课程设计——七彩灯报告.doc

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1、...电子技术基础课程设计报告题目名称：七彩循环装饰灯控制器的设计姓名：学号：班级：指导教师：王明昌大学电气工程学院2012年5月.......目录1.设计目的2.设计要求3.设计容4.控制器电路各组成部分的工作原理4.1电路总体功能及设计4.2电路各部分具体功能及设计4.2.1整流滤波电路4.2.2调色时钟脉冲发生电路4.2.3灯光变色控制电路4.2.4负载电路五、参数计算及器件选择5.1、整流滤波电路5.2调色时钟脉冲发生电路六、仿真分析七、元器件清单八、心得体会九、参考文献.......七彩循环装饰灯控制器的设计一．设计目的1.1熟悉七彩循环装饰灯控制器电路的组成、工作原理

2、和设计方法。1.2掌握多谐振荡器、触发器、计数器的工作原理、使用方法、特点、用途及主要参数的计算方法。1.3熟悉集成电路CD4001、555定时器、CD40518、晶闸管、整流、滤波电路的的组成、工作原理、特点及用途。二.设计要求目前，很多商业广告（如灯箱，节日彩灯，霓虹灯等）等采用循环装饰控制的形式。七彩循环装饰灯能按设计者的要求或快或慢地循环发出红、绿、黄、蓝、紫、青、白七色光，从而起到商业宣传和美化环境的作用，给城市增添了热闹气氛。我们利用已学的模电数电相关知识，可以自行设计并焊接组装该控制电路。该控制器由变压器，整流电路，时钟信号发生器，计数器和开关电路等组成。该电路根据

3、三基色原理，采用红、绿、蓝三种发光二极管，通过混色作用（红、绿、红+绿=黄、蓝、红+绿=紫、绿+蓝=青、红+绿+蓝=白）来产生七种色彩。三.设计容3.1设计题目：设计一个七彩循环装饰灯控制器电路。各基本单元电路的设计条件和技术指标如下：3.1.1整流滤波电路正弦信号输入电压：220V，50Hz；整流滤波电路输出电压：24V，分压输出（供集成电路用）：一组采用稳压管5V；另一组采用集成稳压器。3.1.2调色时钟脉冲发生和灯光变色控制电路时钟脉冲振荡频率：灯光每隔0.1s~5s自动变换一种颜色，脉冲占空比：60%。灯光变色控制电路：采用同步加法计数器。输出的高电平应满足晶体管控制电平

4、的要求。3.1.3负载电路红、绿、蓝3基色灯：24V，8W。或发光二极管。3.1.4其他要求要求控制器能长年通电使用，性能可靠。.......四、方案的设计与原理论证4.1电路总体功能及设计七彩循环装饰灯控制器电路工作原理如图1所示。图1七彩循环装饰灯控制器功能框图七彩循环装饰灯控制器电路的参考原理图如图2所示，它由电源变换电路、调色时钟脉冲发生电路、灯光变色控制电路和负载电路组成。其中H1、H2、H3是被控“3基色”灯泡。接通电源，220V交流电经变压器降压、VD1~VD4桥式整流和滤波后，一路供彩灯回路用电；另一路经R1降压限流，VZ稳压，VD5隔离和C1滤波后，为控制电路提

5、供约5V的稳定直流电。ICI与外围元件构成一个时钟脉冲发生电路，其中与非门G1、G2以及RP、R3和C2组成多谐振荡器；IC2由G3、G4构成基本RS触发器，对振荡产生的脉冲进行整形，然后由G4输出送到IC3的时钟脉冲CP端。图2七彩循环装饰灯控制器电路原理图+U1~220VU2&&&&VD1R2RpR3R4R5C1C2VD5VD2VD3VD4VZR1SAQ4G1G2G3G4Q3Q1Q2RDCPENVDD3216817645IC3V1红蓝绿IC1IC2多谐振荡器整形计数器R6R7R8V2V3.......IC3是一块有双同步加法计数器功能的CMOS集成电路，由与非门G4送来的正脉

6、冲在其部进行二进制编码，并使Q1~Q4输出端的状态发生循环组合变化。其逻辑真值表见表1。从真值表中可以看出，当IC3的CP端输入一个时钟脉冲时，其Q1输出高电平，V1受触发导通，红灯通电发出红光；当第二个时钟脉冲到来时，当IC3的Q2端输出高电平，V2受触发导通，绿灯通电发出绿光；当第三个时钟脉冲到来时，当IC3的Q1、Q2端同时输出高电平，V1、V2均触发导通，红灯、绿灯同时通电点亮，根据混光原理，灯箱对外变黄色；依次类推，IC3的Q1、Q2、Q3端有8种逻辑状态，可使“三基色”灯顺序产生7种色光（红、绿、红+绿=黄、蓝、红+绿=紫、绿+蓝=青、红+绿+蓝=白）来。当第八个时钟

7、脉冲到来时，IC3的Q1、Q2、Q3端均输出低电平，红灯、绿灯、蓝灯全部熄灭片刻；同时IC3的Q4端输出高电平，其信号直接送入清零端R，使IC3的部电路复位；第九个时钟脉冲送入IC3时，循环上述过程。表1CD4518真值表CP时钟输出12345678Q110101010Q201100110Q300011110Q400000001电路中，灯光变色由与非门G1、G2组成的多谐振荡器工作频率确定，其工作频率由公式f=1/0.69(RP+R2)C2来估算。调节RP阻值，可使灯光隔0.1s