彩灯循环控制电路的设计

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1、学号：电子综合实训题目彩灯循环控制电路的设计学院理学院专业班级姓名指导教师年月日目录1技术指标12设计方案及其比较12.1方案一12.2方案二32.3方案三42.4方案比较53实现方案64调试过程及结论85心得体会126参考文献13武汉理工大学《电子综合实训BⅡ》说明书彩灯循环控制电路的设计1技术指标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。2设计方案及其比较彩灯循环电路有多种的设计方法，根据此次的设计的技

2、术指标，查阅许多资料，经过一番分析，设计了三种方案。2.1方案一根据任务书中的提示，选择555芯片组成多谐振荡器产生矩形脉冲。NE555管脚功能介绍：8脚是集成电路工作电压输入端，电压为5～16V，以Vcc表示，1脚为地，2脚为触发输入端，3脚为输出端，4脚是复位端，5脚是控制端，6脚为阈值端，7脚称放电端，与3脚输出同步，输出电平一致，但7脚并不输出电流。NE555的主要特点：1.只需简单的电阻和电容元器件，即可完成特定的振荡延时作用。其延时范围极广，可由几微秒至几小时之久；2.它的计时精确度高、温度

3、稳定度佳，且价格便宜，易于获得；3.其输出端的供给电流大，可直接推动多种自动控制的负载；4.它的操作电源范围极大，可与TTL、CMOS等逻辑电路配合，也就是它的输出电平及输入触发电平，均能与这些系列逻辑电路的高、低电平匹配。采用三个芯片组成，主要有多谐振荡电路、可以进行加计数和减计数的74LS193计数器以及74HC138译码器电路组成。该方案先由NE555芯片组成的振荡器产生矩形脉冲，该脉冲可以改变滑阻的阻值大小来改变脉冲周期，再通过以74LS193为核心的计数器电路计数，最后将计数器的输出端Q0、Q

4、1、Q2接到译码器74HC138的输入端A、B、C，译码器输出端Y0-Y7依次输出高电平，从而驱动共阳极发光二极管发光。13武汉理工大学《电子综合实训BⅡ》说明书电路原理图如图所示：图1方案一电路原理图74LS193是四位可加减计数器，MR端为清零端，PL是预置端，低电平有效，TCU是终端数最多输出，TCD是终端倒计时输出，DN是减计数端，UP是加计数端，由于本方案的需要是进行加计数，所以将脉冲信号接入UP端，故连线如图1所示。该芯片的芯片图如图所示：图2芯片图74HC138是3线—8线译码器，由于输出

5、电平低有效，故将发光二极管以共阳极的形13武汉理工大学《电子综合实训BⅡ》说明书式连接。其真值表如表1所示：表174HC138真值表输入输出XHXXXXHHHHHHHHXXHXXXHHHHHHHHLXXXXXHHHHHHHHHLLLLLLHHHHHHHHLLLLHHLHHHHHHHLLLHLHHLHHHHHHLLLHHHHHLHHHHHLLHLLHHHHLHHHHLLHLHHHHHHLHHHLLHHLHHHHHHLHHLLHHHHHHHHHHL2.2方案二本方案的矩形脉冲产生仍以NE555芯片为核心的多

6、谐振荡器，在方案一的基础上，将计数芯片74LS193改为四位同步加计数器74HC163，当输入周期性脉冲信号时，其输出为二进制数形式，并且随着脉冲信号的输入，其输出在0000-1111之间循环变化，然后再将输出端Q0、Q1、Q2接到译码器74HC138上。电路原理图如图所示：13武汉理工大学《电子综合实训BⅡ》说明书图3方案二电路原理图由于在本方案中，设计需8个灯，故计数器调为八进制计数器，将Q3通过反相器引回到清零端MR，因此当计数器计数到八时清零，将多谐振荡器的矩形脉冲信号接入到CLK端，再将使能端

7、接高电平即可构成八进制计数器。2.3方案三前两个方案都是使用了计数器和译码器，根据任务书的要求，我们可以采用CD4017芯片来代替计数器和译码器，其管脚图如图所示：图4芯片管脚图13武汉理工大学《电子综合实训BⅡ》说明书CD4017芯片的主要特点：（1）十进制计数器/脉冲分配器；（2）5位Johnson计数器，具有10个译码输出端，CP、CR、EN输入端；（3）CLK端施密特触发器具有脉冲整形功能，对输入脉冲上升和下降时间无限制；（4）EN为低电平时，计数器在时钟上升沿计数；反之，计数功能无效；（5）M

8、R为高电平时，计数器清零；（6）Johnson计数器，提供了快速操作、2输入译码选通和无毛刺译码输出；（7）防锁选通，保证了正确的计数顺序；（8）译码输出一般保持为低电平，只有在对应计数时输出高电平；方案三电路原理图如图所示：图5方案三的电路原理图将多谐振荡器产生的脉冲信号接入到CD4017芯片的时钟信号输入端（14端），而该芯片输出电平高有效，故发光二极管接成共阴极的形式。但要注意CD4017是十进制输出，要改成本方案的八进制，将输出端Q