多功能流水灯设计优化

1、数字电路课程设计报告书课题名称多功能彩灯控制姓名曾桂星学号2010347109院、系、部专业103通信指导教师2011年 12月20日多功能彩灯控制1设计目的熟悉集成电路的引脚安排。掌握各芯片的逻辑功能及使用方法。了解彩灯控制器的组成及工作原理。熟悉彩灯控制器的设计与制作。2设计思路设计彩灯控制器电路。设计可预置时间的定时电路。设计彩灯控制器。3设计过程3.1设计框图基本原理设计框图如下图(1)所示电源定时器十进制计数器/分频器*光源电路3.2电路设计设计的流水灯原理电路图如上图(图1)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，本次选用的脉冲发生器是由NE555

2、 与R2、R3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的阻值较打， 所以有较大的速度调节范围。灯光流动控制器由一个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(Q0Q9)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的10个输出端Q0Q9相连，当Q0Q9 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，即实现正向流水或逆向流水的功能。电源电路采用

3、电容降压，二极管整流和稳定管稳压的供电方式，直流工作电 压由稳压管的稳压值决定。本次设计电路所采用的电源为5V。3.12电路修改本次所讨论的流水灯的电路时单向流动的，而在现实生活中，这种电路往往 不能满足社会要求，所以对图1中的电路进行了改进，实现了流水灯多向流动的 功能。图2所示即为多功能流水灯的电路图。电路的工作原理与图1中电路的工作原理完全相同，只是流水灯的流向发生 了改变。在图2电路中留水灯的流向为：CD4017的3, 2, 4, 7脚的高电平使4 个发光二极管依次向右发光。1，5, 6脚的高电平使后5个发光二极管由中心向 两边散开发过。4系统调试与结果（1）检查电路设计的原理图即导线

4、的链接，并确定导线的链接与电路原理图一 致。（2）检查导线的链接，并检查导线是否断路，根据电路原理图，用数字万用表 打到合适的档位，测试各导线对应的按点是否导通。（3）检查试验仪器和器材是否完好，电源5V直流电压输出正常。发光二极管全 部可以正常发光，电阻和电容全部正常，电位器可以正常调节。芯片CD4017和 定位器NE555工作正常。当按下电源，流水灯可以正常顺畅的流动，完成上述步骤后，接通电源，实现现象为：在电路没有改进之前，流水灯只有正向或逆向的流水功能，在电路改进之后， 流水灯具有正向和中间向两边的多向流水功能，进一步改进电路之后，流水灯具 有多向流水功能测试并分析：电路连接后，试验现

5、象均正常，在控制流水灯的正个过程中，CD4017的输 出端起到至关重要的作用，用CD4017的输出端将输入脉冲按输入顺序依次分 配，同过电阻将脉冲传送给发光二极管，使发光二极管发光。在控制流水灯的流 向同时只要改变电阻与发光二极管的链接顺序即可，且各种发光方式可按自己需 要进行具体组合。至此，多功能流水灯的设计，调试与试验成功。5主要元件集成电路CD40171片NE5551 片电 阻200Q 9个，1KQ 2个电 容 1uF1 个，220uF1 个，1031 个，1041 个其 它 发光二极管一9个，滑动变阻200KQ 1个6设计体会我认为，多功能流水灯的设计课题参考了对数字逻辑电路知识的理解和应 用。如试验中的十进制脉冲分配器CD4017和NE555定时器的应用，进一步强 化和巩固了理论知识的学习。理论和实践相结合，从而更好的掌握了所学的知识， 达到学为所用的目的。参考文献康华光.电子技术基础M.北京：高等教育出版社，1999年彭华林等编.数字电子技术M.长沙：湖南大学出版社，2004年金唯香等编.电子测试技术M.长沙：