阻：先依據色環法，對每個電阻的阻值進行判斷，然后使用萬用表再進行測試，準確的判斷其阻值以及性能是否良好；（3）.電解電容：能夠正確按照實物表面的標識判別其正負極性，然后用萬用表判別該電解電容的性能是否良好，檢測是否存在漏電現象；（4）.接插件：用萬用表的斷路檢測檔位，分別將每組撥到“off”與“on”側，根據儀表的聲音提示，判別接插件的質量好壞；（5）.三極管：識別其類型與引腳的排列，并用萬用表檢測其質量的好壞；（6）.三端穩壓塊：三端穩壓塊有三個接線端，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品質量，減小出錯率。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正常工作，是否清潔，是否已經具備了進行焊接的條件。其次，要知道插裝與焊接時的注意事項和操作人員要遵循的規則。在元件的插裝之前，一定要對印制電路板的性能是否良好進行檢查，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品質量，減小出錯率。上一步驟中電子元器件的檢測是非常重要的，是否能夠在使用期限內正常工作，是否整潔，是否已經具備了進行焊接的條件。其次，要注意貼片元件的安裝于焊接時的注意事項和操作人員要遵守的原則。最后，在電子元器件裝配、焊接后，還需要檢測其是否能完成預定的功能。

五、電路的測試與分析

1.電路的調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引腳的發光二級管點亮，需要把此引腳的電平變為“1”，反之，若想使其熄滅，則需要使其變為“0”。同理，另外15只發光二極管的點亮和熄滅的方法相同。在調試階段首先測試電源模塊：用萬用表測試三端集成穩壓塊MC7805ACT的輸出端是否穩定輸出5V電壓；然后測試控制模塊：P1.0—P2.7引腳，當18、19腳工作時，按下復位按鈕，是否正常工作；最后測試顯示模塊：如果電源模塊和控制模塊均正常工作，顯示模塊的檢測主要檢測電阻排的性能和發光二極管DS1—DS16的正負極性或者是否有損壞現象。

2.電路的故障分析在分析電路應該注意，由于人的眼睛具有視覺暫留效應，而且單片機89C51執行每條指令的時間都很短暫，所以在控制16個發光二極管的點亮與熄滅時，應該延時一定的時間，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壓塊MC7805ACT出現故障；控制模塊：重點對P89C51RC2BN/01芯片進行檢查，然后對外圍元件晶振電路和復位電路進行檢測；顯示模塊：電阻排工作是否良好，發光二極管的極性是否正常。

參考文獻：

[1]郭勇.Protel DXP 2004 SP2印制電路板設計教程.機械工業出版社2009.4

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[4]陳雅萍.電子技能與實訓.高等教育出版社，2014.12

[5]楊坤.電子技術實訓項目教程.機械工業出版社，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