廣告彩燈控制電路設(shè)計(jì)課設(shè)

1、 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark1 o Current Document 引言2 HYPERLINK l bookmark7 o Current Document 1設(shè)計(jì)意義及規(guī)定3 HYPERLINK l bookmark10 o Current Document 1.1設(shè)計(jì)意義3 HYPERLINK l bookmark18 o Current Document 1.2設(shè)計(jì)規(guī)定3 HYPERLINK l bookmark28 o Current Document 2方案設(shè)計(jì)4 HYPERLINK l bookmark31 o Current Docum

2、ent 2.1設(shè)計(jì)思路4 HYPERLINK l bookmark34 o Current Document 2.2方案設(shè)計(jì)42.2.1方案一及其電路圖42.2.2方案二及其電路圖5 HYPERLINK l bookmark37 o Current Document 2.3方案比較6 HYPERLINK l bookmark47 o Current Document 3部分電路日勺設(shè)計(jì)73.1脈沖源勺設(shè)計(jì)電路7 HYPERLINK l bookmark53 o Current Document 3.2 4017控制電路93.3同右同左控制電路113.4回饋控制電路154調(diào)試與檢測164.1調(diào)試

3、中故障及解決措施164.2調(diào)試與運(yùn)營成果165仿真操作環(huán)節(jié)及使用闡明176元件名細(xì)表187附錄電路圖198結(jié)束語20本科生課程設(shè)計(jì)成績評估表引言當(dāng)今時(shí)代是一種新技術(shù)層出不窮日勺時(shí)代，在電子領(lǐng)域特別是自動(dòng)化智能控制領(lǐng)域，老 式日勺分立元件或數(shù)字邏輯電路構(gòu)成日勺控制系統(tǒng)，正此前所未見日勺速度發(fā)展。在現(xiàn)實(shí)生活中，我們常常遇到把戲多變勺廣告彩燈，所謂廣告彩燈就是講一系列有顏 色勺燈串聯(lián)在一起，然后按一定順序逐個(gè)或者幾種勺依次點(diǎn)亮和熄滅。因此要設(shè)計(jì)出這種 電路就要應(yīng)用數(shù)字邏輯電路，本次實(shí)驗(yàn)根據(jù)規(guī)定要設(shè)計(jì)出三行彩燈依次點(diǎn)亮，三列彩燈從 右向左移動(dòng)從左向右移動(dòng)，因此該課程設(shè)計(jì)將用到脈沖信號產(chǎn)生電路、4017

4、控制電路、計(jì) 數(shù)電路、譯碼電路及其她門電路。廣告彩燈控制電路設(shè)計(jì)1設(shè)計(jì)意義及規(guī)定1.1設(shè)計(jì)意義培養(yǎng)學(xué)生對日勺日勺設(shè)計(jì)思想，理論聯(lián)系實(shí)際日勺工作作風(fēng)，嚴(yán)肅認(rèn)真、實(shí)事求是日勺科 學(xué)態(tài)度和敢于摸索日勺創(chuàng)新精神。鍛煉學(xué)生勺自學(xué)軟件勺能力及分析問題、解決問題勺能力。通過課程設(shè)計(jì)，使學(xué)生在理論計(jì)算，課程設(shè)計(jì)、查閱設(shè)計(jì)資料、原則和規(guī)范運(yùn) 用和計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力得到訓(xùn)練和提高。固化、深化和擴(kuò)展學(xué)生勺理論知識(shí)與專業(yè)技能。為此后從事電子領(lǐng)域打下堅(jiān)實(shí)勺基本。1.2設(shè)計(jì)規(guī)定既有9只彩燈，試設(shè)計(jì)一控制電路，規(guī)定彩燈能實(shí)現(xiàn)如下追逐圖案；第一層3只紅燈右移，每燈亮勺時(shí)間為0.8秒；第二層3只藍(lán)燈右移，每燈亮勺時(shí)間為0.8秒；第

5、三層3只黃燈右移，每燈亮日勺時(shí)間為0.8秒；三色彩燈同步右移，每組燈亮日勺時(shí)間為1. 6秒；三色彩燈同步左移，每組燈亮日勺時(shí)間為1. 6秒；彩燈控制電路工作狀態(tài)按照上述2至6步自動(dòng)反復(fù)循環(huán)。2方案設(shè)計(jì)2.1設(shè)計(jì)思路根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)定，第一層3只紅燈右移，第二層3只藍(lán)燈右移，第三層3只黃燈右移，每 盞燈亮?xí)r間為0.8秒;三色彩燈同步右移，三色彩燈同步左移每列燈亮?xí)r間為1.6。因此總 體思路是將電路分為兩部分，通過彼此間與或關(guān)系建立聯(lián)系從而成為彼此聯(lián)系日勺整體。第一部分電路通過4017控制，4017輸出高電平有效，控制單個(gè)燈勺亮滅。第二部分由 74ls161和74ls138共同控制。138輸出低電平有效

6、，因此輸出信號要通過非后再經(jīng)或門 控制同列不同色彩等右移左移。2. 2方案設(shè)計(jì)2.2.1設(shè)計(jì)方案一及電路圖原理分析：電路分為兩部分，一部分是使九盞燈依次亮起，第二部分是控制三排隊(duì)等同 步右移或同步左移。兩個(gè)555多頻發(fā)生器產(chǎn)生兩種頻率勺信號分別控制第一種第二個(gè)部分 勺頻率勺輸入。第一部分是采用4017芯片器輸出為高電平有效，九盞燈可在4017勺控制 下依次亮起，當(dāng)4017勺11端輸出高電平時(shí)通過非或門和與非門與第二部分勺譯碼器 74ls138勺7端共同控制4017勺信號源勺輸入，用此措施控制4017勺工作與否。4017勺 11端同步控制計(jì)數(shù)器74ls161勺時(shí)鐘信號勺輸入，從而啟動(dòng)或停止161

7、與138勺運(yùn)作。138 工作時(shí)Q1與Q7、Q2與Q6、Q3與Q5通過非或門控制第一排第二排和第三排勺燈。這就是 此電路勺基本原理。原理圖如2-2-12-2-1實(shí)驗(yàn)方案一電路原理圖2.2.2設(shè)計(jì)方案二及電路圖原理分析：該電路是通過兩片4017控制兩部分電路。一部分是使九盞燈依次亮起，第 二部分是控制三排隊(duì)等同步右移或同步左移。兩個(gè)555多頻發(fā)生器產(chǎn)生兩種頻率日勺信號分 別控制第一種第二個(gè)部分日勺頻率日勺輸入。第一部分是采用4017芯片器輸出為高電平有效， 九盞燈可在4017勺控制下依次亮起，當(dāng)4017勺11端輸出高電平時(shí)通過或門和與非門與 第二部分勺4017勺11端共同控制第一片4017勺信號源

8、勺輸入，用此措施控制4017勺工 作與否。4017勺11端同步控制計(jì)數(shù)器第二片4017勺時(shí)鐘信號勺輸入，從而啟動(dòng)或停止 第二片4017勺運(yùn)作。第二片4017工作時(shí)Q2與Q9、Q3與Q8、Q4與Q6通過或門控制第一 排第二排和第三排勺燈。這就是此電路勺基本原理。hiiJ- H2LQI uIL2.3方案比較2-2-2電路方案二電路原理圖2.3方案比較本組方案是通過比較在成員間選擇較簡樸日勺電路加以修改而得日勺。來兩種方案比較，小 組方案日勺長處如下：小組方案較個(gè)人勺方案更簡便更以做成實(shí)物，可實(shí)現(xiàn)性高。個(gè)人勺方案用了較多勺 非或門三片芯片器件兩線較復(fù)雜；小組方案使用芯片個(gè)數(shù)較少且芯片是一般芯片易 于

9、購買。兩個(gè)方案原理是相似勺重要是功能勺化簡勺區(qū)別。方案一 138只有三個(gè)輸出端，當(dāng)一遍循環(huán)結(jié)束進(jìn)行第二遍循環(huán)時(shí)紅燈直接亮起無間 隙，但小組方案第二部分電路由4017控制，4017有十個(gè)輸出端，進(jìn)行第二遍循環(huán) 時(shí)開始可先滅因此更符合規(guī)定。兩種方案勺相似之處兩個(gè)方案均使用兩個(gè)555頻率發(fā)生器分別常產(chǎn)生頻率勺信號可分別加入一二部分勺 電路中。兩組方案均有缺陷，重要是4017芯片自身勺問題，當(dāng)信號源剛剛加入時(shí)，4017并 非是Q1輸出高點(diǎn)平，而是Q2輸出勺高電平，但當(dāng)進(jìn)行第二次循環(huán)電路恢復(fù)正常3部分電路設(shè)計(jì)3.1脈沖輸出信號脈沖源由555有電容電阻構(gòu)成日勺頻率發(fā)生器，通過此電容得充放電工作。電容充電過

10、程 初始狀態(tài)為(1/3)Vcc，終結(jié)狀態(tài)為(2/3)Vcc，穩(wěn)定狀態(tài)為Vcc。電容放電過程中由于晶體 管基本處在飽和和導(dǎo)通狀態(tài)，兩端電壓很低，因此供電電源對供電電路影響很小，放電初 始狀態(tài)為(2/3)Vcc，終結(jié)狀態(tài)為(1/3)Vcc，穩(wěn)定狀態(tài)為0。結(jié)合條件及一階暫穩(wěn)態(tài)過程勺三要素法，已知規(guī)定期間，可以求出需要勺電容電阻。電路圖如下3-1C23-1頻率發(fā)生器C1為100uF, C2為0.047uF, R1為3.2千歐，R2為5千歐。通過計(jì)算T1=0.7(R1+2R2)=0.8sR21.6秒日勺時(shí)鐘信號發(fā)生器也是類似日勺，C1為100uF, C2為0.047uF, R1為6.4千歐，為10千歐T2=0.7 (R1+2R2) =1.6s3.2 4017芯片控制電路4017芯片控制電路工作原理如下:當(dāng)時(shí)鐘信號輸入時(shí)4017開始工作，由Q0到Q9依次輸出高電平，由電路圖可知每盞燈 與相應(yīng)引腳相連，依次點(diǎn)亮。如規(guī)定所述第一排第一層3只紅燈右移；第二層3只藍(lán)燈右移；第三層3只黃燈右移。當(dāng)Q9輸出高電平時(shí)通過回饋電路，12輸入高電平，11輸入高 電平使13端得輸出為低，從而是