多功能流水燈設(shè)計(jì)優(yōu)化

1、數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)報(bào)告書課題名稱多功能彩燈控制姓名曾桂星學(xué)號2010347109院、系、部專業(yè)103通信指導(dǎo)教師2011年 12月20日多功能彩燈控制1設(shè)計(jì)目的熟悉集成電路的引腳安排。掌握各芯片的邏輯功能及使用方法。了解彩燈控制器的組成及工作原理。熟悉彩燈控制器的設(shè)計(jì)與制作。2設(shè)計(jì)思路設(shè)計(jì)彩燈控制器電路。設(shè)計(jì)可預(yù)置時(shí)間的定時(shí)電路。設(shè)計(jì)彩燈控制器。3設(shè)計(jì)過程3.1設(shè)計(jì)框圖基本原理設(shè)計(jì)框圖如下圖(1)所示電源定時(shí)器十進(jìn)制計(jì)數(shù)器/分頻器*光源電路3.2電路設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的流水燈原理電路圖如上圖(圖1)所示。原理電路圖由振蕩電路、譯碼電 路和光源電路三部分組成。在設(shè)計(jì)電路時(shí)，本次選用的脈沖發(fā)生器是由NE555

2、 與R2、R3及C3組成的多諧振蕩器組成。主要是為燈光流動控制器提供流動控 制的脈沖，燈光的流動速度可以通過電位器RP進(jìn)行調(diào)節(jié)。由于RP的阻值較打， 所以有較大的速度調(diào)節(jié)范圍。燈光流動控制器由一個(gè)進(jìn)制計(jì)數(shù)脈沖分配器CD4017和若干電阻組成。CD4017的cp端受脈沖發(fā)生器輸出脈沖的控制，其輸出端(Q0Q9)將輸入脈 沖按輸入順序依次分配。輸出控制的脈沖，其輸出控制脈沖的速度由脈沖發(fā)生器 輸出的脈沖頻率決定。12個(gè)電阻與CD4017的10個(gè)輸出端Q0Q9相連，當(dāng)Q0Q9 依次輸出控制脈沖時(shí)6個(gè)發(fā)光二極管按照接通回路的順序依次發(fā)光，形成流動發(fā) 光狀態(tài)，即實(shí)現(xiàn)正向流水或逆向流水的功能。電源電路采用

3、電容降壓，二極管整流和穩(wěn)定管穩(wěn)壓的供電方式，直流工作電 壓由穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值決定。本次設(shè)計(jì)電路所采用的電源為5V。3.12電路修改本次所討論的流水燈的電路時(shí)單向流動的，而在現(xiàn)實(shí)生活中，這種電路往往 不能滿足社會要求，所以對圖1中的電路進(jìn)行了改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了流水燈多向流動的 功能。圖2所示即為多功能流水燈的電路圖。電路的工作原理與圖1中電路的工作原理完全相同，只是流水燈的流向發(fā)生 了改變。在圖2電路中留水燈的流向?yàn)椋篊D4017的3, 2, 4, 7腳的高電平使4 個(gè)發(fā)光二極管依次向右發(fā)光。1，5, 6腳的高電平使后5個(gè)發(fā)光二極管由中心向 兩邊散開發(fā)過。4系統(tǒng)調(diào)試與結(jié)果（1）檢查電路設(shè)計(jì)的原理圖即導(dǎo)線

4、的鏈接，并確定導(dǎo)線的鏈接與電路原理圖一 致。（2）檢查導(dǎo)線的鏈接，并檢查導(dǎo)線是否斷路，根據(jù)電路原理圖，用數(shù)字萬用表 打到合適的檔位，測試各導(dǎo)線對應(yīng)的按點(diǎn)是否導(dǎo)通。（3）檢查試驗(yàn)儀器和器材是否完好，電源5V直流電壓輸出正常。發(fā)光二極管全 部可以正常發(fā)光，電阻和電容全部正常，電位器可以正常調(diào)節(jié)。芯片CD4017和 定位器NE555工作正常。當(dāng)按下電源，流水燈可以正常順暢的流動，完成上述步驟后，接通電源，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)象為：在電路沒有改進(jìn)之前，流水燈只有正向或逆向的流水功能，在電路改進(jìn)之后， 流水燈具有正向和中間向兩邊的多向流水功能，進(jìn)一步改進(jìn)電路之后，流水燈具 有多向流水功能測試并分析：電路連接后，試驗(yàn)現(xiàn)

5、象均正常，在控制流水燈的正個(gè)過程中，CD4017的輸 出端起到至關(guān)重要的作用，用CD4017的輸出端將輸入脈沖按輸入順序依次分 配，同過電阻將脈沖傳送給發(fā)光二極管，使發(fā)光二極管發(fā)光。在控制流水燈的流 向同時(shí)只要改變電阻與發(fā)光二極管的鏈接順序即可，且各種發(fā)光方式可按自己需 要進(jìn)行具體組合。至此，多功能流水燈的設(shè)計(jì)，調(diào)試與試驗(yàn)成功。5主要元件集成電路CD40171片NE5551 片電 阻200Q 9個(gè)，1KQ 2個(gè)電 容 1uF1 個(gè)，220uF1 個(gè)，1031 個(gè)，1041 個(gè)其 它 發(fā)光二極管一9個(gè)，滑動變阻200KQ 1個(gè)6設(shè)計(jì)體會我認(rèn)為，多功能流水燈的設(shè)計(jì)課題參考了對數(shù)字邏輯電路知識的理解和應(yīng) 用。如試驗(yàn)中的十進(jìn)制脈沖分配器CD4017和NE555定時(shí)器的應(yīng)用，進(jìn)一步強(qiáng) 化和鞏固了理論知識的學(xué)習(xí)。理論和實(shí)踐相結(jié)合，從而更好的掌握了所學(xué)的知識， 達(dá)到學(xué)為所用的目的。參考文獻(xiàn)康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)M.北京：高等教育出版社，1999年彭華林等編.數(shù)字電子技術(shù)M.長沙：湖南大學(xué)出版社，2004年金唯香等編.電子測試技術(shù)M.長沙：