模擬電子課設—不規(guī)則循環(huán)彩燈

1、自動化工程學院模擬電子課程設計(報告)學生姓名： 班 級： 學 號： 設計題目：1. 方波發(fā)生器制作 2. 不規(guī)則變速循環(huán)彩燈的制作 3 聲控延時夜燈制作與調試 同組姓名： 徐小龍、曲行濤、李亮、張家棋、楚樂、李海山、蔣東奎 指導教師： 田老師 2009 年 9月 目 錄第1章 方波發(fā)生器制作1.1 設計任務························&

2、#183;·····························21.2 總體設計方案··················&#

3、183;·······························21.3 系統分析與設計················&#

4、183;·······························21.4 總電路圖、元器件清單、儀器儀表清單··············

5、3;·············31.5 系統安裝、調試與參數測量··································

6、;····41.6 改進意見與體會············································

7、;····4第2章 不規(guī)則變速循環(huán)彩燈的制作2.1 設計任務·········································

8、3;············52.2 總體設計方案····································

9、;··············52.3 系統設計與分析··································

10、;··············62.4 總電路圖、元器件清單、儀器儀表清單····························82.5 系統安裝、調試與參數測量·&#

11、183;····································92.6 改進意見與收獲體會···········

12、·································9第3章聲控延時燈的制作與調試3.1 設計任務·············&

13、#183;·······································103.2 總體設計方案········&

14、#183;········································103.3 系統分析與設計·······

15、········································103.4 總電路圖、元器件清單、儀器儀表清單······&

16、#183;····················113.5 系統安裝、調試與參數測量··························&

17、#183;··········123.6 改進意見與收獲體會····································

18、3;······12參考文獻··········································

19、3;···············13第1章 方波發(fā)生器制作1.1 設計任務設計一個簡易的方波發(fā)生器。在給定合適電源狀態(tài)下利用相關器件制作一電路使該電路能輸出一定頻率的方波。當輸出端接示波器，可觀察并計算出所產生的方波波形及頻率。1.2 總體設計方案根據相關資料查找，運用74LS00及電容電阻設計一個方波發(fā)生電路。圖1-1電路工作原理為：該引腳圖表示74LS00為“四2輸入與非門”，內部有四個兩輸入與非門。A、B為輸入端，Y為輸出端，其共用電源端

20、為（14腳）接地端為GND（7腳）。當給5腳輸入高電平，空腳4輸入低電平，經過74LS00輸出高電平，對電容C1進行充電，示波器上顯示信號在Y軸正半部分。當電容C1充電結束后，C1繼續(xù)放電，當放點結束后，C1處相當于斷開。2腳接地，輸出低電平?？漳_1輸入高電平，經過74LS00輸出高電平，對電容C2進行充電，此時4腳輸入高電平?？漳_5也輸入高電平，經74LS00后輸出電平。即輸出為低電平，在示波器顯示信號為Y軸負半部分。C2充電結束后斷開，重復第一過程。從此反復產生穩(wěn)定方波1.3系統分析與設計 圖1-2 圖1-3該引腳圖表示CT74LS00為“四2輸入與非門”，內部有四個兩輸入與非門。A、B為

21、輸入端，Y為輸出端，其共用電源端為（14腳），接地端為GND（7腳）。1.4總電路圖、元器件清單、儀器儀表清單1.4.1總電路圖圖1-4 圖1-5 圖1-6元器件清單元器件清單如表11所示： 表11 元器件清單元器件名稱個數74LS002電阻2電容2儀器儀表清單如12所示： 表12 儀器儀表清單儀器儀表名稱個數萬用電路板1萬用表1電烙鐵1焊芯1電工鉗1導線若干1.5系統安裝、調試與參數測量1.5.1 系統安裝系統安裝步驟為：（1）根據設計要求，畫實驗電路圖；（2）根據實驗電路圖，畫出實物位置電路線路，并印制裝配圖；（3）運用仿真軟件對系統進行仿真；（4）準備電烙鐵，預熱，擺放好材料；（5）根據

22、電路圖進行焊接，布線，注意器件正負極；（6）認真檢查焊接是否正確，用萬用表檢測所焊部分通電情況是否正常；（7）測試是否成功。1.5.2實驗調試結果實驗測試結果為：將輸出端接正弦波發(fā)生器，輸出端接示波器。通過調整在示波器上可觀察到正弦波。1.6 改進意見與收獲體會在這次課程設計的過程中學到了一些除理論以外的其他的東西，例如實際操作。更深切的體會到人與人之間的那種相互協調合作的成功感和快樂，最重要的還是自己對一些問題的看法產生了良性的變化，并學會利用圖書館圖書查找資料去解決出現的問題。學會與別人合作，學會了對一些復雜電路的改進，總之感觸很深。 第2章 不規(guī)則變速循環(huán)彩燈的制作2.1 設計任務利用兩

23、組不規(guī)則周期發(fā)生器4069和CD4017彩燈和相關器件制作一組能夠變速并且每一次變速都是不規(guī)則的彩燈電路。2.2 總體設計方案（1）參考電路圖如下： 圖2-1（2）電路的工作原理：它是由不規(guī)則周期脈沖發(fā)生器和CD4017彩燈電路組成。CD4017是一塊能產生序列脈沖的CMOS計數/分配器。它有2個時鐘端：CP端是上升沿觸發(fā)計數端（=0。當=1，則輸出狀態(tài)保持不變）、端是下降沿觸發(fā)計數端（CP=1。當CP=0，則輸出狀態(tài)保持不變）；CR為其異步清0端，加高電平時，不論、CP為何值，只有Y0輸出為高電平；在時鐘信號作用下，Y0Y9依次輸出為正脈沖。不規(guī)則周期脈沖發(fā)生器（由CD4069構成）采用兩個

24、脈沖信號發(fā)生器分別輸出頻率不同的兩路脈沖信號，再由一個或門電路把它們合成為一個不規(guī)則周期脈沖信號；用這個不規(guī)則 脈沖信號作為CD4017彩燈電路的計數脈沖，就可以使彩燈循環(huán)變化的速度忽快忽慢，多路彩燈的每一路燈光的發(fā)光時間也變得各不相同。通過分別調整兩個脈沖信號發(fā)生器的頻率，可以改變不規(guī)則周期脈沖信號的變化規(guī)律。2.3 系統分析與設計2.3.1 CD4069 圖2-2 為C D4069引腳圖CD4069工作是，引腳7接地，CD4069為常用的CMOS集成門電路為六反相器。CMOS集成門電路完成的功能為CMOS反相器的基本電路如圖22所示。為驅動管，又稱輸入管，為負載管，兩管柵極連在一起作輸入端

25、，漏極連在一起作輸出端。要求，且。 圖23CMOS反相器2.3.2 CD4017引腳圖 圖2-4十進制計數分頻器CD4017，其內部由計數器及譯碼器兩部分組成，由譯碼輸出實現對脈沖信號的分配，整個輸出時序就是O0、O1、O2、O9依次出現與時鐘同步的高電平，寬度等于時鐘周期。CD4017有10個輸出端（O0O9）和1個進位輸出端O5-9。每輸入10個計數脈沖，O5-9就可得到1個進位正脈沖，該進位輸出信號可作為下一級的時鐘信號。CD4017有3個控制（MR、CP0和CP1），MR為清零端，當在MR端上加高電平或正脈沖時其輸出O0為高電平，其余輸出端（O1O9）均為低電平。CP0和CPl是2個時

26、鐘輸入端，若要用上升沿來計數，則信號由CP0端輸入；若要用下降沿來計數，則信號由CPl端輸入。設置2個時鐘輸入端，級聯時比較方便，可驅動更多二極管發(fā)光。由此可見，當CD4017有連續(xù)脈沖輸入時，其對應的輸出端依次變?yōu)楦唠娖綘顟B(tài)，故可直接用作順序脈沖發(fā)生器。1 工作原理當輸入時，截止，導通，輸出。當輸入時，導通，截止，所以輸出。2.3.2 發(fā)光二極管發(fā)光二極管是由-族化合物，如GaAs（砷化鎵）、GaP（磷化鎵）、GaAsP（磷砷化鎵）等半導體制成的，其核心是PN結。因此它具有一般P-N結的I-N特性，即正向導通，反向截止、擊穿特性。此外，在一定條件下，它還具有發(fā)光特性。在正向電壓下，電子由N區(qū)

27、注入P區(qū)，空穴由P區(qū)注入N區(qū)。進入對方區(qū)域的少數載流子（少子）一部分與多數載流子（多子）復合而發(fā)光2.4 總電路圖 元器件清單 儀器儀表清單2.4.1 總電路圖 圖2-52.4.2 元器件清單 表21 元器件清單元器件名稱個數CD4069芯片1CD4017芯片1電阻10開關2二極管2發(fā)光二極管10表2-2 儀器儀表清單儀器儀表名稱個數萬用電路板1萬用表1電烙鐵1焊芯1電工鉗1導線若干2.5 系統安裝調試與參數測量2.5.1系統安裝系統安裝步驟為：（1）根據設計要求，畫出實驗電路圖；（2）根據實驗電路圖，畫出實物位置電路線路圖和印制裝配圖；（3）運用仿真軟件對系統進行仿真；（4）準備電烙鐵，預熱

28、，擺放好材料；（5）根據電路圖進行焊接，布線，注意器件正負極連接是否正確；（6）認真檢查焊接是否正確，用萬用表檢測所焊部分通電情況是否正常；（7）測試是否成功2.5.2 實驗調試結果 試驗測試結果為：接入適當的電源后發(fā)現彩燈的工作情況滿足實驗要求，所以調試結果成功。2.6 改進意見與收獲體會 通過這次課程設計，使我在課堂上所學的知識得以充分應用，讓我明白了知識的重要性，更進一步加深了我對模擬電子技術的了解，使我對數字電子技術產生了濃厚的興趣，同時又讓我了解了cd4069和cd4017這兩個電子芯片的工作原理及相關知識，加強了動手能力。讓我真正的學會了將理論知識應用于實踐. 第3章 聲控延時夜燈

29、的制作與調試3.1設計任務設計一個聲控延時夜燈器。具體要求如下： （1）電路通過對聲強的感應和檢測處理，來控制照明燈的亮滅。（2）電路在照明燈點亮t秒后自動關斷，并且時間t可以手動調節(jié)。（3）根據電路圖設計印制電路板，并進行組裝與調試，印制電路 板安裝工藝應符合標準要求。 3.2 總體設計方案 根據實驗要求和器材實際，運用555定時器 7805芯片構造聲控延遲夜燈，按照電路圖連接實驗所需電路。 圖3-13.3 系統分析與設計3.3.1 NE555引腳圖 圖3-2 本電路使用一塊時基電路NE555，其高電平觸發(fā)端6腳和低電平觸發(fā)端2腳相連，構成施密特觸發(fā)器，當加在2腳和6腳上的電壓超2/3VCC時，3腳輸出低電平，當加在2腳和6腳上的電壓低于1/3VCC時，3腳輸出高電平。3.3.2 電路的工作原理：當有聲波傳入駐極話筒MIC時，MIC將聲波轉變成交變電壓信號通過電容C1偶合到三極管Q1上，經過