七彩循環(huán)燈電路設(shè)計(jì)

1、摘 要循環(huán)裝飾燈，流水燈在我們的日常生活中應(yīng)用廣泛，并且深受人們的喜愛(ài)，因此欲設(shè)計(jì)一種七彩循環(huán)裝飾燈，使其實(shí)現(xiàn)不同的流水模式，在設(shè)計(jì)中，大量使用模擬電子基礎(chǔ)的知識(shí)，用到了雙D觸發(fā)器，二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，緩存器，以及555脈沖觸發(fā)器等，通過(guò)雙D觸發(fā)器和二進(jìn)制計(jì)數(shù)器來(lái)完成分頻的作用，通過(guò)緩存器來(lái)實(shí)現(xiàn)七彩燈的三種流水模式的循環(huán)。同時(shí)通過(guò)分頻器的作用我們可以是實(shí)現(xiàn)，三亮一滅的循環(huán)和一亮一滅的循環(huán)移位，以及逐個(gè)點(diǎn)亮的效果，對(duì)于家居裝飾具有很好的彩燈效果。關(guān)鍵字：七彩燈 循環(huán) 流水模式12 / 12目 錄1 設(shè)計(jì)任務(wù)11.1 設(shè)計(jì)目的和意義11.2電路要求12 系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1 總體方案設(shè)計(jì)12.2具體電路設(shè)計(jì)2

2、2.2.1 頻率控制電路電路的設(shè)計(jì)22.2.2 時(shí)鐘信號(hào)電路的設(shè)計(jì)32.2.3流水模式控制電路的設(shè)計(jì)32.2.4 彩燈演示電路電路的設(shè)計(jì)42.3 系統(tǒng)總體電路52.4 系統(tǒng)所用元器件63系統(tǒng)調(diào)試73.1基本CP脈沖產(chǎn)生電路波形圖與分頻電路波形圖73.2測(cè)試波形74.總結(jié)84.1 該系統(tǒng)的總結(jié)84.2 心得體會(huì)81 設(shè)計(jì)任務(wù)1.1 設(shè)計(jì)目的和意義 讓我們?cè)趯?shí)踐中進(jìn)一步掌握數(shù)字電路課程所學(xué)的理論知識(shí)，并且熟悉幾種常用集成數(shù)字芯片的功能和應(yīng)用，并掌握其工作原理，進(jìn)一步學(xué)會(huì)使用其進(jìn)行電路設(shè)計(jì)。同時(shí)了解數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本思想和方法，學(xué)會(huì)科學(xué)分析和解決問(wèn)題，培養(yǎng)認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)和實(shí)事求是的工作態(tài)度。而且

3、電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)是大學(xué)中為我們提供的一次動(dòng)手實(shí)踐的機(jī)會(huì)，增強(qiáng)動(dòng)手實(shí)踐的能力。1.2電路要求 要求完成七彩循環(huán)裝飾燈控制器設(shè)計(jì)，其能夠完成7路彩燈至少三種流水模式下的循環(huán)， 彩燈用發(fā)光二極管LED模擬；2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1 總體方案設(shè)計(jì) 根據(jù)系統(tǒng)的要求，確定系統(tǒng)的總體方案如圖所示。 彩燈演示電路時(shí)鐘信號(hào) 電路流水模式控制電路頻率控制電路 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案2.2具體電路設(shè)計(jì)2.2.1 頻率控制電路電路的設(shè)計(jì) 由一片151和一片74級(jí)聯(lián)實(shí)現(xiàn)。整體上實(shí)現(xiàn)脈沖頻率的變換，即交替產(chǎn)生快慢節(jié)拍。令74的Vcc，CLR，PR都接高電平，將Q的輸出接到D端，Q端的輸出接到151的D1端。令151的B,C,G,GN

4、D接低電平，Vcc接高電平，D0接時(shí)鐘信號(hào)的CP脈沖，A端接由花型控制電路的QG輸出。所以Y端的輸出就為：Y=CP·A+Q·A(Q是74D觸發(fā)器的輸出端)由D觸發(fā)器具有記憶功能，記錄上一個(gè)狀態(tài)，所以在每一個(gè)CP脈沖的上升沿，Q輸出為上一次的記錄（即一個(gè)脈沖）。也就比時(shí)鐘信號(hào)電路的CP脈沖慢了一拍。 所以通過(guò)A為0或1選擇Y端輸出的脈沖的頻率。A端接的是161的高位片的QG即當(dāng)?shù)竭_(dá)第64拍時(shí)QG為1接下來(lái)的65128拍為變慢后的脈沖輸出。電路圖如下:2.2.2 時(shí)鐘信號(hào)電路的設(shè)計(jì)由一片555加上適當(dāng)電容及電阻實(shí)現(xiàn)。電容?。?10nf 910nf電阻?。?50 k 10 k電路

5、圖如下：2.2.3流水模式控制電路的設(shè)計(jì)161的級(jí)聯(lián)用的是同步，并用QH清零。當(dāng)三種流水模式顯示一遍后（總共64拍）161的輸出變?yōu)?0000100所以將161高位片的Q2（即QG）信號(hào)輸給節(jié)拍控制電路的151的A來(lái)通過(guò)節(jié)拍控制電路改變第二遍花型顯示的頻率。161的CP脈沖來(lái)自節(jié)拍控制電路中74的輸出端Y。流水模式一7路燈分兩半，從右至左漸亮，全亮后，再分兩半從右至左漸滅 ，循環(huán)兩次；流水模式二從兩邊到中間對(duì)稱地逐次漸亮，全亮后仍由兩邊到中間逐次漸滅循環(huán)兩次花型；流水模式三從中間到兩邊對(duì)稱地逐次漸亮，全亮后仍由中間到兩邊逐次漸滅，循循環(huán)兩次花型。電路圖如下：2.2.4 彩燈演示電路電路的設(shè)計(jì)

6、采用74194實(shí)現(xiàn)三種流水模式的連續(xù)顯示必須對(duì)兩片194的S1、S0和SL、SR一句節(jié)拍的變化進(jìn)行相應(yīng)的改變,通過(guò)161的輸出反饋來(lái)控制經(jīng)過(guò)觀察每16個(gè)CP低位片輸出Q1Q4變化比較頻繁,根據(jù)變化的花型頻率選用高位片的Q5Q6去控制194的SL、SR、S1、S0的變化從而實(shí)現(xiàn)滑行的變化。電路圖如下：2.3 系統(tǒng)總體電路2.4 系統(tǒng)所用元器件 本系統(tǒng)所用的元器件清單如表1所示。元器件名稱數(shù)量移位寄存器741942與非門74LS004非門74LS044555脈沖觸發(fā)器1二進(jìn)制計(jì)數(shù)器741612數(shù)據(jù)選擇器741511雙上升沿D觸發(fā)器 74LS741電源VCC導(dǎo)線若干發(fā)光二級(jí)管83系統(tǒng)調(diào)試3.1基本C

7、P脈沖產(chǎn)生電路波形圖與分頻電路波形圖3.2測(cè)試波形流水模式一：流水模式二：流水模式三：4.總結(jié)4.1 該系統(tǒng)的總結(jié) 該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了全亮全滅，兩亮兩滅的左移右移功能。通過(guò)設(shè)計(jì)，該電路還能實(shí)現(xiàn)其他的擴(kuò)展功能，三亮一滅的循環(huán)和一亮一滅的循環(huán)移位。但是該系統(tǒng)用的芯片較多，雖然整個(gè)系統(tǒng)簡(jiǎn)單讓人易于理解，但是在這個(gè)設(shè)計(jì)中對(duì)于脈沖信號(hào)頻率的輸出沒(méi)有進(jìn)行準(zhǔn)確的概念，因此輸出信號(hào)不穩(wěn)定，當(dāng)555的電容較小時(shí)，其頻率變化較快，不易于人眼的觀察。4.2 心得體會(huì) 這次課程設(shè)計(jì)主要是運(yùn)用數(shù)字電路邏輯設(shè)計(jì)的一些相關(guān)知識(shí)，在整個(gè)實(shí)習(xí)過(guò)程中，都離不開(kāi)對(duì)數(shù)字電路課程知識(shí)的再學(xué)習(xí)。我在最開(kāi)始，就先將實(shí)習(xí)用到的知識(shí)通過(guò)翻閱數(shù)電書(shū)回顧了一遍，這樣的回顧讓我對(duì)知識(shí)的理解更加透徹，對(duì)后來(lái)的快速設(shè)計(jì)起了很好的鋪墊作用。但是隨著設(shè)計(jì)的進(jìn)行我才發(fā)現(xiàn)，當(dāng)我們將我們所學(xué)勇于實(shí)踐時(shí)，我才懂得我實(shí)在懂得太少，理論知識(shí)往往都是在一些理想狀態(tài)下的假設(shè)論，而實(shí)際的動(dòng)手操作則完全不同，需要考慮實(shí)際中的很多問(wèn)題。有些知識(shí)在理論上可能完全沒(méi)錯(cuò)但到了實(shí)際中則不然。比如在動(dòng)筆做題時(shí)我們是不用考慮導(dǎo)線的電阻的，但在實(shí)際中，導(dǎo)線電阻有時(shí)是會(huì)帶來(lái)時(shí)延造成花型變化的錯(cuò)亂，所以我們應(yīng)盡量在連接電路時(shí)選擇最短路徑。設(shè)計(jì)附圖：參考文獻(xiàn)1 閻石主編. 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)（第五版）. 北京：高等教育出版社，