多功能流水灯.docx
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多功能流水灯
电子课程设计报告
题目名称:
多功能流水灯
姓名:
专业:
班级:
学号:
指导教师:
华侨大学厦门工学院
年月日
目录
前言………………………………………………………………………………
第一章设计任务、要求及系统组成………………………………………
1.1设计任务………………………………………………………
1.2要求设计………………………………………………………
1.3系统组成………………………………………………………
第二章系统设计方案选择及工作原理…………………………………………
2.1方案一………………………………………………………………
2.2方案二………………………………………………………………
第三章实验,调试及测试结果与分析…………………………………………
结论…………………………………………………………………………………
参考文献……………………………………………………………………………
附录……………………………………………………………………………………
附录A芯片功能管脚图及真值表…………………………………
附录B元件清单……………………………………………………
附录C电路原理总图………………………………………………
前言
随着电子技术的快速发展尤其是数字技术的突飞猛进,多功能流水灯凭着简易,高效,稳定等特点在生活和工业上得到了广泛的应用。
在各种娱乐场所、店铺门面装饰、家居装潢、城市墙壁更是随处可见,与此同时,还有一些城市采用不同的流水灯打造属于自己的城市文明,塑造自己的城市魅力。
目前,多功能流水灯的种类已有数十种,如广告装潢、家居装饰、店铺招牌灯等等。
所以,多功能流水灯的设计具有相当的代表性。
多功能流水灯,就是要具有一定的变化规律的功能,主要考察了数字电路中的计数器、译码器、多谐振荡等,多谐振荡电路给其它的电路提供脉冲源,设计过程中需要了解相关芯片(NE555、CD4017、CD4510、CD4028)的具体功能,引脚图,真值表,认真布局,在连接过程中更要仔细认真。
第一章设计要求及系统组成
1.1设计任务
设计一个彩灯流水控制信号,其主要部分可实现定时功能,即在预定的时间到来时,如何产生一个控制信号控制彩灯的流向,间歇的额通过利用中规模集成电路中可逆计数器和译码器来实现正逆流水功能,利用组合电路实现自控、平控、流向控制等功能。
1.2设计要求
(1)设计一个彩灯流水控制电路,能使彩灯的流向可变化,可以正向流水,也可以逆向流水。
(2)该彩灯控制电路,在完成基本变化的基础上,可以实现彩灯的流向性、间歇性变化的要求,从而使彩灯更加丰富化。
(3)给彩灯流水控制电路一个控制信号,并能够使其通过利用组合电路实现自控、手控、流向控制等全方位功能。
1.3系统组成
原理框图如图1.2:
振荡源计数器译码器光源电路
图1.2设计框图
第二章系统设计方案
一、方案一:
本方案是从网络上找到的一电路。
设计的多功能流水灯原理电路图如下图所示。
原理电路图由振荡电路、译码电路和光源电路三部分组成。
脉冲发生器是由NE555与R2、R3及C3组成的多谐振荡器组成,主要为灯光流动控制器提供流动控制的脉冲。
流动速度可通过电位器RP进行调节。
灯光流动控制器由一个十进制计数脉冲分配器CD4017和若干电阻组成。
CD4017的CP端受脉冲发生器输出脉冲的控制,其输出端(Q0~Q9)将输入脉冲按输入顺序依次分配。
输出控制的脉冲,其输出控制脉冲的速度由脉冲发生器输出的脉冲频率决定。
12个电阻与CD4017的10个输出端Q0~Q9相连,当Q0~Q9依次输出控制脉冲时6个发光二极管按照接通回路的顺序依次发光,形成流动发光状态,实现正逆向流水的功能。
电源电路采用电容降压,二极管整流和稳定管稳压的供电方式,直流工作电压由稳压管的稳压值决定。
本电路所采用的电源为5V。
图2.1方案一原理图
该电路原理设计简单,使用芯片都是比较常用,但实现功能较为单一,没有达到题目所要的目的,故不使用。
二、方案二
本方案使用芯片NE555、CD4510、CD4028,搭建成电路,以555产生脉冲源,将脉冲送入4510,4510是一片加减计数器,通过4028的译码,产生流动的高电平送给发光二极管,产生流水效果。
该方案不仅实现了题目的基本要求,还在基本部分上做到了一定的发挥,所以使用该方案作为本设计的设计方案。
原理图如图2.2
图2.2方案2原理图
(1)、555定时器:
时钟信号发生器由NE555组成,产生信号频率为f=1/T=1/0.7(R1+R2)C,根据图示参数可知频率在1HZ左右,信号频率控制彩灯的流速。
时钟信号发生器产生的脉冲作为计数器CD4510的脉冲源。
图2.3NE555部分
(2)、计数器译码电路:
电路由计数器CD4510和译码器CD4028组成,实现10个彩灯的正逆流水和间歇流水功能。
图2.4计数器译码电路
第三章实验,调试及测试结果与分析
完成课题方案设计,找好元器件,准备好实验工具,完成电路的焊接后进行测试。
实验测试前必须完成以下步骤:
1、设计好电路原理图,在电脑上进行仿真实验,得出正确的实验现象,自此才能够证明所设计原理图的正确性。
如果没有得出正确的实验现象,还需对原理图作出相应的修改,直至得出正确的实验现象。
2、仿真得出正确的实验现象后,才能开始实验的焊接。
3、完成电路设计,在面包板上安装元器件及连好导线后,进行实验结果测试。
实验前首先完成以下步骤:
1.检查电路原理图及导线的连接。
检查导线的连接是否与电路原理图上一致。
2.检查导线的连接。
3.检查实验仪器和器材是否完好。
完成上述步骤后,接通5伏的直流电源,实验现象为:
按下开关,发光二极管出现循环亮暗变化,通过改变相关电阻的大小,进一步确定发光二极管各自发光停留的时间,从而形成多彩的流水灯效果。
通过拨码开关的选择,达到题目所要实现的效果。
至此,多功能流水灯电路设计,调试与实验成功。
结论
经过不断的检查、调试和分析,成功完成了多功能流水灯的基本要求和部分提高要求,得出了正确的实验现象,按下电源开关,电路可在预定的时间到来时,产生一个控制信号控制彩灯的流向,与此同时,通过利用中规模集成电路中可逆计数器和译码器来·实现正、逆流水功能,利用组合电路实现自控、手控、流向控制等功能。
调试期间多次出现问题,致使实现的结果与题目的要求有较大差距,但在细心的检查下,发现一些诸如线没有连好,或是有些跳线连错,导致结果不一样,这些错误一一排除之后,终于使得电路实现题目所需的要求,另外,在发挥部分,设计了一个间隔流水的功能,让电路的功能更为完善。
总的来说,这次设计获益胜多。
不仅培养了实践能力,还培养了设计思维,同时也锻炼了动手实际操作能力,在摸索该如何设计电路使之实现所需功能的过程中,锻炼了运用所学知识的灵活性,加深了对知识的理解及提高了解决问题的能力。
在体会到设计电路的艰辛的同时,更能体会到成功喜悦和快乐。
参考文献
[1]康华光.电子技术基础数字部分(第五版).高等教育出版社.
[2]高吉祥.电子技术基础实验与课程设计.电子工业出版社.
[3]Brown.StephenBrown.FundamentalsofDigitalLogicwithVHDLDesign.机械工业出版社.
[4]VictorP.Nelson,H.TroyNagle,BillD.Carroll,J.DavidIrwin .DigitalLogicCircuitAnalysis&Design.PrenticeHall/Pearson.
[5]陈俊亮.数字电路逻辑设计.人民邮电出版社.
附录A芯片功能管脚图及真值表
NE555引脚图
NE555集成电路内部方框图
触发
阈值
复位
IS
放电端
输出
>
H
导通
L
H
原状态
×
H
截止
H
×
×
L
导通
L
NE555电路的引脚功能
CC4510引脚图
CC4510的引脚功能表
CC4028引脚图
CC4028的引脚功能表
附录B元件清单
序号
类型
型号
数量
1
芯片
CC4510
1
2
CC4028
1
3
555
1
4
电阻
4.7kΩ
1
5
100kΩ
1
6
电容
10μf
2
7
二极管
发光二极管
10
8
滑动变阻器
100kΩ
1
附录C电路原理总图
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- 关 键 词:
- 多功能 流水