Multisim软件仿真呼吸灯的设计
Multisim软件仿真呼吸灯的设计[20200408131916]
摘 要
毕业设计内容是应用Multisim软件仿真和设计呼吸灯电路。论文开始先阐述了呼吸灯的意义以及它的工作方式。接下来介绍Multisim仿真软件，并用该软件测试二极管两端的输出波形图，分析波形图和理论是否一致。最后使用万能电路板进行实物的焊接以及检测，以及仿软件所得到的波形图和实物所产生的波形进行对比。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:Multisim呼吸灯仿真波形图
目 录
前言 4
1. 原理设计 5
1.1 振荡电路 5
1.1.1 RC振荡电路 5
1.1.2 LC振荡电路 6
1.1.3 555振荡电路 6
1.2 LM358芯片及其构成的振荡电路 8
2. Multisim仿真与测试 9
2.1 Multisim仿真 9
2.2 软件测试 14
3. EWB仿真与测试 15
3.1 EWB仿真 15
3.2 EWB软件测试 18
4. 组装和调试 20
5. 分析总结 22
参考文献 23
致 谢 24
前言
呼吸灯在手机行业出现的比较多，目前手机行业的门槛不是降低了而是在不断的提高。对公司的资金实力、人才储备、决策层的心态与思路以及执行力度提出了更高的要求，这是行业由“无序”到“有序”竞争的必然。在手机硬件平台越来越透明和同质化的今天，如何在手机外围形成差异化是很多设计公司与芯片公司不断苦思幂想的。2010年，手机外壳上增加呼吸灯成为一种非常时尚与流行的功能，朵唯“花瓣”手机的成功就离不开呼吸灯的应用。消费者沉迷于这种声、光、电的唯美互动与交流之中，越来越多的手机厂商通过呼吸灯获得高额回报，一时间做手机必上“呼吸灯”成为业内心照不宣的标配。然而呼吸灯最早并非出现在手机之上，但是随着在手机上应用之后的惊人效果在手机上迅速发展，随着手机科技进步呼吸灯发展已经很完备。
目前呼吸灯制作主要是一个定时电路的设计，重点在于呼吸灯电路充放电的控制。LED呼吸灯的发展，使我们进一步的研究呼吸灯。呼吸灯主要用于提醒，那么他的提醒频率，颜色选择将是一个研究方面，频率选择受LED充放电频率、回路影响。随着进一步发展必将追求更低成本，更好效果方向的追逐，这也将成为一个研究方向。多彩色功能的呼吸灯或者调解颜色的呼吸灯
随着科技进步发展社会的需求，呼吸灯必将越来越多姿多彩，随着进一步的发展，但是呼吸灯会出现在日常生活的其他地方，鼠标，相框，冰箱等等。由于目前在手机行业呼吸灯的快速发展，那么必将很快也很完备的移植到其他设备上。人们也将很快的接受呼吸灯进入大家的生活，有了呼吸灯大家会更加便捷享受自己的生活。
全文主要分为五个部分：
第一部分：呼吸灯电路的原理设计。
第二部分：Multisim的仿真调试。
第三部分：EWB的仿真调试。
第四部分：呼吸灯电路的实践。
第五部分：分析总结
1. 原理设计
1.1 振荡电路
呼吸灯实质上是一个振荡电路，其振荡频率和人的呼吸频率相仿，所以称为呼吸灯。因此，构建呼吸灯的电路应该是振荡电路，实现振荡功能的电路种类很多，常用的LC、RC、555电路等，
下面简单的介绍一下这些常用的电路。
1.1.1 RC振荡电路
RC振荡电路分为有相移式和桥式两种。
(1)RC移相式振荡器，它的优点具有电路连接简单，经济实用方便等，但选频作用比较差，振幅也不够稳定，频率调节不便，因此它一般使用的场合是频率固定、稳定性要求不高的。其振荡频率是：
(1.1)
(2)RC桥式振荡器，将RC串并联选频网络和放大器结合起来即可构成RC振荡电路，放大器件可采用集成运算放大器。
图1.1 RC桥式振荡电路原理图
如图1.1所示，RC串并联选频网络接在同相输入端和运算放大器的输出端，构成正反馈，Rf、R1接在反相输入端和运算放大器的输出端之间，构成负反馈。负反馈电路和正反馈电路构成一文氏电桥电路，运算放大器的输出端和输入端分别跨接在电桥的对角线上，所以，把这种振荡电路称为RC桥式振荡电路。
振荡信号由同相端输入，因此构成同相放大器，输入电压Ui与输出电压Uo同相，其闭环电压放大倍数等于Au=Uo/Ui=1+(Rf/R1)。而RC串并联选频网络在ω=ωo=1/RC时，Fu=1/3,εf=0°，所以，只要|Au|=1+(Rf/R1)>3,即Rf>2R1,振荡电路就能满足自激振荡的振幅和相位起振条件，产生自激振荡，振荡频率fo等于
(1.2)
采用双联可调电位器或双联可调电容器即可简单地调节振荡频率。在常用的RC振荡电路中，通常采用切换高稳定度的电容来进行频段的转换（频率粗调），再采用双联可变电位器进行频率的细调。
1.1.2 LC振荡电路
LC振荡电路主要用来产生高频正弦波信号，电路中的选频网络由电感和电容 组成。LC正弦波振荡电路有变压器反馈式LC振荡电路、电感三点式LC振荡电路和电容三点式LC振荡电路，它们的选频网络采用LC并联谐振回路。
LC振荡电路运用了电容跟电感的储能特性，让电磁两种能量交替转化，也就是说电能 跟磁能都会有一个最大最小值，也就有了振荡。不过这只是理想情况，实际上所有电子元件都会有损耗，能量 在电容跟电感之间互相转化的过程中要么被损耗，要么泄漏出外部，能量会不断减小，所以实际上的LC振荡电路都需要一个放大元件，要么是三极管 ，要么是集成运放等数电IC ，利用这个放大元件，通过各种信号反馈方法使得这个不断被消耗的振荡信号被反馈放大，从而最终输出一个幅值 跟频率比较稳定的信号。
频率计算公式
(1.3)
其中f为频率，单位为赫兹（Hz）；L为电感，单位为亨利（H）；C为电容，单位为法拉（F）。
1.1.3 555振荡电路
555集成定时器是一种模拟和数字电路相混合的集成电路。它结构简单，使用灵活，用途十分广泛，可以组成多种波形发生器、多谐振荡器、定时延时电路、双稳触发电路、报警电路、检测电路、频率变换电路等。
555含有两个比较器A1、A2。A1参考电压为2/3Ucc，A2参考电压为1/3Ucc。当U>1/3Ucc时，A2输出为1；当U<1/3Ucc时，A2输出为0，则使RS触发器置1。当U<2/3Ucc时，A1输出为1；U>2/3Ucc时，A1输出为0，使RS触发器置0。5端为电压控制端，通过外接一个参考电源，可以改变上、下触发电位值，不用时，可通过一个0.01μF旁路电容接地。4端为触发器复位端，不用时应接高电平。总之，555相当于一个可用模拟电压来控制翻转的RS触发器。
摘 要
毕业设计内容是应用Multisim软件仿真和设计呼吸灯电路。论文开始先阐述了呼吸灯的意义以及它的工作方式。接下来介绍Multisim仿真软件，并用该软件测试二极管两端的输出波形图，分析波形图和理论是否一致。最后使用万能电路板进行实物的焊接以及检测，以及仿软件所得到的波形图和实物所产生的波形进行对比。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:Multisim呼吸灯仿真波形图
目 录
前言 4
1. 原理设计 5
1.1 振荡电路 5
1.1.1 RC振荡电路 5
1.1.2 LC振荡电路 6
1.1.3 555振荡电路 6
1.2 LM358芯片及其构成的振荡电路 8
2. Multisim仿真与测试 9
2.1 Multisim仿真 9
2.2 软件测试 14
3. EWB仿真与测试 15
3.1 EWB仿真 15
3.2 EWB软件测试 18
4. 组装和调试 20
5. 分析总结 22
参考文献 23
致 谢 24
前言
呼吸灯在手机行业出现的比较多，目前手机行业的门槛不是降低了而是在不断的提高。对公司的资金实力、人才储备、决策层的心态与思路以及执行力度提出了更高的要求，这是行业由“无序”到“有序”竞争的必然。在手机硬件平台越来越透明和同质化的今天，如何在手机外围形成差异化是很多设计公司与芯片公司不断苦思幂想的。2010年，手机外壳上增加呼吸灯成为一种非常时尚与流行的功能，朵唯“花瓣”手机的成功就离不开呼吸灯的应用。消费者沉迷于这种声、光、电的唯美互动与交流之中，越来越多的手机厂商通过呼吸灯获得高额回报，一时间做手机必上“呼吸灯”成为业内心照不宣的标配。然而呼吸灯最早并非出现在手机之上，但是随着在手机上应用之后的惊人效果在手机上迅速发展，随着手机科技进步呼吸灯发展已经很完备。
目前呼吸灯制作主要是一个定时电路的设计，重点在于呼吸灯电路充放电的控制。LED呼吸灯的发展，使我们进一步的研究呼吸灯。呼吸灯主要用于提醒，那么他的提醒频率，颜色选择将是一个研究方面，频率选择受LED充放电频率、回路影响。随着进一步发展必将追求更低成本，更好效果方向的追逐，这也将成为一个研究方向。多彩色功能的呼吸灯或者调解颜色的呼吸灯
随着科技进步发展社会的需求，呼吸灯必将越来越多姿多彩，随着进一步的发展，但是呼吸灯会出现在日常生活的其他地方，鼠标，相框，冰箱等等。由于目前在手机行业呼吸灯的快速发展，那么必将很快也很完备的移植到其他设备上。人们也将很快的接受呼吸灯进入大家的生活，有了呼吸灯大家会更加便捷享受自己的生活。
全文主要分为五个部分：
第一部分：呼吸灯电路的原理设计。
第二部分：Multisim的仿真调试。
第三部分：EWB的仿真调试。
第四部分：呼吸灯电路的实践。
第五部分：分析总结
1. 原理设计
1.1 振荡电路
呼吸灯实质上是一个振荡电路，其振荡频率和人的呼吸频率相仿，所以称为呼吸灯。因此，构建呼吸灯的电路应该是振荡电路，实现振荡功能的电路种类很多，常用的LC、RC、555电路等，
下面简单的介绍一下这些常用的电路。
1.1.1 RC振荡电路
RC振荡电路分为有相移式和桥式两种。
(1)RC移相式振荡器，它的优点具有电路连接简单，经济实用方便等，但选频作用比较差，振幅也不够稳定，频率调节不便，因此它一般使用的场合是频率固定、稳定性要求不高的。其振荡频率是：
(1.1)
(2)RC桥式振荡器，将RC串并联选频网络和放大器结合起来即可构成RC振荡电路，放大器件可采用集成运算放大器。
图1.1 RC桥式振荡电路原理图
如图1.1所示，RC串并联选频网络接在同相输入端和运算放大器的输出端，构成正反馈，Rf、R1接在反相输入端和运算放大器的输出端之间，构成负反馈。负反馈电路和正反馈电路构成一文氏电桥电路，运算放大器的输出端和输入端分别跨接在电桥的对角线上，所以，把这种振荡电路称为RC桥式振荡电路。
振荡信号由同相端输入，因此构成同相放大器，输入电压Ui与输出电压Uo同相，其闭环电压放大倍数
(1.2)
采用双联可调电位器或双联可调电容器即可简单地调节振荡频率。在常用的RC振荡电路中，通常采用切换高稳定度的电容来进行频段的转换（频率粗调），再采用双联可变电位器进行频率的细调。
1.1.2 LC振荡电路
LC振荡电路主要用来产生高频正弦波信号，电路中的选频网络由电感
LC振荡电路运用了电容跟电感的储能特性，让电磁两种能量
频率计算公式
(1.3)
其中f为频率，单位为赫兹（Hz）；L为电感，单位为亨利（H）；C为电容，单位为法拉（F）。
1.1.3 555振荡电路
555集成定时器是一种模拟和数字电路相混合的集成电路。它结构简单，使用灵活，用途十分广泛，可以组成多种波形发生器、多谐振荡器、定时延时电路、双稳触发电路、报警电路、检测电路、频率变换电路等。
555含有两个比较器A1、A2。A1参考电压为2/3Ucc，A2参考电压为1/3Ucc。当U>1/3Ucc时，A2输出为1；当U<1/3Ucc时，A2输出为0，则使RS触发器置1。当U<2/3Ucc时，A1输出为1；U>2/3Ucc时，A1输出为0，使RS触发器置0。5端为电压控制端，通过外接一个参考电源，可以改变上、下触发电位值，不用时，可通过一个0.01μF旁路电容接地。4端为触发器复位端，不用时应接高电平。总之，555相当于一个可用模拟电压来控制翻转的RS触发器。
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