彩燈循環(huán)控制器的設計與制作.doc

彩燈循環(huán)控制器的設計與制作一、設計任務設計并制作一彩燈循環(huán)控制器。二、技術指標1、彩燈能夠自動循環(huán)點亮。2、彩燈循環(huán)顯示具有頻率快慢可調。3、控制電路具有八路以上輸出。三、設計要求1、畫出電路原理圖（或仿真電路圖）。2、元器件及參數選擇。3、電路仿真與測試。4、PCB文件生成與打印輸出。四、制作要求自行安裝與調試，發(fā)現問題或解決問題。五、設計報告按規(guī)定要求寫出設計與制作全過程，附上相關資料和圖紙及心得體會等。彩燈循環(huán)控制器的設計與制作2、設計任務1）彩燈能夠自動循環(huán)點亮2）彩燈循環(huán)顯示且頻率快慢可調。3）該控制電路具有8路以上的輸出。3、設計目的通過本設計熟悉中規(guī)模集成電路進行時序電路和組合電路設計的方法，掌握彩燈循環(huán)控制器的設計方法。4、參考設計方案方案一：1）課題的分析此電路主要由三部分組成，其整體框圖如圖（一）所示。振蕩電路 計數譯碼驅動電路 顯示電路圖（一）2）方案論證與實現（1）振蕩電路主要用來產生時間基準信號（脈沖信號）。因為循環(huán)彩燈對頻率的要求不高，只要能產生高低電平就可以了，且脈沖信號的頻率可調，所以采用555定時器組成的振蕩器，其輸出的脈沖作為下一級的時鐘信號，電路如圖（二）所示。 圖（二）（2）計數器/譯碼分配器計數器是用來累計和寄存輸入脈沖個數的時序邏輯部件。在此電路中采用十進制計數/分頻器4017，它是一種用途非常廣泛的電路。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。4017有3個輸入端（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（O1-O9）均為低電平。CP0和CP1是2個時鐘輸入端，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CP1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。4017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。由此可見，當4017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。4017的管腳仿真圖如圖（三）所示。其測試電路及波形如圖（四）圖（五）所示。注意在用multisim仿真軟件時，含有CMOS時，電源作VDD。 圖（五）（3）顯示電路主要由發(fā)光二極管組成，當4017的輸出依次輸出高電平時，驅動發(fā)光二極管也依次點亮，產生一種流動變化的效果。發(fā)光二極管要求驅動電壓小一點，一般在1.66V左右，電流在5mA左右。彩燈的循環(huán)速度由脈沖源頻率決定。R、C構成微分電路，用于上電復位。如有興趣也可以把發(fā)光二極管換成顏色的彩燈，這樣循環(huán)直民來就更好看了。整機電路如圖（六）所示。a 圖（六）方案二1、電路組成該循環(huán)控制電路由555定時器、同步4位二制計數器74163和4線16線譯碼器/分配器74154組成。2、電路原理與實現 電路中555定時器組成多諧振蕩器，輸出一定頻率的矩形脈沖。74163是同步4位二進制計數器，當輸入周期性脈沖信號時，其輸出為二進制數形式，并且隨著脈沖信號的輸入，其輸出在00001111之間循環(huán)變化。通過4線16線譯碼器74154，其16條輸出線按照74163所加的二進制數依次變成低電平，哪條輸出線為低電平，與它相連的發(fā)光二極管就亮。因任一時刻，只有1個發(fā)光二極管亮，故所有16個發(fā)光二極管只接1個限流電阻。該