whut数电课设_彩灯循环控制电路的设计

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1、目录1技术指标11.1技术要求11.2初始条件12设计方案及其比较12.1彩灯循环控制电路的基本原理12.2方案一22.2.1电路原理框图及原理图22.2.2方案一电路原理分析22.2.3方案二Proteus仿真实现32.3方案二42.3.1电路原理框图及原理图42.3.2方案二电路原理分析42.3.3方案二Proteus仿真实现52.4方案三52.4.1电路原理框图及原理图52.4.2方案三电路原理分析62.4.3方案三Proteus仿真实现72.5方案比较73实现方案83.1实现方案元件清单83

2、.2实现电路原理分析83.2.1矩形脉冲产生电路83.2.2彩灯循环控制电路123.2.3选通发光二级管及显示电路153.2.4实现方案总电路图及原理分析153.3实现方案面包板布线图164调试过程及结论184.1Proteus仿真结果184.2面包板线路调试过程184.3调试出现的问题194.4结论195心得体会206参考文献21武汉理工大学《专业课程设计（二）》课程设计说明书彩灯循环控制电路的设计1技术指标1.1技术要求设计一种利用发光二极管作为彩灯指示,实现发光二极管依次点亮形成移动的光点,并

3、不断循环的彩灯循环控制电路，要求可以实现彩灯循环的时间可以调节。1.2初始条件直流可调稳压电源一台、万用表一块、面包板一块、元器件若干、剪刀、镊子等必备工具。2设计方案及其比较2.1彩灯循环控制电路的基本原理彩灯循环控制电路的设计主要思路为：首先产生CP脉冲，输出送给彩灯循环控制电路的时钟脉冲输入端，由彩灯循环控制电路驱动二极管发光，采用共阴极或者共阳极连接，彩灯循环电路的结构框图如图1所示。CP脉冲产生电路彩灯循环控制电路彩灯演示电路产生脉冲驱动发光二极管图1彩灯循环电路的结构框图其中，第一部分主

4、要可以通过NE555定时器连接成多谐振荡器，从而产生CP脉冲，调节充放电过程中电流所经过电阻可以控制发光时间。把电阻阻值调大，充电时间常数变大，周期变长，相应的频率变慢；电阻阻值调小，充电时间常数变小，周期变小，频率变快。第二部分主要可以通过自然二进制计数器来实现循环功能，输出送给译码电路，这样就可以得到一个个的独立电平信号；此外，移位寄存器也可以将高电平或者低电平依次循环输出。通过调节分频器，可以得到不同的维持时间。21武汉理工大学《专业课程设计（二）》课程设计说明书第三部分的彩灯显示电路通过发光

5、二极管共阴极或者共阳极连接来实现，但需要注意的是为使灯正常被点亮必须控制电流的大小，所以需要接限流电阻来保证彩灯的安全性和可靠性。2.2方案一2.2.1电路原理框图及原理图图2为方案一电路的原理框图。电路由脉冲产生电路，十进制计数产生集成选通电路，及发光二级管显示电路组成。彩灯显示电路（LED）十进制计数器译码电路（CD4017）多谐振荡器矩形脉冲产生电路。（NE555）图2方案一的原理框图图3为方案一的电路原理图。由NE555定时器,CD4017十进制计数器及相应显示元器件组成。图3方案一的电路原

6、理图2.2.2方案一电路原理分析将NE555定时器连接成多谐振荡器，用来产生矩形脉冲信号，矩形脉冲信号作为CD4017计数器的输入脉冲，从而触发计数器工作。CD4017芯片为十进制数译码器，可实现计数和译码功能，其内部由计数器和译码器两部分组成，经过计数译码后实现了在连续脉冲的触发下，输出端从Q0到Q9端依次输出与脉冲同步的高电平的功能。输出端与共阴极的发光二极管相连，可达到依次点亮的循环的效果。21武汉理工大学《专业课程设计（二）》课程设计说明书CD4071芯片的CLK端为脉冲输入端，E为使能低有

7、效。MR为清零端，高电平清零。CD4071有Q0到Q9十个输出端，当有连续脉冲输入时，Q0到Q9循环输出高电平。为了使三个设计方案相一致，将Q8端与MR端相连，当第九个脉冲输入时，Q8输出低电平变为高电平，MR端输入高电平，各输出端清零，在接下来的脉冲到来时，重新开始从Q0到Q7循环输出高电平脉冲信号。将CD4017的8个输出端分别与发光二极管的阳极连接，八盏灯共阴极连接，阴极通过一个限流电阻到公共地，灯被循环点亮。发光的时间调节是通过滑动变阻器实现的，为滑动变阻器接入的电阻，多谐振荡器电路产生脉冲

8、循环的时间由电容的充放电时间决定，利用三要素法知周期为：(1)频率为：(2)发光二极管的发光时间即为T，改变滑动编组器接入的电阻值就可以改变脉冲频率，进而实现彩灯循环的时间的调节。为退耦合电容，用来消除工作过程汇总由于输出信号突变引起的干扰，提高电路的稳定性。为过电流保护电阻。2.2.3方案二Proteus仿真实现用Proteus电子辅助设计软件绘制实现电路原理图并进行仿真调试。图4为方案一仿真结果图。图4方案一仿真图21武汉理工大学《专业课程设计（二）》课程设计说明