彩灯循环控制器的设计与制作

定时定时实训三

彩灯循环控制器的设计与制作一、设计任务书1、题目彩灯循环控制器的设计与制作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）该控制电路具有8路以上的输出。3、设计目的通过本设计熟悉中规模集成电路进行时序电路和组合电路设计的方法握彩灯循环控制器的设计方法。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

计数译码驱动电路图（一）

显示电路2）方案论证与实现（1）振荡电路主要用来产生时间基准信（脉冲信号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信号的频率可调所以采用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。VCC1kohm

5V8

1kohm

476

RSTDIS

VCC

OUT

32

THR

TRI1kOhmKey=a

50%

5

CON

GND1

555_VIRTUAL0.1uF

0.01uF555

器组

的振荡路图（二）（2）计数器/译码分配器计数器是用来累计和寄存输入脉冲个数的时序逻辑部件此电路中采用十

40174017进制计数/分频器4017，它是一种用途非常广泛的电路。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分配，整个输出时序就O0、O1、O2….O9依次出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（）均为低电平。CP0和~CP1是2个时钟输入端若要用上升沿来计数则信号由端输入若要用下降沿来计数，则信号由~CP1端输入。设置2时钟输入端，级联时比较方便，可驱动更多二极管发光。4017有10个输出（—O9和1个进位输出端~O5-9每输入个计数脉冲~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，故可直接用作顺序脉冲发生器。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。注意在用multisim仿真软件时，含有时，电源作VDD。U1O

CP0CP1

OOO

OOOO

MR

OO

O4017BD图（三）的仿图

40174017U1

O0

32

11413

CP0~CP1

O1O2O3

4710V11000Hz5V

O4O5O6

15615

MR

O7O8O9

91112

FCQT~O5-94017BD图（四）的功能测试电图图（五）（3）显示电路主要由发光二极管组成，当的输出依次输出高电平时，驱动发光二极管也依次点亮产生一种流动变化的效果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决定。R、C构成微分电路，用于上电复位。如有兴趣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。

VCC5VC21uFR11kohm

U1

1514R31kohm

RST

VCCO

MR~O5-9O9

O8

O7

O6

O5

O4

O3

OO21

O0

U24017BD

R4300ohm

THR

12

11

9

6

5

1

10

7423R2

TRI1kOhmKeyaC10.1uF

50%

CONGNDC30.01uF

555_VIRTUAL

LED1LED2LED10

LED3LED4

LED5LED6

LED7

LED8

LED9图（六）VCCC3R1

U1

151314R2

RST

VCCOUT

~O5-99

8

7

6

5

4

~CP13

CP021

0

U3

HR

12

11

9

6

5

1

10

742R3a

50%

RICOGNDC10.1uF

C2

2.5

2.5

2.5

2.5

2.5

2.52.5

2.5

2.5

2.5彩循控制（彩显）方案二1、电路组成该循环控制电路由555时器、同步4位二制计数器和线—16线译码器/分配器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，输出一定频率的矩形脉冲74163是同

44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间循环变化。通过4—16线译码器74154，其条输出线按照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个发光二极管亮故所有16个发光二极管只接1个限流电阻该电路的16个发光二极管若组成一个环状则发光二极管依次点亮时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。VCC

R45V

300ohmU2R1

1

U31kohm

9

~CLR

18

U1

~LOAD

0

21R31kohmR21kOhmKey=aC10.1uF

50%

VCCRST7OUTDIS6THR2TRI5CONGND1C30.01uF

3555_V

10723456

RCOENTENPCLKQAAQBQCCQDD74163N

1514131211

23222120

ABCD

234567891011

34567891011131412151819

&~G1~G2

131415

161774154N由555定器、同二制计数器、（线）译组成的彩灯整体路说明：电时器成多谐振器，频率矩形脉冲同步位进制计数，当输入期性脉冲信号时，其出二进制数形式，并着脉冲号输入其循变化。线-16线译码器输出按照加的二进制次变成电平哪线为电平，与连的发极管亮。因一时刻，只发光二极亮，有16个发光二极管1个限流阻。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，它仅有个输入端，即时钟输入端和清零端CR出端为Q0---Q11当清零端MR高电平时数器输出全被清零；当清零端MR为低电平时，在CP脉冲的下降沿完成主数。74LS138是3线-8译码器，具有3个地址输入端A、B、C和3选通端G1、~G2B、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由4040分频后低3

位Q2、Q1Q0的输出分别接在译码器的CB、A3端。从而使其输出端Y0---Y7驱动的发光二极管顺序循环亮与灭。R2VCC300ohmR110kohm

5V

10

U18

U3

11

~RR310kohm

47625

RSTDISTHRT

VCCUT

3

976532

123

AB

U2

Y0Y1

151413CONND

4

C

Y2Y3

12C10.47uF

C30.01uF

1

555_VIRTUAL

13121415

645

&1~

Y4Y5Y6

11109710

~

Y7111

74LS138D4040BD由55定进器、（位进制）74LS138循路说4040是2位步进制，它2个入即钟入cp和。输端Q0---Q11。当零MR为电时，计器出全；当为低电平，在CP脉的降沿成数555定时器中，输出频。从可节输频的大