CD4060夢幻燈制作

1、論 文課 程： CD4060夢幻燈制作報告學生姓名： 學 號： 專業(yè)班級： 卓越電氣111班 2013年 12 月 8 日CD4060夢幻燈制作報告目錄：1. CD4060音樂夢幻燈工作原理簡介2. 電路原理圖3. 元件清單4. 元件原理i. 三極管工作原理ii. 光二極管iii. 電解電容的原理5. 電路工作原理i. PNP三極管在電路中作用ii. 多諧振蕩器工作原理簡介iii. 電路工作分析 1. CD4060音樂夢幻燈工作原理簡介電路原理簡介：IC2-CD4060為帶振蕩器的14級二分頻計數(shù)器，R1、R2、RP1，C1和IC2的9、10、11腳內(nèi)電路組成振蕩器，振蕩頻率可由RP1調(diào)節(jié)。通

2、電初始，定時時鐘發(fā)生器首先經(jīng)IC-12腳的電容清零復位，各輸出級均為低電位。隨著振蕩器振蕩，輸出端IC2的Q4-Q14以二進制形式遞進輸出，三組發(fā)光管也隨輸出端的高低電平變化而亮滅，當某端輸出高電平時，對應組發(fā)光管滅，輸出低電平時，對應組發(fā)光管亮。三極管Q1、Q2、Q3起驅(qū)動作用，D1、D2、D3起循環(huán)復位作用。IC2的Q5，Q6，Q7均為高電平時復位。工作電壓DC/3V5V。2. 電路原理圖3. 元件清單名稱位號數(shù)量名稱位號數(shù)量CD4060及插座IC2各1個電阻1.5M10K220KR1，R2，R4各1個音樂芯片IC11片電阻200-12個R5R16各1個無緣蜂鳴器SP1個可調(diào)電阻RP11個

3、按鈕開關SW1個三極管9012-3個Q1，Q2，Q3各1個電源插針1個三極管9013Q41個發(fā)光二極管12個LED1-12各1個電解電容1Uf100UfC1 C2各1個開關二極管1N4148D1-D3各1個資料 印刷版1份 4. 元件原理i. 三極管工作原理放大：b 極提供信號（輸入） c提供能量 e輸出 常用在模電還有一個重要的特點：Ubc 在線性電路中常為0.7v。這個性質(zhì)可以穩(wěn)壓、穩(wěn)流等飽和：利用它的開關特性，常用在數(shù)字電路晶體三極管按材料分有兩種：鍺管和硅管。而每一種又有NPN和PNP兩種結(jié)構(gòu)形式，但使用最多的是硅NPN和PNP兩種三極管，兩者除了電源極性不同外，其工作原理都是相同的，

4、下面僅介紹NPN硅管的電流放大原理。對于NPN管，它是由2塊N型半導體中間夾著一塊P型半導體所組成，發(fā)射區(qū)與基區(qū)之間形成的PN結(jié)稱為發(fā)射結(jié),而集電區(qū)與基區(qū)形成的PN結(jié)稱為集電結(jié),三條引線分別稱為發(fā)射極e、基極b和集電極c。當b點電位高于e點電位零點幾伏時，發(fā)射結(jié)處于正偏狀態(tài)，而C點電位高于b點電位幾伏時，集電結(jié)處于反偏狀態(tài)，集電極電源Ec要高于基極電源Ebo。在制造三極管時，有意識地使發(fā)射區(qū)的多數(shù)載流子濃度大于基區(qū)的，同時基區(qū)做得很薄，而且，要嚴格控制雜質(zhì)含量，這樣，一旦接通電源后，由于發(fā)射結(jié)正偏，發(fā)射區(qū)的多數(shù)載流子（電子）極基區(qū)的多數(shù)載流子（空穴）很容易地越過發(fā)射結(jié)互相向?qū)Ψ綌U散，但因前者的

5、濃度基大于后者，所以通過發(fā)射結(jié)的電流基本上是電子流，這股電子流稱為發(fā)射極電流Ie。 由于基區(qū)很薄,加上集電結(jié)的反偏，注入基區(qū)的電子大部分越過集電結(jié)進入集電區(qū)而形成集電集電流Ic，只剩下很少（1-10%）的電子在基區(qū)的空穴進行復合，被復合掉的基區(qū)空穴由基極電源Eb重新補給，從而形成了基極電流Ibo.根據(jù)電流連續(xù)性原理得：Ie=Ib+Ic 這就是說，在基極補充一個很小的Ib，就可以在集電極上得到一個較大的Ic，這就是所謂電流放大作用，Ic與Ib是維持一定的比例關系，即： 1=Ic/Ib 式中：1-稱為直流放大倍數(shù)，集電極電流的變化量Ic與基極電流的變化量Ib之比為：= Ic/Ib 式中-稱為交流電

6、流放大倍數(shù)，由于低頻時1和的數(shù)值相差不大，所以有時為了方便起見，對兩者不作嚴格區(qū)分，值約為幾十至一百多。三極管是一種電流放大器件，但在實際使用中常常利用三極管的電流放大作用，通過電阻轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷悍糯笞饔?ii. 光二極管發(fā)光二極管簡稱為LED。由鎵（Ga）與砷（AS）、磷（P）的化合物制成的二極管，當電子與空穴復合時能輻射出可見光，因而可以用來制成發(fā)光二極管，在電路及儀器中作為指示燈，或者組成文字或數(shù)字顯示。磷砷化鎵二極管發(fā)紅光，磷化鎵二極管發(fā)綠光，碳化硅二極管發(fā)黃光。 它是半導體二極管的一種，可以把電能轉(zhuǎn)化成光能；常簡寫為LED。發(fā)光二極管與普通二極管一樣是由一個PN結(jié)組成，也具有單向?qū)щ娦浴?/p>

7、當給發(fā)光二極管加上正向電壓后，從P區(qū)注入到N區(qū)的空穴和由N區(qū)注入到P區(qū)的電子，在PN結(jié)附近數(shù)微米內(nèi)分別與N區(qū)的電子和P區(qū)的空穴復合，產(chǎn)生自發(fā)輻射的熒光。不同的半導體材料中電子和空穴所處的能量狀態(tài)不同。當電子和空穴復合時釋放出的能量多少不同，釋放出的能量越多，則發(fā)出的光的波長越短。常用的是發(fā)紅光、綠光或黃光的二極管iii. 電解電容的原理電解電容：表筆、極性、表針、雜談。分類：電子電路，電解電容與陶瓷電容一般用在IC的電源與地之間,起濾波作用，陶瓷電容單獨使用去耦作用，它的使用一般在IC中會有說明，其電解值的大小與IC所需電流大小有關,陶瓷取0.01uf。5. 電路工作原理i. PNP三極管在電

8、路中作用由PNP三極管工作原理可知：當VeVbVc導通，且一般硅管Vbe-0.7v，鍺管Vbe=0.2v 當接通電源后，由CD4060音樂夢幻燈原理圖可知，當Qx輸入為低電平時Ve=Vcc-Vrx-V發(fā)光二極管 (x=516) Vc=0 Vb=Vcc-Vr4-V二極管 其中發(fā)光二極管及二極管兩端的電壓可看作相等。所以：Vbe=Vb-Ve=Vrx-Vr4 由于RxR4 Rx兩端的電壓小于R4兩端的電壓 VbeVb 因為Vcc為電源電壓，所以 Vb Vr0 VeVbVc即當Qx輸入為低電平時，三極管導通，發(fā)光二極管發(fā)光。當Qx輸入為高電平時 Ve=Vcc-Vrx-V發(fā)光二極管 Vb=Vcc VbV

9、e 此時三極管截止，發(fā)光二極管熄滅 ii. 多諧振蕩器工作原理簡介第一暫穩(wěn)態(tài)及電路自動翻轉(zhuǎn)過程：假定接通電源時刻，t=0，（未充電，電路處于初始狀態(tài)） Va=Vcc，Vb=Vc=Vol 即第一暫穩(wěn)態(tài)，此時電源給RC充電，隨著充電時間的增加，Vc不斷上升，當達到Vth時，電路發(fā)生下述正反饋：VcVaVb這一過程瞬時完成，電路進入第二暫穩(wěn)態(tài)。即Va=Vol，Vb=VCC ：第二暫緩態(tài)即電路自動翻轉(zhuǎn)過程：電路進入第二暫緩態(tài)瞬間，Vb由0Vcc。由于電容兩端電壓不能突變。則Vc由VthVth+Vdd 由于二極管的鉗位作用，Vc僅上跳至Vdd+V+ 隨后電容C通過R4+R2放電。使Vc下降，當Vc降低至

10、Vth后，又發(fā)生正反饋： VcVaVb 從而電路又返回到第一暫緩態(tài)，Va=Vcc，Vb=Vol 此后，電路重復上述過程，周而復始地從一個暫緩態(tài)翻轉(zhuǎn)到另一個暫緩態(tài)，在Vo輸出端得到方波。 其一個方波周期T=RCln4 可通過轉(zhuǎn)動滑動變阻器R4達到控制方波周期的目的，從而可得到不同頻率的方波iii. 電路工作分析由多諧振蕩器的工作原理可知當電路進入第二暫穩(wěn)態(tài)時：VeCp0V0 即 Cp1 Cp0 Cp0 當R=0是符合CD4060的計數(shù)功能時的條件，也可以說是R1,C4,R2,R4及11，9，10端所構(gòu)成的多諧振蕩器每隔一段時間對14級分頻器輸入一個脈沖使得每輸入一個脈沖分頻器計數(shù)一次，隨著振蕩器振蕩，輸出端Q4Q14，以二進制形式輸出，從而導致Q4Q14在不同時刻的輸出電平或為高或為低，從而使得三極管隨著輸出的高低電平變化而截止與導通，進而控制三組發(fā)光管也隨Q4-Q14輸出的高低電平變化而亮滅。 而且當Q5,Q6,Q7均為高電平時，二極管D2,D3,D4截止，從而使得，R端為高電平，進而使得CD4060達到復位條件，CD4060復位計數(shù)從頭開始。6、小結(jié)通過這門課的學習，我發(fā)現(xiàn)認真學的同學可以從中學到很多專業(yè)知識，而且給了我們很多資料，我們可以對51單片機有一個全面了