简易彩灯控制电路课程设计

1、目录摘要1设计要求1.设1计课题1.主2要内容.技3术要求2系统组成及工作原理.系1统组成框图.工2作原理分析3电路方案设计.电1路图设计4单元电路设计.时1钟脉冲产生电路.分2频电路的工作原理.状3态机电路.移4位输出电路.桥5式整流电路发6光二级管结束语致谢参考文献附录附录1:元器件清单附录2：输出状态编码附录3元件引脚图附录4：元件功能表附录5：总设计图.简易彩灯控制器电路简易彩灯控制器电路 设计要求设计课题题目：简易彩灯控制器电路主要内容1.2阅.读1相关文献。1.2学.习2电子制图软件的使用。1.2学.会3整理和总结设计文档报告。1.2学.会4如何查找器件手册及相关参数。技术要求1.

2、3要.求1电路能够控制8个以上的彩灯。1.3要.求2彩灯组成四种以上的花形，每种花形连续循环两次，各种花形轮流显示。系统组成及工作原理.1系统组成框图把四花型彩灯设计分为几个独立的功能模块进行设计,每一个模块完成特定的功能,再把它们有机的组织起来构成一个系统完成彩灯控制器的设计。系统可由四个模块组成，它们分别是：时钟产生电路、分频电路、移位显示电路、状态机电路。设计框图如图2.所1示：图2-1设计框图第一部分，由55定5时器构成时钟振荡电路，产生固定频率的脉冲；第二部分，由四位二进制计数器组成分频电路，为触发器提供时钟，为状态机提供时钟；第三部分，采用双触发器组成状态机电路，实现四种花样的轮流

3、显示；第四部分，采用双向移位寄存器组成移位输出电路。2工作原理分析由55定5时器构成的时钟振荡电路产生固定频率的脉冲，一方面作用于由组成的分频电路，一方面作用于由构成的移位输出电路，为他们提供时钟信号。由于是分频计数器，故每十六个脉冲进位一次致使触发器翻转一次，而触发器的脚连接的是触发器的脚，实现了的分频和的分频。所以平均翻转两次而翻转一次。集成移位寄存器由个触发器及他们的输入控制电路组成，其中S和S是两个控制输入端。双口触发器的输出端改变SS的值，实现左右移动控制。可组成左移，右移；右移，右移；左移，左移;右移，左移四种花型。每十六个脉冲每种花型恰好循环两次，而此时D触发器翻转，转换为下一种

4、花型。电路方案设计3.1电路图设计将各单元电路组织起来就得到了系统电路图，如附录F所示。本电路图设计简单、结构清晰，可分为时钟产生电路、分频电路、移位显示电路、状态机电路。定时器构成时钟电路，由四位二进制计数器组成分频电路，由双向移位寄存器和发光二极管组成移位显示电路，双触发器构成状态机电路。单元电路设计1时钟脉冲产生电路用定时器构成多谐振荡路图如图4.所1示NE55定时器构成的多谢振荡器图用定时器构成多谐振荡路图如图4.所1示NE55定时器构成的多谢振荡器图41由一个周期性的矩形脉冲。电VCR电路由电阻分压器、电压比较器、基本触发器、放电管和输出缓冲器5个部分组成。它的各个引脚功能如下：脚：

5、（或）外接电源负端或接地，一般情况下接地。脚：（或）外接电源，双极型时基电路的范围是型时基电路的范围为1一般为V脚：（或）或输出端。脚：低触发器。脚：高触发器。脚：是直接清零端。当端接低电平，则时基电路不工作，此时不论、处于何电平，时基电路输出为“”，该端不用时应接高电平。脚：或为控制电压端。若此端外接电压，则可改变内部两个比较器的基准电压，当该端不用时，应将该端串入一只电容接地，以防引入干扰。7脚：外放电端。该端与放电管集电极相连，用做定时器时电容的放电。电阻分压器由三个的等值电阻串联而成。电阻分压器为比较器1提供参考电压，比较器的参考电压为，加在同相输入端的参考电压比较后，其结果作为基本触

6、发器端的输入信号;低电平触发信号加在的同相输入端，与反相输入端的参考电压比较后，其结果作为基本触发器端的输入信号。基本触发器的输出状态受比较器1的输出端控制。接通电源后，电容c被充电，当2管脚处的电压上升到2V时，使V为低电平，同时放电三极管T导通，此时电容C5通过R2和T放电，V下降。当V下降掉V时，V翻转为高电平。振荡器的振荡频率为分2频电路的工作原理图引脚图是位二进制同步加计时器。其用脚是异步清零端，脚是预置控制端，是预置数据输入端，是预置数据输入端，和脚是计数控制端。（1异）步清零：当1脚接低电平时，不管其他输入的状态如何，计数器直接清零。（2同）步并行预置数；在1脚接高电平的条件下，

7、当9脚接低电平且有时钟脉冲时输入端的数据分别被所接收。保持：1和9脚同时接高电平，两个记数使能端有一个接低电平时，不管有无脉冲，记数器都保持原状态不变（。4记）数：当1,7,管9脚,都1接0高电平时，计数器处于记数状态。当时钟电路产生个脉冲时，计数器进位端进1促使触发器翻转或截止。3状态机电路脚连接，从而实现的分频和的分频。D触发器为上升沿出发，当脉冲由低电平变为高电平时，D触发器发生翻转。本电路中，假设开始时的5脚为高电平，则的脚也为高电平，分频电路拍进位一次，促使触发器发生翻转使5脚变为低电平则的脚也变为低电平。当分频电路经过第二个6白时，再次进位，的5脚为高电平而此时的脚也再次变为高电，

8、此过程中经历了一个上升沿触发，翻转一次，从而实现四种花型的轮流变换。4移位输出电路图4-4移位输出电路电路图集成移位寄存器由个触发器及他们的输入控制电路组成，其中S和S是两个控制输入端、BC是并行输入端。如表1所示，他们的状态组合可以完成四种控制功能，其中左移和右移两项是串行输入，数据是分别从左移输入端7引脚和右移输入端2引脚送入寄存器中的。1引脚为异步清零。如图本电路中要求移位过程中数据不丢失，故采用将移位寄存器的最高位输出端15脚和最低位输入端2引脚连接以及让移位寄存器的最低位输出端1引脚和最高位输入端7引脚连接。，形成环形计数器。从而实现四种花型的循环输出。表1741双9向4移位寄存器控

9、制端的逻辑功能1拄制管弓完成的功能ISIso|00保持I01右移110左移并行输入5桥式整流电路桥式整流电路电路图桥式整流电路电路具有将双向的交变电压变换为单向的脉动电压的功能，可以将从电路中输入的交流电变成直流电，是使用最多的一种整流电路。这种电路，只要增加两只二极管口连接成桥式结构，便具有全波整流电路的优点，而同时在一定程度上克服了它的缺点。以上满足了我们提高变压器利用率并降低整流管最大反向电压的要求，实现了二极管整流输出的最佳性能。需要特别指出的是，二极管作为整流元件，要根据不同的整流方式和负载大小加以选择。如选择不当，则或者不能安全工作，甚至烧了管子；或者大材小用，造成浪费。另外，在高

10、电压或大电流的情况下，如果手头没有承受高电压或整定大电滤的整流元件，可以把二极管串联或并联起来使用。发6光二级管发光二极管简称为。由镓（）与砷（S磷（）的化合物制成的二极管，当电子与空穴复合时能辐射出可见光，因而可以用来制成发光二极管，在电路及仪器中作为指示灯，或者组成文字或数字显示。磷砷化镓二极管发红光，磷化钾二极管发绿光，碳化硅二极管发黄光。它是半导体二极管的一种，可以把电能转化成光能；常简写为E发光二极管与普通二极管一样是由一个结组成，也具有单向导电性。当给发光二极管加上正向电压后，从区注入到区的空穴和由区注入到区的电子，在结附近数微米内分别与区的电子和区的空穴复合，产生自发辐射的荧光。

11、不同的半导体材料中电子和空穴所处的能量状态不同。当电子和空穴复合时释放出的能量多少不同，释放出的能量越多，则发出的光的波长越短。常用的是发红光、绿光或黄光的二极管。发光二极管的核心部分是由型半导体和型半导体组成的晶片，在型半导体和半导体之间有一个过渡层，称为N吉。在某些半导体材料的结中，注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转换为光能。结加反向电压，少数载流子难以注入，故不发光。这种利用注入式电致发光原理制作的二极管叫发光二极管，通称E当它处于正向工作状态时（即两端加上正向电压），电流从阳极流向阴极时，半导体晶体就发出从紫外到红外不同颜色的光线，光的

12、强弱与电流有关。结束语一周的课程设计，使自己收获很多，加深了对书上及老师所讲知识的理解。在本次电子课程设计的学习和研究过程中我感觉受益很深，不但让我懂得了许多理论知识，更给了我一个理论联系实际的机会，让我学到了许多书上学不到的东西。设计电路关键在于对设计要求的理解分析以及对基本电路相关知识的熟练掌握。设计电路时，将总体的功能分成若干个功能单元来实现，是简化电路设计思路的很好方法；且搞清各个模块的功能与实现要求操作的具体方法，对电路故障的检查也是很有帮助。通过这次电子课程设计，我学到了很多东西，如查找资料，设计比较，从各种图中提取所需。此外，这次课还让我们学到很多，也吸取了很多教训。以前感觉考试

13、考得高分就是学到知识了，当真正自己动手去做时才认识到自己犯了多大的错误。在画原理图是需要用到，这有力的巩固了我们本学期刚学完的知识。理论学得再好如果不能用到实践中去等于没学。通过此次的课程设计，真正提高了我们动手能力，学会获取资料，活跃了自己的思维，巩固了我们所学的知识。最后，感谢此次课程设计过程中一直给予我们支持与帮助的老师们，感谢您们的耐心指导！致谢我从这次的设计中感受到了坚持的重要性，做事情不能轻言谈放弃，虽然过程不顺利，但是只要我们能坚持，朝着自己既定的目标前进，就一定会走到终点。一点小小的挫折实际上是在为最后的美景做铺垫，当我们守得云开见月明的时候，就会发现，沿途的曲折其实是在考验我

14、们的目标是否坚定。坚持下来，我们会收获丰硕的果实。电子课程设计，不仅让我们的知识更加牢固，还让我意识到我们所学的知识可以与生活紧密的联系起来。这让我对自己有了更多的信心，因为我们在大学里面不是混日子，而是在学习真正对我们的生活有帮助的知识和能力。一个小小的课程设计，却让我有了大大的希望。我会更加珍惜现在这么好的学习环境，努力学习知识，让自己在激烈的社会竞争中立足，也把自己所学的知识运用到生活实际中来回报社会。最后再次感谢老师和同学们的无私的帮助，希望老师们工作顺利、身体健康，同学们的学习生活更上一层楼。参考文献何小艇电子系统设计浙江大学出版社年月姚福安电子电路设计与实践山东科学技术出版社年月王澄非电路与数学逻辑设计实践东南大学出版社年月李银华电子线路设计指导北京航空航天大学出版社年月康华光电子技术基础高教出版社年附录附录1:元器件清单元件种类数量2个非门4个1个2个1个电阻1个电阻1个电阻8个发光二极管8个整流桥1个电容1个电容1个电容1个电容2个电容1个附录2：输出状态编码四种花型如下：花型一：四个灯为一组，两组均从右向左亮起，再从右向左灭掉。花型二：四个灯为一组，两组均向中间亮起，再从两边向中间灭掉。花型三：四