七彩循環(huán)燈電路設計

1、摘 要循環(huán)裝飾燈，流水燈在我們的日常生活中應用廣泛，并且深受人們的喜愛，因此欲設計一種七彩循環(huán)裝飾燈，使其實現(xiàn)不同的流水模式，在設計中，大量使用模擬電子基礎的知識，用到了雙D觸發(fā)器，二進制計數(shù)器，緩存器，以及555脈沖觸發(fā)器等，通過雙D觸發(fā)器和二進制計數(shù)器來完成分頻的作用，通過緩存器來實現(xiàn)七彩燈的三種流水模式的循環(huán)。同時通過分頻器的作用我們可以是實現(xiàn)，三亮一滅的循環(huán)和一亮一滅的循環(huán)移位，以及逐個點亮的效果，對于家居裝飾具有很好的彩燈效果。關鍵字：七彩燈 循環(huán) 流水模式12 / 12目 錄1 設計任務11.1 設計目的和意義11.2電路要求12 系統(tǒng)設計2.1 總體方案設計12.2具體電路設計2

2、2.2.1 頻率控制電路電路的設計22.2.2 時鐘信號電路的設計32.2.3流水模式控制電路的設計32.2.4 彩燈演示電路電路的設計42.3 系統(tǒng)總體電路52.4 系統(tǒng)所用元器件63系統(tǒng)調(diào)試73.1基本CP脈沖產(chǎn)生電路波形圖與分頻電路波形圖73.2測試波形74.總結(jié)84.1 該系統(tǒng)的總結(jié)84.2 心得體會81 設計任務1.1 設計目的和意義 讓我們在實踐中進一步掌握數(shù)字電路課程所學的理論知識，并且熟悉幾種常用集成數(shù)字芯片的功能和應用，并掌握其工作原理，進一步學會使用其進行電路設計。同時了解數(shù)字系統(tǒng)設計的基本思想和方法，學會科學分析和解決問題，培養(yǎng)認真嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L和實事求是的工作態(tài)度。而且

3、電子技術(shù)課程設計是大學中為我們提供的一次動手實踐的機會，增強動手實踐的能力。1.2電路要求 要求完成七彩循環(huán)裝飾燈控制器設計，其能夠完成7路彩燈至少三種流水模式下的循環(huán)， 彩燈用發(fā)光二極管LED模擬；2 系統(tǒng)設計2.1 總體方案設計 根據(jù)系統(tǒng)的要求，確定系統(tǒng)的總體方案如圖所示。 彩燈演示電路時鐘信號 電路流水模式控制電路頻率控制電路 系統(tǒng)總體設計方案2.2具體電路設計2.2.1 頻率控制電路電路的設計 由一片151和一片74級聯(lián)實現(xiàn)。整體上實現(xiàn)脈沖頻率的變換，即交替產(chǎn)生快慢節(jié)拍。令74的Vcc，CLR，PR都接高電平，將Q的輸出接到D端，Q端的輸出接到151的D1端。令151的B,C,G,GN

4、D接低電平，Vcc接高電平，D0接時鐘信號的CP脈沖，A端接由花型控制電路的QG輸出。所以Y端的輸出就為：Y=CP·A+Q·A(Q是74D觸發(fā)器的輸出端)由D觸發(fā)器具有記憶功能，記錄上一個狀態(tài)，所以在每一個CP脈沖的上升沿，Q輸出為上一次的記錄（即一個脈沖）。也就比時鐘信號電路的CP脈沖慢了一拍。 所以通過A為0或1選擇Y端輸出的脈沖的頻率。A端接的是161的高位片的QG即當?shù)竭_第64拍時QG為1接下來的65128拍為變慢后的脈沖輸出。電路圖如下:2.2.2 時鐘信號電路的設計由一片555加上適當電容及電阻實現(xiàn)。電容?。?10nf 910nf電阻取：150 k 10 k電路

5、圖如下：2.2.3流水模式控制電路的設計161的級聯(lián)用的是同步，并用QH清零。當三種流水模式顯示一遍后（總共64拍）161的輸出變?yōu)?0000100所以將161高位片的Q2（即QG）信號輸給節(jié)拍控制電路的151的A來通過節(jié)拍控制電路改變第二遍花型顯示的頻率。161的CP脈沖來自節(jié)拍控制電路中74的輸出端Y。流水模式一7路燈分兩半，從右至左漸亮，全亮后，再分兩半從右至左漸滅 ，循環(huán)兩次；流水模式二從兩邊到中間對稱地逐次漸亮，全亮后仍由兩邊到中間逐次漸滅循環(huán)兩次花型；流水模式三從中間到兩邊對稱地逐次漸亮，全亮后仍由中間到兩邊逐次漸滅，循循環(huán)兩次花型。電路圖如下：2.2.4 彩燈演示電路電路的設計

6、采用74194實現(xiàn)三種流水模式的連續(xù)顯示必須對兩片194的S1、S0和SL、SR一句節(jié)拍的變化進行相應的改變,通過161的輸出反饋來控制經(jīng)過觀察每16個CP低位片輸出Q1Q4變化比較頻繁,根據(jù)變化的花型頻率選用高位片的Q5Q6去控制194的SL、SR、S1、S0的變化從而實現(xiàn)滑行的變化。電路圖如下：2.3 系統(tǒng)總體電路2.4 系統(tǒng)所用元器件 本系統(tǒng)所用的元器件清單如表1所示。元器件名稱數(shù)量移位寄存器741942與非門74LS004非門74LS044555脈沖觸發(fā)器1二進制計數(shù)器741612數(shù)據(jù)選擇器741511雙上升沿D觸發(fā)器 74LS741電源VCC導線若干發(fā)光二級管83系統(tǒng)調(diào)試3.1基本C

7、P脈沖產(chǎn)生電路波形圖與分頻電路波形圖3.2測試波形流水模式一：流水模式二：流水模式三：4.總結(jié)4.1 該系統(tǒng)的總結(jié) 該系統(tǒng)實現(xiàn)了全亮全滅，兩亮兩滅的左移右移功能。通過設計，該電路還能實現(xiàn)其他的擴展功能，三亮一滅的循環(huán)和一亮一滅的循環(huán)移位。但是該系統(tǒng)用的芯片較多，雖然整個系統(tǒng)簡單讓人易于理解，但是在這個設計中對于脈沖信號頻率的輸出沒有進行準確的概念，因此輸出信號不穩(wěn)定，當555的電容較小時，其頻率變化較快，不易于人眼的觀察。4.2 心得體會 這次課程設計主要是運用數(shù)字電路邏輯設計的一些相關知識，在整個實習過程中，都離不開對數(shù)字電路課程知識的再學習。我在最開始，就先將實習用到的知識通過翻閱數(shù)電書回顧了一遍，這樣的回顧讓我對知識的理解更加透徹，對后來的快速設計起了很好的鋪墊作用。但是隨著設計的進行我才發(fā)現(xiàn)，當我們將我們所學勇于實踐時，我才懂得我實在懂得太少，理論知識往往都是在一些理想狀態(tài)下的假設論，而實際的動手操作則完全不同，需要考慮實際中的很多問題。有些知識在理論上可能完全沒錯但到了實際中則不然。比如在動筆做題時我們是不用考慮導線的電阻的，但在實際中，導線電阻有時是會帶來時延造成花型變化的錯亂，所以我們應盡量在連接電路時選擇最短路徑。設計附圖：參考文獻1 閻石主編. 數(shù)字電子技術(shù)基礎（第五版）. 北京：高等教育出版社，