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1、电子技术课程设计彩灯控制电路学院：太原科技大学华科学院专业、班级：电气 062203H 姓名：贾秀娟学号：200622050315 指导教师：黄庆彩 2008年1月名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 16 页 -2 目录一设计任务与要求（1）二总体框图（1）三选择器件（5）四功能模块（11）五总体设计电路 (12)六设计心得体会(13)名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 16 页 -3 简易彩灯控制电路一、设计任务与要求控制 8 个不同颜色的彩灯依次由暗变亮，若 8 个都亮后，维持一段时间，然后熄灭，此后不断重复上述过程。二、总体框图彩灯控制
2、电路由三个模块构成，显示电路秒脉冲电路和维持电路。秒脉冲电路全程为电路提供矩形波信号使彩灯定时发亮；显示电路为维持电路提供电源：维持电路在显示电路部分提供电源的情况下为电路提供一段较长的高电平，使彩灯在全部变亮后保持一段时间。同时结合显示电路部分所带元件（主要是74LS194）的性质，使彩灯从右到左依次由暗变亮，亮后维持一段时间，然后熄灭，并且不断重复。1秒脉冲电路名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 16 页 -4 图 1、秒脉冲电路本电路秒脉冲电路由一个集成的555 定时器够成，当电源接通后，VCC 通过对 R1 R2向电容器充电。电容上得到电压按指数规律上升，当电
3、压上升到 2/3VCC时，输出电压 V0为零，电容器放电。当电压下降到1/3VCC时，输出电平为高电平，电容器放电结束。这样周而复始形成了振荡。2彩灯维持电路图 2、彩灯维持电路名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 16 页 -5 当第八个等变亮时，使 555定时器产生高电平。当八个等全变亮后，使得彩灯维持一端时间，555 定时器保持高电平的时间就是彩灯变亮后维持的时间。555定时器不在提供高电平是彩灯熄灭，通过调整R6 R4改变 555 定时器保持高电平的时间。3控制显示电路图 3、控制显示电路体现 8 个不同颜色彩灯由暗变亮，不断重复，闪烁发光。三、选择器件（主要：
4、555 定时器 74LS194）1、555 定时器 555 定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。555 定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。它也常作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制等方面。555 时基电路有双极型和 CMOS 型两种。LM555/LM555C 系列属于双极型。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页，共 16 页 -6 优点是输出功率大，驱动电流达 200mA。而另一种 CMOS 型的优点是功耗低、电源电压低、输入阻抗高，但输出功率要小得多，
5、输出驱动电流只有几毫安。双极型定时器 CB555是由比较器 C1和 C2、基本 RS触发器和集电极开路的放电三极管 TD三部分组成。555 定时器引脚图如下所示：图 4、555 引脚图555 引脚图介绍如下1 地(GND)2 触发(TR),是下比较器的输入3 输出(OUT),有 0 和 1 两种状态,它的状态由输入所加的电平决定4 复位(R),叫上低电平(0.3V)时可使输出端为低电平5 控制电压 (CV),可以用来改变上下触发电平值6 门限(阈值）(TH),是上比较器的输入7 放电(DIS),是内部放电管的输出,它有悬空和接地两种状态,也是由输端的状态决定8 电源电(VCC)555 定时器的
6、内部逻辑电路如下图所示：名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 6 页，共 16 页 -7&1Vc c (8)CO(5)TH(6)TR(2)D(7)R (4)OUT(3)dRRRQQ图 5、555内部原理图上图中 TR为低触发端，TH为高触发端，Rd为清零端，CO为控制电压端，D是放电端，OUT 是输出端，Vcc 是电源端。555 定时器的逻辑功能表：表 1 555 逻辑功能表输入输出0XX0导通10导通1不变不变11截止11截止2、74LS194 移位寄存器 74LS194由 4 个触发器和它们的输入控制电路组成。SR为数据右移串行输入端，SL为数据左移串行输入端，A 到 D为数据
7、并行输入端，QA到QD为数据并行输出端，CLR为移步清零输入端，S0S1为工作状态控制端。DR1IV2IVOVDTCCV32CCV32CCV32CCV32CCV31CCV31CCV31CCV31名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 7 页，共 16 页 -8 图 6、74LS194逻辑符号表 274LS194逻辑功能表名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 8 页，共 16 页 -9 图 7、74LS194内部原理图四、功能模块1秒脉冲电路名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 9 页，共 16 页 -10 图 8、秒脉冲发生电路本电路秒脉冲电路由一个集成的55
8、5 定时器够成，当电源接通后，VCC 通过对 R1R2向电容器充电。电容上得到电压按指数规律上升，当电压上升到 2/3VCC时，输出电压 V0为零，电容器放电。当电压下降到1/3VCC时，输出电平为高电平，电容器放电结束。这样周而复始形成了振荡。脉冲发生器由 NE555与 R1，R2，RP，C1，C2组成的多谐振荡器组成,它是为灯光流动控制器提供流动控制脉冲的，多谐振荡器的振荡频率可根据所需要的灯光流动速度，通过RP进行调节，由于 RP阻值较大，所以有较大的调速范围。Multism2001 的仿真结果如下图所示：图 9、秒脉冲控制电路名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 10 页，
9、共 16 页 -11 图 10、秒脉冲波形图2彩灯维持电路：图 11、维持电路当第八个等变亮时，使 555定时器产生高电平。当八个等全变亮后，使得彩灯维持一端时间，555 定时器保持高电平的时间就是彩灯变亮后维持的时间。555定时器不在提供高电平是彩灯熄灭，通过调整R6 R4改变 555 定时器保持高电名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 11 页，共 16 页 -12 平的时间。仿真结果图如下：图 12、彩灯维持电路图 13、彩灯维持电路波形图名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 12 页，共 16 页 -13 3控制显示电路图 14、显示控制电路体现 8 个不同颜色
10、彩灯由暗变亮，不断重复，闪烁发光。全亮后维持一段时间。仿真结果图如下：名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 13 页，共 16 页 -14 图 15、显示控制电路仿真图五、总体设计电路图图16、总设计电路图接通电源,由555组成的多谐振荡器产生脉冲信号，通过LS194寄存器移位，使输入的二进制代码译成对应的输出高电平信号，只灯泡依次由暗变亮，当第八个灯变亮时由 555组成的维持电路给电路提供一个持续高电平使八个灯维持一端时间。间低电平出现时，彩灯全灭。上述步骤重复循环，从而实现任务要求。Multism2001 的仿真结果如下图所示：名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第
11、14 页，共 16 页 -15 图 17、总设计电路仿真图六、设计心得体会这次电子技术课程设计历时两个星期，在整整两星期的日子里，可以说是苦多于甜，但是可以学到很多很多东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。以前上课的时候，老师经常强调在设计一个电路的时候，一定要事先把设计原理方框图画出来，但是我开始总觉得这样做没必要，很浪费时间。但是，这次课程设计完全改变了我以前的那种错误认识，我接触的那些电路都是很短、很基础的，但是在课程设计中碰到的那些需要很多芯片才能完成的任务，画设计方框图是很有必要的。因为通过设计方框图，在做设计的过程中，我们每一步要做什么
12、，每一步要完成什么任务都有一个很清楚的思路，而且在实验测试的过程中也有利于查错。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 15 页，共 16 页 -16 其次，以前对于课程设计还处于一知半解的状态，但是经过这一次的课程设计，对于怎么去排错，查错，怎么去看每一步的运行结果，怎么去了解各个器件的功能我有了很大的提高。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合的重要性，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，从而提高自己的实际动手能力和独立思考能力，才能真正为社会服务。在设计的过程中遇到的问题，可以说是困难重重，这毕竟是第一次做的，难免会遇到各种各样的问题，从这次课程设计中我看到我的不足之处，对自己学过的知识还没有很深刻的理解和掌握。这次课程设计终于顺利完成，在设计中遇到了很多问题，最后在老师的帮助下，困难都很快的解决了。在此我对老师表示深深的感谢，同时我也对所有帮助过我的同学们表示感谢！名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 16 页，共 16 页 -