課程設(shè)計(jì)循環(huán)彩燈控制器

1、 電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)循環(huán)彩燈控制器實(shí)驗(yàn)報(bào)告指導(dǎo)老師： xxxx 學(xué)院 ： 物電學(xué)院 專 業(yè)： 電子信息工程 班 級(jí)： 電信11 組別：18小組xxx xxx xxx 摘 要本課程設(shè)計(jì)主要由4017與555多諧震蕩電路組成的循環(huán)彩燈控制器，我們住組成員根據(jù)各自的理解，并最大限度的發(fā)輝自己動(dòng)手思考的能力團(tuán)結(jié)在一起設(shè)計(jì)方案，再根據(jù)方案設(shè)計(jì)了電路，中間有詳細(xì)電路局部介紹電路，電路的原理，制作方法等。我們注重實(shí)驗(yàn)過(guò)程，并記錄下仿真與實(shí)際的循環(huán)過(guò)程，最終得出自己的設(shè)計(jì)思路。目 錄第一章 設(shè)計(jì)要求及思路設(shè)計(jì)11.1 設(shè)計(jì)要求11.2 設(shè)計(jì)思路11.3 單元電路設(shè)計(jì)與參數(shù)計(jì)算1 1.4 元件清單1.5 電路完整

2、工作過(guò)程11.6 總原理設(shè)計(jì)11.第二章 實(shí)驗(yàn)步驟22.1 PROTEL原理圖設(shè)計(jì)72.2 PCB設(shè)計(jì)82.3 電路板的制作與焊接82.4 電路的調(diào)試8 2.4.2 基極在電路板上短路8 2.4.3 芯片管腳短路與斷路8 2.4.4 發(fā)光二極管燒壞9第三章 結(jié)果分析10附錄11心得體會(huì)12參考文獻(xiàn)13第一章 設(shè)計(jì)要求及思路設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)要求(1)共有紅、綠、黃3色彩燈各9個(gè)，要求安一定順序和時(shí)間關(guān)系運(yùn)行。(2)動(dòng)作要求：先紅燈，后綠燈，再黃燈，分別按的速度跑動(dòng)一次，然后，全部紅燈亮5S，再黃燈，后綠燈，各一次。以此循環(huán)。1.2 設(shè)計(jì)思路主要元件有4017十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，555定時(shí)器。循環(huán)電路9個(gè)一組

3、紅、黃，綠燈各持續(xù)亮5s跑動(dòng)根據(jù)此框架圖確立的實(shí)驗(yàn)方案該任務(wù)要求：先紅燈，后綠燈，再黃燈，分別按0.5S的速度跑動(dòng)一次，然后，全部紅燈亮5S，再黃燈，后綠燈，各一次。以此循環(huán)。根據(jù)此要求電路總體上可以分為三局部：一局部電路為控制0.5s的跑動(dòng)。一局部電路為控制5s的跑動(dòng)。一局部電路為實(shí)現(xiàn)這兩種跑動(dòng)的循環(huán)。因些可以選用一個(gè)555多諧振蕩器周期為0.5秒，然后使用4017實(shí)現(xiàn)十分頻，使周期為5秒用來(lái)控制跑動(dòng)的速度，再選兩個(gè)4017芯片，因?yàn)?017芯片在正常工作下，連續(xù)送入時(shí)鐘脈沖時(shí)，其十個(gè)輸出端會(huì)依次輸出高電平。這樣可以用一個(gè)4017芯片點(diǎn)亮0.5s的跑動(dòng)，用一個(gè)4017芯片來(lái)點(diǎn)亮5s的跑動(dòng)。因

4、為在兩個(gè)周期恰好為10倍關(guān)系，故5s周期的4017的Q9端口可以實(shí)現(xiàn)控制0.5s周期的4017的開(kāi)通與關(guān)閉，每次當(dāng)5s輸出高電平的時(shí)候再用5s輸出口給0.5秒輸出的復(fù)位端即可防止兩個(gè)循環(huán)同事進(jìn)行，這樣即實(shí)現(xiàn)循環(huán)功能，能實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?.3 單元電路參數(shù)計(jì)算在整個(gè)電路中，其主要的組成局部有：555定時(shí)器和4017芯片組成的 3個(gè)一組0.5s依次跑動(dòng)：55定時(shí)器組成的多協(xié)振蕩器周期：t=CR1+2R2Ln2計(jì)算得：R1=68K R2=1K C=10UF .設(shè)計(jì)過(guò)程中各個(gè)單元的詳細(xì)原理、電路圖和仿真狀態(tài)如下：第一局部電路：實(shí)現(xiàn)3個(gè)一組紅燈，后黃燈，再綠燈，分別依次跑動(dòng)一次的電路，電路如下列圖：此電路

5、主要用到一個(gè)555多諧振蕩器和一個(gè)4017芯片，4017芯片有十個(gè)輸出端口，而每3個(gè)一組的燈都接一個(gè)4017的輸出端口，這樣可控制任務(wù)中的9組燈。電路中的555多諧振蕩器的輸出端接4017的脈沖輸入控制，555多諧振蕩器不斷的產(chǎn)生脈沖送入4017芯片的脈沖輸入端，從而使4017芯片的輸出端01，02，03，04，05，06，07，08，09依次為高電平，這樣就控制指燈不斷的跑動(dòng)！第二局部電路：用來(lái)實(shí)現(xiàn)全部9個(gè)一組紅燈，再黃燈，后綠燈，各亮一次。電路如下列圖：此電路主要用到一個(gè)555多諧振蕩器和一個(gè)4017芯片，4017芯片有十個(gè)輸出端，而每9個(gè)億組的燈都接一個(gè)4017的輸出端共接三個(gè)，這樣可控

6、制任務(wù)中的3組燈。電路中的555多諧振蕩器的輸出端接4017的脈沖輸入控制，555多諧振蕩器不斷的產(chǎn)生脈沖送入4017芯片的脈沖輸入端，從而使4017芯片的輸出端01，02，03依次為高電平，這樣就控制3組指燈持續(xù)亮5s依次跑動(dòng)循環(huán)！該實(shí)驗(yàn)疑難點(diǎn)在：用最少原件來(lái)實(shí)現(xiàn)兩種的跑動(dòng)不斷循環(huán)，以到達(dá)實(shí)驗(yàn)要求這里需要仔細(xì)考慮時(shí)間性。1.4 電路完整工作過(guò)程電路運(yùn)行時(shí)第一局部的555多諧振蕩器首先工作不斷的給控制著9組燈3個(gè)一組的4017芯片送去脈沖，從而使4017的十個(gè)輸出端依次為輸出高電平。接到高電平的組燈就會(huì)發(fā)光。這樣就實(shí)現(xiàn)先紅燈，后黃燈，再綠燈，分別依次0.5s跑動(dòng)。這時(shí)第二局部的電路開(kāi)始運(yùn)行。這

7、樣就使全部紅燈，再黃燈，后綠燈，各亮一次。而當(dāng)綠燈全部亮完后，這時(shí)第二局部的4017的第一，二，三，三個(gè)一次都輸出端Q0輸出高電平，再利用二極管in4018單向?qū)ㄝ斎?.5s的4017復(fù)位端。當(dāng)?shù)诙M反映結(jié)束后，然后第一局部的4017不在清零，使第一局部的電路工作3個(gè)一組的組燈依次點(diǎn)亮、依次跑動(dòng)。如此實(shí)現(xiàn)了3個(gè)一組先紅燈，后黃燈，再綠燈0.5s依次跑動(dòng)，讓后再9個(gè)一組，先紅燈，后黃燈，再綠燈持續(xù)亮5s.如此循環(huán)下去。1.5 總原理設(shè)計(jì)根據(jù)上述的原理設(shè)計(jì)出總的電路圖為：2.3 電路板的焊接先按思考，分析，部署電路板，然后按照電路圖進(jìn)行接線，按照單元電路設(shè)計(jì)中的方法連接好每一塊電路，然后把每一塊

8、接在一起。準(zhǔn)備對(duì)每單元電路進(jìn)行調(diào)試。2.4 電路的調(diào)試焊接完成后，電路并沒(méi)有按照預(yù)期的設(shè)計(jì)進(jìn)行工作，然后進(jìn)行調(diào)試，在調(diào)試過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)下幾個(gè)問(wèn)題。2.4.2 電路板上存在短路然后檢測(cè)電路方面的問(wèn)題，發(fā)現(xiàn)焊接時(shí)意外灑落的焊錫顆粒覆著電路走線，通過(guò)幾分鐘的仔細(xì)處理，最終第一局部短路被解決。2.4.3 芯片管腳短路與斷路由于做完電路板后，拿取屢次不小心把多余導(dǎo)線接頭和其他電路導(dǎo)通，從而導(dǎo)致局部斷路，在解決斷路過(guò)程中，使用萬(wàn)用表測(cè)出，逐一解決。2.4.4 發(fā)光二極管燒壞由于之前沒(méi)有太多經(jīng)驗(yàn)再焊接發(fā)光二極管是電烙鐵功率過(guò)高，再加上操作不當(dāng)導(dǎo)致發(fā)光二極管燒毀了許多，最終燈不夠總體更換的了，所以我們信心都很失

9、落。最后，當(dāng)解決以上問(wèn)題后，觀察燈能按照設(shè)計(jì)的亮，就是總循環(huán)的時(shí)候，估計(jì)是沒(méi)有完全使下一個(gè)反映禁止。有時(shí)燈被點(diǎn)亮的順序會(huì)亂一兩次。其中最大失誤是在調(diào)試過(guò)程中導(dǎo)致局部燈被燒壞，亮度不太好了。第三章 結(jié)果分析當(dāng)制作完成后，發(fā)現(xiàn)發(fā)光二極管按照預(yù)期的方式發(fā)亮雖然由于儀器誤差導(dǎo)致時(shí)間周期并沒(méi)有按照預(yù)期的理想，先是按照順序發(fā)光，然后同色的發(fā)光。其中發(fā)光順序如表1。表單個(gè)燈亮?xí)r3個(gè)燈亮?xí)r100000000100100100010000000010010010001000000001001001000100000000010000000001000000000100000000010000000001附錄設(shè)計(jì)

10、原理圖 CD4017引腳圖： 555定時(shí)器引腳圖：心得體會(huì)經(jīng)過(guò)這次的課程設(shè)計(jì),我得到了不少的收獲,一方面加深了對(duì)課本理論的認(rèn)識(shí),另一方面也提高了動(dòng)手能力?，F(xiàn)總結(jié)了以下的心得體會(huì)。這次的課程設(shè)計(jì)跟我們以前做的設(shè)計(jì)不同，因?yàn)槲矣X(jué)得這次我是真真正正的自己親自去完成。所以是我覺(jué)得這次課程設(shè)計(jì)最珍貴，最深刻的。就是設(shè)計(jì)的過(guò)程全是我們學(xué)生自己動(dòng)手來(lái)完成的，這樣，我們就必須要弄懂課程設(shè)計(jì)的原理。在這里我深深體會(huì)到哲學(xué)上理論對(duì)實(shí)踐的指導(dǎo)作用：弄懂實(shí)驗(yàn)原理，而且體會(huì)到了實(shí)驗(yàn)的操作能力是靠自己親自動(dòng)手，親自開(kāi)動(dòng)腦筋，親自去請(qǐng)教別人才能得到提高的。我們做設(shè)計(jì)絕對(duì)不能人云亦云，要有自己的看法，這樣我們就要有充分的準(zhǔn)備，假設(shè)是做了也不知道是個(gè)什么設(shè)計(jì)，那么做了也是白做。設(shè)計(jì)總是與課本知識(shí)相關(guān)的。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們應(yīng)該盡量減少操作的盲目性提高設(shè)計(jì)效率的保證，有的人一開(kāi)始就趕著做，結(jié)果卻越做越忙，主要就是這個(gè)原因。我也曾經(jīng)犯過(guò)這樣的錯(cuò)誤。我們做設(shè)計(jì)不要一成不變和墨守成規(guī)，應(yīng)該有改進(jìn)創(chuàng)新的精神。實(shí)際上，在弄懂了設(shè)計(jì)原理的根底上，我們的時(shí)間是充分的，做實(shí)驗(yàn)應(yīng)該是游刃有余的，如果說(shuō)創(chuàng)新對(duì)于我們來(lái)說(shuō)是件難事，那改進(jìn)總是有可能的。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中我們要培養(yǎng)自己的獨(dú)立分析問(wèn)題，和解決問(wèn)題的能力。培養(yǎng)這種能力