088多功能流水灯Word格式.docx
- 文档编号:4947888
- 上传时间:2023-05-04
- 格式:DOCX
- 页数:16
- 大小:220.53KB
088多功能流水灯Word格式.docx
《088多功能流水灯Word格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《088多功能流水灯Word格式.docx(16页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
本设计方案中利用NE555构成多谐振荡产生连续脉冲作为CD4510的脉冲源,通过分频器改变时钟脉冲的频率,从而改变流速,再通过CD4013与CD4510配合完成正逆流水功能,最终完成多功能流水的作用。
再确定方案后,通过查阅相关专业书籍,以及上网查询相关资料和指导老师的帮助,同时根据实际情况进行改进,最终完成了电路的设计。
在这次设计过程中,采用了模块设计,使得电路能更简洁,在排除问题上也可以很快的找到错误的根源。
根据本方案设计的电路,找好相关元器件和电路板,最后完成电路的制作。
关键字:
连续脉冲流水灯多功能正逆流水
目录
前言………………………………………………………………………………
第一章设计要求及系统组成………………………………………………
1.1要求设计………………………………………………………
1.2系统组成………………………………………………………
第二章系统设计方案选择及工作原理…………………………………………
2.1方案一…………………………………………………………
2.2方案二…………………………………………………………
第三章实验,调试及测试结果与分析…………………………………
结论……………………………………………………………………………
参考文献………………………………………………………………………
附录一芯片功能管脚图及真值表………………………………………
附录二元件清单…………………………………………………………
附录三电路原理总图……………………………………………………
前言
随着电子技术的快速发展尤其是数字技术的突飞猛进,多功能流水灯凭着简易,高效,稳定等特点得到普遍的应用。
在各种娱乐场所、店铺门面装饰、家居装潢、城市墙壁更是随处可见,与此同时,还有一些城市采用不同的流水灯打造属于自己的城市文明,塑造自己的城市魅力。
目前,多功能流水灯的种类已有数十种,如家居装饰灯、店铺招牌灯等等。
所以,多功能流水灯的设计具有相当的代表性。
多功能流水灯,就是要具有一定的变化各种图案的功能,主要考察了数字电路中一些编码译码、计数器原理,555定时器构成时基电路,给其他的电路提供时序脉冲,设计过程中需要了解相关芯片(NE555、CD4017、CD4510、CD4028)的具体功能,引脚图,真值表,认真布局,在连接过程中更要细致耐心。
第一章设计要求及系统组成
一、设计要求
(1)设计一个彩灯流水控制电路,使其能够产生一个控制信号控制彩灯实现灯
光变换的功能。
(2)该彩灯控制电路,在完成基本变化的基础上,可以实现彩灯的流向性、间歇性变化的要求,从而使彩灯更加丰富化。
(3)给彩灯流水控制电路一个控制信号,并能够使其通过利用组合电路实现自控、手控、流向控制等全方位功能。
二、系统组成
原理框图如图
(1):
振荡源计数器译码器光源电路
图
(1)设计框图
第二章系统设计方案
一:
方案一
2.1.1、电路原理图如图
(2)
图
(2)方案一原理图
2.2.电路工作原理
设计的多功能流水灯原理电路图如上图所示。
原理电路图由振荡电路、译码电路和光源电路三部分组成。
在设计电路时,本文选用的脉冲发生器是由NE555与R2、RP及C3组成的多谐振荡器组成。
主要是为灯光流动控制器提供流动控制的脉冲,灯光的流动速度可以通过电位器RP进行调节。
由于RP的阻值较大,所以有较大的速度调节范围。
灯光流动控制器由两个十进制计数脉冲分配器CD4017和若干电阻组成。
CD4017的CP端受脉冲发生器输出脉冲的控制,其输出端(Q0~Q9)将输入脉冲按输入顺序依次分配。
输出控制的脉冲,其输出控制脉冲的速度由脉冲发生器输出的脉冲频率决定。
12个电阻与CD4017
(1)的10个输出端Q0~Q9相连,当Q0~Q9依次输出控制脉冲时6个发光二极管按照接通回路的顺序依次发光,形成流动发光状态,然后从中间向两边散开依次点亮;
另外12个电阻与CD4017
(2)的10个输出端Q0~Q9相连,当Q0~Q9依次输出控制脉冲时6个发光二极管按照接通回路的逆向依次发光,然后从两边向中间依次点亮,形成流动发光状态。
从而实现流水灯正向和逆向流水功能。
本文设计电路所采用的电源为5V。
此电路仅仅考虑了流水灯的多向流动功能,且发光二极管的个数也只有6个,从而使得整个电路比较得单调。
本文为了弥补这个缺陷,作了进一步的改进,设计出了第二个方案。
二:
方案二
2.2.1.NE555时钟信号电路:
图2.2.1(a)NE555组成的多谐振荡器
定时器由一块时基集成电路NE555和C1、C2、R1、R2等组成(其中C1为延时充电电容,C2为抗干扰隔离电容,R1、R2为延时充电电阻,而R2又为放电电阻)。
接通电源后,VCC经R1R2给电容C1充电。
由于www.dddtt.com电容上电压不能突变,电源刚接通时υC<
VCC/3,所以8ttt8555内部比较器A1输出高电平,A2输出低电平,即RD=1,SD=0,基本RS触发器置1,输出端Q为高电平。
此时www.8ttt8.ComQ=O,使内部放电管截止。
当υC上升到大于Vcc/3时,RD=1,SD=1,基本RS触发器状态www.dddTt.com不变,即输出端Q仍为高电平,当VC上升到略大于2VCC/3时,Rn=0,SD=1,基本RS触发器置0,输出端Q为低电平。
这时www.ssbbww.ComQ=1,使内部放电管饱合导通。
于是电容C1经R2和内部放电管放电,υc按指数规律减小。
当υC下降略小于Vcc/3时,内部比较器A1输出高电平,A2输出低电平,基本RS触发器置1,输出高电平。
这时www.ssbbww.Com,Q=0,内部放电管截止。
于是C结束放电并重新开始充电。
如此循环不止,输出端就得到一系列矩形脉冲,如图2.2.1(b)所示ssBbww。
图2.2.1(b)矩形脉冲波形
2.2.2.计数器译码电路:
电路由计数器CD4510和译码器CD4028组成,实现10个彩灯的正逆流水和间歇流水功能。
图2.2.2计数器译码电路
2.2.3.控制电路:
控制电路部分主要是实现流水灯的手控和自控功能,主要利用计数器CD4510和双D触发器CD4013组成。
图2.2.3CD4013电路
2.2.4.总体方案:
图2.2.4方案二电路原理总图
如图2.2.4为多功能流水灯控制电路。
如图所示,多功能流水灯主要由时钟信号发生器、可与之加减计数器、4-10线译码器和D触发器反馈控制电路组成。
时钟信号发生器由NE555组成,产生信号频率为f=1/T=1/0.7(R1+R2)C,根据图示参数可知频率在1HZ左右,信号频率控制彩灯的流速。
时钟信号发生器产生的脉冲作为计数器CD4510的脉冲源。
U1的10脚U/D端为加/减计数控制端,当10脚为高电平时,U1作加法计数,当10脚为低电平时,U1作减法计数。
CD4028是4-10线译码器。
CD4013是D触发器,其D端与Q非端相连,构成计数状态,
即CP端每有一个脉冲出现,触发器的状态就改变一次。
当电路接通电源时,振荡电路产生脉冲波形给计数器CD4510,U2的(6)脚为低电平,U3的(10)脚也为低电平,所以U3的(3)脚也为低电平,由D触发器的R=Q*得U2的(10)为高电平,使U2作加法计数。
计数器输出经过译码器后,在U3的是个输出端依次输出高电平。
当计数到十个时,U3的(5)脚为高电平,接U4D触发器的CP端,使U2的(10)从高电平变为低电平,计数器作减法运算,使得U3输出端逆向依次输出高电平,当U3的(3)脚输出高电平时,又重复上述过程,从而实现流水灯的正逆自动流水功能。
U2的(10)脚通过开关J2和J3分别可以和电源或地相连,当连电源时,计数器作加法运算,流水灯作正向流水;
当连地时,计数器作减法运算,流水灯作逆向流水,从而实现流水灯的手动控制正或逆流水。
U2的(6)脚接开关J1,当开关接地时,使(6)脚输出置0,从而实现流水灯间歇流水。
第三章实验,调试及测试结果与分析
完成课题方案设计,找好元器件,准备好实验工具,完成电路的焊接后进行测试。
实验测试前必须完成以下步骤:
1.设计好电路原理图,在电脑上进行仿真实验,得出正确的实验现象,自此才能够证明所设计原理图的正确性。
如果没有得出正确的实验现象,还需对原理图作出相应的修改,直至得出正确的实验现象。
2.仿真得出正确的实验现象后,才能开始实验的焊接。
3.焊接完成后,仔细对照原理图,检查电路是否有接错、短路、虚焊、假焊等现象。
用万用表再次检查主要路线是否有短路。
用仪器检查芯片工作是否正常。
4.检查无误后才能插上芯片进行通电测试。
完成上述步骤后,接通电源进行测试,实验现象为:
1.当开关接J1接1档,开关接J3接2档时,流水灯正逆自动流水。
2.当开关接J1接1档,开关接J3接1档时,开关接J2接1档时,流水灯正向流水。
3.当开关接J1接1档,开关接J3接1档时,开关接J2接2档时,流水灯逆向流水。
4.当开关J1接2档,流水灯间歇流水。
5.调节滑动变阻器,可改变流水灯的流速。
至此,多功能流水灯电路设计实验成功。
结论
经过不断的探索、测试和分析,最终完成了多功能流水灯设计与制作。
此次试验是利用数字电路实现多功能流水。
随着电子技术的快速发展,数字电路也在生活及工业上得到了广泛的应用。
在试验的设计及仿真测试时,当没有得出正确的实验现象时,必须冷静、沉着的思考问题的来源,切勿太过紧张。
在电路的焊接过程,需仔细再仔细,按部分焊接导线,切勿乱了头绪。
这样才能在电路制作过程中减少许多不必要的错误。
此课题主要考察了对数字电路部分知识的理解和应用,理论结合实践,使得对以前学习的数字电路有了进一步的认识和学习,为以后的学习打下了坚实的基础,并且对本专业产生了浓厚的兴趣。
本设计主要运用编码、译码和555定时器完成的多功能流水灯。
但由于时间的不够充分和本人理论知识的单薄,这次设计的电路并不完善,对于自动控制方面设计的还不够完美。
但是,通过这次试验,和同组同学的交流与讨论,不仅提高了自己的理论知识基础,还锻炼了自己的动手能力。
在两个星期的课程设计中,通过和同组同学的共同努力,排除了实验过程中的诸多困难,最终成功的完成了课题的设计。
在体会到设计电路艰辛的同时,更能体会到成功的喜悦和快乐。
参考文献
[1]阎石.数字电子技术基础(第五版).高等教育出版社.2006.5
[2]王港元.电工电子实践指导.江西科学技术出版社.2009.3.
[3]高吉祥.电子技术基础实验与课程设计.电子工业出版社.2002.2
[4]陈永甫新编555继承电路应用800例电子工业出版社2000
[5]吴立新实用电子技术手册机械工业出版社2003
附录一芯片功能管脚图及真值表
NE555引脚图
NE555集成电路内部方框图
触发
阈值
复位
IS
放电端
输出
>
H
导通
L
原状态
×
截止
NE555电路的引脚功能
CC4510引脚图
CC4510的引脚功能
CD4013真值表功能
CC4028引脚图
CC4028的引脚功能
附录二元件清单
序号
类型
型号
数量
1
芯片
CC4510
2
CC4028
3
CD4013
4
555
5
电阻
4.7kΩ
6
100kΩ
7
电容
10μf
8
0.01μf
9
二极管
发光二极管
10
滑动变阻器
100kΩ
11
单刀三档开关
Key
电路原理总图
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 088 多功能 流水