数字电子技术课程设计(心形流水灯)

数字电子技术课程设计(心形流水灯)

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电子技术课程设计报告业级号

设计题目：基于555的心形流水灯

专

班

学

学生姓名

指导教师

2

录、设、NE555定NE555NE555、CD4017设计硬电时的基脉引计框件路电特本冲脚目电及路应分属路应NE555用配设简电器路（定时

目录、设、NE555定NE555NE555、CD4017设计硬电时的基脉引计框件路电特本冲脚目电及路应分属路应NE555用配设简电器路（定时

1

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1.1

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2

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.2.2CD4017、电电实背、CD4017的电路路物面元的内路原仿布件逻部工理真线清辑结作功原

性……………….5.2.2CD4017、电电实背、CD4017的电路路物面元的内路原仿布件逻部工理真线清辑结作功原

2

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、、铺门面装饰、家居装潢、城市墙壁更是随处可见，在各种娱乐场所、店与此同时，

定时器构成时基电路，给相关芯片（NE555、CD4017）的具体功能，引脚设计过程中需要了解实心验得调体试与、、铺门面装饰、家居装潢、城市墙壁更是随处可见，在各种娱乐场所、店与此同时，

定时器构成时基电路，给相关芯片（NE555、CD4017）的具体功能，引脚设计过程中需要了解实心验得调体试与分

5

析…………

…..8

6

会…………

………………97、参考文献…………………….....10

1、设计目的随着电子技术的快速发展尤其是数字技术定等特点得到普遍的应用。的突飞猛进，多功能流水灯凭着简易，高效，稳

属于自己的城市文明，还有一些城市采用不同的流水灯打造前，多功能流水灯的种类已有数十种，塑造自己的城市魅力。如家居装目

设计具有相当的代表性。饰灯、店铺招牌灯等等。所以，多功能流水灯的图案的功能，多功能流水灯，主要考察了数字电路中一些编码译就是要具有一定的变化各种码、计数器原理，其他的电路提供时序脉冲，555

耐心。图，真值表，认真布局，在连接过程中更要细致

1.1设计框图

5

定时器光源电路(TimerIC)发布，在当时是唯一非大定时器光源电路(TimerIC)发布，在当时是唯一非大约在1971年由30路年來管近年來CMOSIC如MOTOROLA

是属于555的其中的

555少数的电阻和电容，是一个用途很广且相当普遍的计时便可产生数位电路所需的各IC，只需十进制计数的依然正常的在市场上供应，尽管新版MC1455已被大技术版本的量的使用，但原规格的TimerIC在功能NE555

电源器/分频器

图（1）设计框图

2、硬件电路设计

2.1NE555电路及应用2.1.1定时电路NE555简介

SigneticsCorporationNE555非常普遍被使用，常快速且商业化且延伸出许多的应用电TimerIC，在往后的，尽

到目前上有部份的改善，可直接的代用。但其脚位劲能并没变化，所以一种型号，NE555系列555IC系列的计的接脚功能及运用都是IC度、省电、可产生的振荡频率也不大相同；而相容的，只是型号不同的因其价格不同其稳定

种不同频率之脉波讯号。

6

其延时范围极广，可由几微秒它的操作电源范围极大，可与也就是它的输出准位及输入触发准TTL，CMOS等位，均能与这些逻辑系列的高、低态组合。

它的计时精确度高、温度稳定度佳，且价格2.1.3NE555VCC8VCCRSTDIS6

2CONGND115%210nF其输出端的供给电流大，可直接推动多种自

基本应用电路（定时器）其延时范围极广，可由几微秒它的操作电源范围极大，可与也就是它的输出准位及输入触发准TTL，CMOS等位，均能与这些逻辑系列的高、低态组合。

它的计时精确度高、温度稳定度佳，且价格2.1.3NE555VCC8VCCRSTDIS6

2CONGND115%210nF其输出端的供给电流大，可直接推动多种自

基本应用电路（定时器）U2OUTTHRTRILM555CM31.的振荡延时作用。只需简单的电阻器、电容器，即可完成特定至几小时之久。逻辑闸配合，2.

动控制的负载。3.便宜。4.

VCC5V

R12kΩ4

7

5

5R2

500kΩKey=A

3C2C110nF

0

定时器由一块时基集成电路NE555和C1、C2、R1、R2等组成（其中C1为延时充电电容，C2为抗干扰隔离电容，R1、R2为延时充电电阻，而

7

R2又为放电电阻）。通电后，因电容C1两端电压不能突变，2脚的电压为低电平，集成块NE555的内部触发器被置位，3脚输出高电平。同时，由于电源经电阻R1和R2向C2充电，使6脚和2脚的电压不断提高，当电位上升到VCC的2/3时，集成块NE555的内部触发器被复位，3脚的输出电压翻转为低电平。同时集成块NE555内部的放电管导通，即7脚通过内部的放电管和1脚相通，C2上储存的电荷就通过R2、7脚放电，使6脚和2脚的电压不断下降，当电位降低到VCC的1/3时，集成块NE555的内部触发器被置位。同时集成块NE555内部的放电管截止，7脚被悬空，电源又通过R1、R2向C2充电，使6脚和2脚的电压不断提高……如此，周而复始，形成振荡。输出端的高电平维持时间取决于电容C2的充电时间常数，输出端的低电平维持时间取决于电容C2的放电时间常数。由于R2≥R1，故可以认为f放≈f充，目的是减小彩灯熄亮交替的时间间隔的差异。如用作其他情况，需要调整R1、R2、C2的参数。综上分析，3脚始终处于高电平和低电平的二进制变化状态，故此电路又称为无稳电路。

8

CP0O0

O2MRO31

CP0O0

O2MRO31

O7

12~CP1O1

10

5694

11的矩形脉冲的周期为：T=0.7*（R1+R2）*C。高电平暂稳态的持续时间为：T1=0.7*（R1+R2）；低电平的暂稳态持续时间为：T2=0.7R2*C。占空比：q%=R1/(R1+R2)

2.2、脉冲分配器CD40172.2.1CD4017引脚属性

U1143132

157O4O5O6

O8O9

~O594017BD_10V

1脚：第5输出端2脚：第1输出端3脚：第0输出端，电路清零时，该端为高电平4脚：第2输出端5脚：第6输出端

9

6脚：第7输出端7脚：第3输出端8脚：电源负极9脚：第8输出端10脚：第4输出端11脚：第9输出端12脚：级联进位输出端，每输入10个时钟脉冲时，就可以得到一个计数器的时钟信号13脚：时钟输入端，脉冲输入端，脉冲下降沿有效14脚：时钟输入端，脉冲上升沿有效15脚：清零输入端，在该管脚加高电平或正脉冲时，CD4017计数器中，各计数单元输出低电平“0”，在译码器中，只有对应“0”状态的输出端3脚为高电平16脚：电源正极，可以使用3～18V直流电源供电

2.2.2CD4017的逻辑功能

当复位端R加上高电平和正脉冲时，除输出端Q0为高电平“1”外，其余输出端即Q1~Q9

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均输出低电平“0”。当时钟输入端EN接地时，CP端对输入时钟脉冲的上升沿计数；当时钟输入CP接高电平时，EN端则对时钟脉冲的下降沿计数，设置这两个输入端是为了级连时更加方便Q0~Q910个输出端的输出状态分别与输入的时钟脉冲个数相对应。例如，如果计数从0开始，则输入第1个时钟脉冲时，Q1就变为高电平；输入第2个时钟脉冲时，Q2为高电平，以此类推，直至输入第10个脉冲，就回复到Q0为高电平。同时进位端CO就输出1个进位脉冲，作为下一级计数器的时钟信号。R为复位端输入，也称清零端，当R输入高电平时，电路复位，即输出端Q0为高电平，Q1~Q9为低电平

2.2.3CD4017的内部结构：

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3、电路工作原理设计的多功能流水灯原理电路图如下图所示。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，本文选用的脉冲发生器是由NE555与电阻及电容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的阻值较大，所以有较大的速度调节范围。灯光流动控制器由一个十进制计数脉冲分配器CD4017和若干电阻组成。

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U1VCCVCCRSTO515THRTRICONGND555_VIRTUAL500¦¸GNDLED1A111OUTDISO7

O98124017BP_10VR4GND1416GND3

O4

O6O8

U1VCCVCCRSTO515THRTRICONGND555_VIRTUAL500¦¸GNDLED1A111OUTDISO7

O98124017BP_10VR4GND1416GND3

O4

O6O8

VSS~O59GND133

154

56911CP0VDD

O1MRO2

101~CP1O0

O32

71024

15678916

3.2电路仿真图

VCC

5V

R222k¦¸

13R114500k¦¸Key=A50%12

R322k¦¸GND1uFC1

GND

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通过对电路原理进行分析，并在multisim软件下进行仿真可知，原理图正确无误，要求功能均能实现。并且在仿真软件下可以清晰地看到，控制流水灯流动速度的快慢主要通过调节滑动变阻器来改变555定时器的输出脉冲来控制。

3.3实物效果图

3.4布线图

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名称十进制计数/分配单稳态触发器器122K名称十进制计数/分配单稳态触发器器122K电阻2500K电位器11K电阻10.5K电阻11ｕF电容1发光二极管20电池盒11.5V干电池3数量1

序号编号1CD40172NE5553R14R25R36R47C28LED910

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万用版