电子技术课程设计报告

2011级电气工程及其自动化专业电子技术课程设计

LM358呼吸灯

姓名：

院别：

专业：电气工程及其自动化

学号：

指导教师：

2011年7月

工学院课程设计评审表

LM358呼吸灯的设计

1 设计任务与要求

说到呼吸灯的设计，也许大家最先想到的就是苹果。确实，从powerbook g3和ibok开始，苹果的笔记本电脑就开始增加了呼吸灯的设计，只要用户合上笔记本的时候，位于笔记本前端的睡眠指示灯就会呈呼吸状的闪动，这样的设计第一次出现在大家面前的时候，人们更多的是赞叹苹果的无限创意。顾名思义，灯光在微电脑控制之下完成由亮到暗的绝佳变化，感觉就像是在呼吸。广泛应用与数码产品，起到装饰和只是工作效果。目前被广泛用于手机之上，并成为各大品牌新款手机的卖点之一。

呼吸分为两个过程：吸气：指数曲线上升，该过程需要1.5S 呼气：指数曲线下降，该过程需要1.5S。对成人而言，平均每分钟呼吸16~18次；对儿童而言，平均每分钟呼吸20次。

数字电子技术课程设计的方法和步骤数字电子技术课程设计的方法和步骤数字电子技术课程设计的方法和步骤数字电子技术课程设计的方法和步骤设计一个电子电路系统时，首先必须明确系统的设计任务，根据任务进行方案选择，然后对方案中的各部分进行单元的设计、参数计算和器件选择，最后将各部分连接在一起，画出一个符合设计要求的完整系统电路图。

1、设计任务分析对系统的设计任务进行具体分析，充分了解系统的性能、指标内容及要求，以便明确系统应完成的任务。

2、方案论证这一步的工作要求是把系统的任务分配给若干个单元电路，并画出一个能表示各单元功能的整机原理框图。方案选择的重要任务是根据掌握的知识和资料，针对系统提出的任务、要求和条件，完成系统的功能设计。在这个过程中要用于探索，勇于创新，力争做到设计方案合理、可靠、经济、功能齐全、技术先进，并且对方案要不断进行可行性和优缺点的分析，最后设计出一个完整框图。框图必须正确反映系统应完成的任务和各组成部分功能，清楚表示系统的基本组成和相互关系。

3、方案实现

1）单元电路设计单元电路是整机的一部分，只有把各单元电路设计好才能提高整体设计水平。每个单元电路设计前都需明确本单元电路的任务，详细拟订出单元电路的性能指标，与前后级之间的关系，分析电路的组成形式。具体设计时，可以模仿成熟的先进电路，也可以进行创新或改进，但都必须保证性能要求。而且，不仅单元电路本身要设计合理，各单元电路间也要相互配合，注意各部分的输入信号、输出信号和控制信号的关系。

2）参数计算为保证单元电路达到功能指标要求，就需要用电子技术知识对参数进行计算。例如，放大电路中各阻值、放大倍数的计算；振荡器中电阻、电容、振荡频率等参数的计算。只有很好地理解电路的工作原理，正确利用计算公式，计算的参数才能满足设计要求。3）器件选择阻容元件的选择：电阻和电容种类很多，正确选择电阻和电容是很重要的。不同的电路对电阻和电容性能要求也不同，有些电路对电容的漏电要求很严，还有些电路对电阻、电容的性能和容量要求很高。例如滤波电路中常用大容量铝电解电容，为滤掉高频通常还需并联小容量瓷片电容。设计

时要根据电路的要求选择性能和参数合适的阻容元件，并要注意功耗、容量、频率和耐压范围是否满足要求。分立元件的选择：分立元件包括二极管、晶体三极管、场效应管、光电二（三）极管、晶闸管等。根据其用途分别进行选择。选择的器件种类不同，注意事项也不同。例如选择晶体三极管时，首先注意是选择NPN型还是PNP型管，是高频管还是低频管，是大功率还是小功率，并注意管子的参数是否满足电路设计指标的要求。集成电路的选择：由于集成电路可以实现很多单元电路甚至整机电路的功能，所以选用集成电路来设计单元电路和总体电路既方便又灵活，它不仅使系统体积缩小，而且性能可靠，便于调试及运用，在设计电路时颇受欢迎。集成电路有模拟集成电路和数字集成电路。国内外已生出大量集成电路，其器件的型号、原理、功能、特征可查阅有关手册。选择的集成电路不仅要在功能和特性上实现设计方案，而且要满足功耗、电压、速度、价格等多方面的要求。

4）安装调试：安装与调试过程应按照先局部后整机的原则，根据信号的流向逐块调试，使各功能块都要达到各自技术指标的要求，然后把它们连接起来进行统调和系统测试。调试包括调整与测试两部分，调整主要是调节电路中可变元器件或更换器件，使之达到性能的改善。测试是采用电子仪器测量相关点的数据与波形，以便准确判断设计电路的性能。装配前必须对元器件进行性能参数测试。根据设计任务的不同，有时需进行印制电路板设计制作，并在印制电路板上进行装配调试。

2 设计原理

LM358内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器，适合于电源电压范围很宽的单电源使用，也适用于双电源工作模式，在推荐的工作条件下，电源电流与电源电压无关。它的使用范围包括传感放大器、直流增益模组,音频放大器、工业控制、DC增益部件和其他所有可用单电源供电的使用运算放大器的场合。LM358特性(Features)：＊内部频率补偿。＊直流电压增益高(约100dB) 。＊单位增益频带宽(约1MHz) 。＊电源电压范围宽：单电源(3—30V)；双电源(±1.5~±15V) 。＊低功耗电流，适合于电池供电。＊低输入偏流。＊低输入失调电压和失调电流。＊共模输入电压范围宽，包括接地。＊差模输入电压范围宽，等于电源电压范围。＊输出电压摆幅大（0至Vcc-1.5V) 。LM358主要参数输入偏置电流45 nA输入失调电流50 nA输入失调电压2.9mV 输入共模电压最大值VCC~1.5 V 共模抑制比80dB 电源抑制比100dB LM358的封装形式有塑封8引线双列直插式和贴片式。

LED在电路的控制之下，发光强度由亮到暗逐渐变化，就像呼吸一样，所以电路名称被定义为呼吸灯。

工作原理：I1A及其外围元件组成一个自激振荡器，其震荡信号由1脚输出，作用在三极管Q1的导通程度，从而控制8只LED的发亮度和频率，使其亮度和频率的变化像人的呼吸一样。

3 电路设计

经过设计，得到呼吸灯的整机电路，如图1所示。