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1、精品名师归纳总结实训三彩灯循环掌握器的设计与制作一、设计任务书1、题目彩灯循环掌握器的设计与制作2、设计任务1） 彩灯能够自动循环点亮2） 彩灯循环显示且频率快慢可调.3） 该掌握电路具有 8 路以上的输出 .3、设计目的通过本设计熟识中规模集成电路进行时序电路和组合电路设计的方法, 把握彩灯循环掌握器的设计方法 .4、参考设计方案方案一： 1）课题的分析此电路主要由三部分组成 , 其整体框图如图（一）所示 .振荡电路计数译码驱动电路显示电路图（一）2）方案论证与实现（1） 振荡电路主要用来产生时间基准信号（脉冲信号）. 由于循环彩灯对频率的要求不高 , 只要能产生高低电平就可以了 , 且脉冲
2、信号的频率可调 , 所以采纳 555 定时器组成的振荡器 , 其输出的脉冲作为下一级的时钟信号 , 电路如图（二）所示 .VC C可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结R11kohm5V8U1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结R21kohmR31kOhm Key= aC10.1uF50%47625C20.01uFRS TDI ST HRT RICO NV CCG NDO UT13555_VIRT UAL可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结图（二）555 定时器组成的振 荡电路可编辑资料 - - - 欢迎下载精品
3、名师归纳总结（2） 计数器 / 译码安排器计数器是用来累计和寄存输入脉冲个数的时序规律部件. 在此电路中采纳十可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结进制计数 / 分频器 4017, 它是一种用途特别广泛的电路 . 其内部由计数器及译码器两部分组成 , 由译码输出实现对脉冲信号的安排 , 整个输出时序就是 O0、O1、O2.O9 依次显现与时钟同步的高电平 , 宽度等于时钟周期 .4017 有 3 个输入端（ MR、CP0和CP1） ,MR 为清零端 , 当在 MR端上加高电平或正脉冲时 , 其输出 O0为高电平 , 其余输出端（ O1-O9 ）均为低电平 .CP0 和CP1是 2 个
4、时钟输入端 , 如要用上升沿来计数 , 就信号由 CP0端输入。如要用下降沿来计数 , 就信号由 CP1端输入. 设置 2 个时钟输入端 , 级联时比较便利 , 可驱动更多二极管发光 .4017 有 10 个输出端（ O0O9）和 1 个进位输出端 O5-9. 每输入 10 个计数脉冲,O5-9 就可得到 1 个进位正脉冲 , 该进位输出信号可作为下一级的时钟信号.由此可见 , 当 4017 有连续脉冲输入时 , 其对应的输出端依次变为高电平状态 ,故可直接用作次序脉冲发生器 .4017 的管脚仿真图如图（三）所示. 其测试电路及波形如图（四）图（五）所示 . 留意在用 multisim仿真软
5、件时 , 含有 CMOS时, 电源作 VDD.U13O 0214O 14CP0O 2137 CP1O 310O 41O 55O 66O 7915O 811M RO 912 O 5-94017BD图（三）4017的管脚仿真图可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结U1X LA13O 01214O 14CP0O 2137 CP1O 310V11000Hz 5VO 41O 55O 66O 7915O 811FCQTM RO 912 O 5-94017BD图（四） 4017的功能测试电路 图图（五）（3） 显示电路主要由发光二极管组成 , 当 4017 的输出依次输出高电平常 , 驱动发光二极
6、管也依次点亮 , 产生一种流淌变化的成效 . 发光二极管要求驱动电压小一点 , 一般在1.66V 左右, 电流在 5mA左右. 彩灯的循环速度由脉冲源频率打算 .R、C构成微分电路, 用于上电复位 . 如有爱好也可以把发光二极管换成颜色的彩灯 , 这样循环直民来就更好看了 . 整机电路如图（六）所示 .可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结VCC可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结R11kohmR31kohm4RST7VCC5V8U131513M RCP114CP0U24017BDC21uFR4300ohm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结R21kOhm62
7、550%DIS T HR T RICO NO UTO5-9O912OO8711 9OOO654651O 310 7OOO210423可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结Key = aC10.1uFC30.01uFG ND1555_V IRTUALLED1 LED2LED10LED3LED4LED5LED6LED7LED8LED9可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结彩灯循环掌握器图（六）VCC可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结R11kohmR21kohm4RST7VCC5V8U131513M RCP114CP0U34017BDC31uF可编辑资料 - - -
8、 欢迎下载精品名师归纳总结R31kOhm62550%DIST HR T RICO NO UTO5-9O912OOO8761196OOO54351107OOO210423可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结Key = aC10.1uFC20.01uFG ND1555_V IRTUALX12.5 VX22.5 VX32.5 VX4X72.5 VX92.5 V2.5 VX10可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2.5 VX52.5 VX62.5 VX82.5 V可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结彩灯循环掌握器（彩灯显示）方案二1、电路组成该循环掌握电路由 555
9、 定时器、同步 4 位二制计数器 74163 和 4 线 16 线译码器/ 安排器 74154 组成.2、电路原理与实现电路中 555 定时器组成多谐振荡器 , 输出肯定频率的矩形脉冲 .74163是同可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结VCCR45V300ohmU2R11kohm1 CL RU391 L O AD08U1214VCC10153R3RSTENTRCO21kohm74733O UT26ENPCL K5DIS462T HR314235Q A7T RIAAR21kOhm Key = a4132265Q B850%B12B7CO N5219G NDCQ C61120C8Q
10、D1555_V IRTUALDD10974163N1110C10.1uFC30.01uF13111412151318& G 116141917 G 2 1574154N由555 定时器、74163 同步二进制计数器、74154 （4线-16 线）译码器组成的循彩灯整体电路说明：电路中555 定时器组成多谐振荡器，输出肯定频率的矩形脉冲。74163 是同步4位二进制计数器， 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。通过4线-16 线译码器74154 ，其16条输出线根据74163 所加的二进制数依次变成低电平，哪条输出线为低
11、电平，与它相连的发光二极管就亮。因任一时刻，只有1 个发光二极管亮，故全部16个发光二极管只接1 个限流电阻。步 4 位二进制计数器 , 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 00001111 之间循环变化 . 通过 4 线 16 线译码器 74154, 其 16 条输出线根据 74163 所加的二进制数依次变成低电平 , 哪条输出线为低电平 , 与它相连的发光二极管就亮 . 因任一时刻 , 只有 1 个发光二极管亮 , 故全部 16 个发光二极管只接 1 个限流电阻 . 该电路的 16 个发光二极管如组成一个环状, 就发光二极管依次点亮时
12、 , 就像一个光环在滚动一样 , 可用在灯光布置或装饰上. 其整体电路设计与仿真如图（八）所示 .图（八）方案三：1、电路组成：该电路是由 555 定时器、 12 位二进制计数器 4040 和 3 位二进制译码器74LS138组成.2、电路原理与实现4040 是 12 位异步二进制计数器 , 它仅有 2 个输入端 , 即时钟输入端 cp 和清零端 CR.输出端为 Q0-Q11. 当清零端 MR为高电平常 , 计数器输出全被清零。当清零端 MR为低电平常 , 在 CP脉冲的下降沿完成主数 .74LS138 是 3 线-8 线译码器 , 具有 3 个的址输入端 A、B、C 和 3 个选通端G1、G
13、2B、G2A以及 8 个译码器输出端 Y0-Y7.用 555 定时器组成多谐振荡器 , 输出频率为 f=101HZ. 由 4040 分频后, 低 3可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结位 Q2、Q1、Q0的输出分别接在 74LS138译码器的 C、B、A3 端. 从而使其输出端Y0-Y7 驱动的发光二极管次序循环亮与灭 .R2VCC可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结R110kohmR310kohm4RST76DIS2T HR TRI5VCC5V8U33O UTU110 CP11M R9O 07O 16O 25O 33O 42O 5300ohmU2115Y02A14Y1
14、3B13Y2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结CO NG ND1C3555_V IRTUAL4C12O 6Y31311O 7Y4126&10O 8Y5G 1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结C10.47uF0.01uF14O 915O 10149 G 2AY657 G 2BY7可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结4040BDO 1174LS 138D可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结由555定进器、 4040（ 12位异步二 进制计数器）、 74LS138 组成的彩灯循环电路说明： 4040是12位异步二进制计数器 ，它仅有2个输入端，即时
15、 钟输入端cp 和清零端 CR 。输出端为Q0- -Q11。当清 零端MR 为高电平常，计数 器输出全被清零。当清零端MR 为低电平常，在 CP 脉冲的下降沿完成主数。555定时器中，输出 频率=1.43/R1+2R3C 。从而可调剂输出频率的大小。可掌握彩灯闪的快慢程度。仍可 以从ABC 的连接来掌握，连最 低端闪的快 ，连最高端闪的慢。二、设计课题1、题目彩灯循环掌握器的设计与制作2、设计任务1） 彩灯能够自动循环点亮2） 彩灯循环显示且频率快慢可调.3） 该掌握电路具有 8 路以上的输出 .3、设计要求1） 元器件及参数挑选 .2） 电路仿真与调试4、编写设计全过程 , 附上有关资料和图纸及心得体会.5、答辩在规定的时间内 , 完成表达并回答提问 .可编辑资料 - - - 欢迎下载