1、 数 字 电 路 七 彩 灯数 字 电 路 七 彩 灯 课 程 设 计 报 告课 程 设 计 报 告 题题 目：目：彩灯控制器彩灯控制器 院院 系系 专专 业业 学学 号号 学生姓名学生姓名 指导教师指导教师 数字电路课程设计报告数字电路课程设计报告 2 一、一、题目的要求和意义题目的要求和意义 1.1 1.1 题目：题目： 彩灯控制器 1.2 1.2 题目要求题目要求 使用 555 定时器产生一个 101Hz 的周期信号作为时钟信号 显示方式由 L1 到 L8 逐行递增点亮 1.3 1.3 意义：意义： 随着社会的发展彩灯在装饰上显得越来越重要。在现代家庭装饰中，灯具的作用已 经不仅仅局限于
2、照明，更多的时候它起到的是装饰作用。因此对灯具控制也越来越复杂， 它不仅涉及到安全省电，而且会涉及到材质、种类、风格品位等诸多因素。一个好的灯饰， 可能一下成为家庭装修的灵魂，让你的客厅或者卧室焕然生辉，平添几分温馨与情趣。所 以，灯饰设计显得尤为重要。 二、二、方案的论证和设计方案的论证和设计 2.1 方案的论证方案的论证 2.2.12.2.1 555555 组成多谐振荡器组成多谐振荡器：产生可调的频率 48-181HZ。由 CD4040 经分频后，高 三位 Q11、Q10、Q9 输出分别接在 74LS138 译码器的 C、B、A 三端。使其输出端 Y0 Y7 驱动的发光二极管呈现顺序循环亮
3、与灭。总电路图设计如下： 图 1 七彩灯电路 2.1.22.1.2 时钟脉冲电路：时钟脉冲电路： 在本电路中信号源由 NE555 定时器产生，NE 555 定时器是一种中 数字电路课程设计报告数字电路课程设计报告 3 规模集成电路，外形为双列直插 8 脚结构，体积很小，使用起来方便。只要在外部配上几 个适当的阻容元件，就可以构成史密特触发器、单稳态触发器及自激多谐振荡器等脉冲信 号产生与变换电路。 图 2、NE555 相关引脚图 输 入 输 出 TH TR dR VO Dis 3 2 VCC 3 2 VCC 3 1 VCC L H H H L H 不变 L 导通 截止 不变 导通 555 定时
4、器控制功能表 图 3、NE555 多谢振荡器 数字电路课程设计报告数字电路课程设计报告 4 相关参数计算： T=T1+T2=(+2) f=1/T 2.1.2.1.3 3 分频电路分频电路： CD4040是12位二进制串行计数器， 所有计数器位为主从触发器。 计数器在时钟下降 沿 进行计数，CR 为高电平时，对计数器进行清零。由于在时钟输入端使用斯密特触发器，对 脉冲上升和下降时间无限制。所有输入和输出均经过缓冲。 图 4、CD4040 相关引脚图 2.1.2.1.4 4 译码电路：译码电路： 74LS138 为 8 线译码器。其主要电特性的典型值如下： 74LS138 传播延迟时间 22ns
5、功耗 32mW 原理：当一个选通端（G1）为高电平，另两个选通端（/(G2A)和/(G2B)）为 低电平时，可将地址端（A、B、C）的二进制编码在一个对应的输出端以低 电平译出。 数字电路课程设计报告数字电路课程设计报告 5 图 5 74LS138 引脚图 引脚功能： A、B、C 译码地址输入端，G1 选通端 /(G2A)、/(G2B) 选通端（低电平有效） Y0Y7 译码输出端（低电平有效） 图 6、74LS138 真值表 2.2 设计设计： 2.2.1 彩灯控制器参数计算：彩灯控制器参数计算： 数字电路课程设计报告数字电路课程设计报告 6 我们的设计题目是彩灯控制器。要求产生的频率 f=1
6、01HZ；这里为了让彩灯混色效果 更好，里把 R1 换成了 10K 可调电阻，调到满意的色调为止 NE555NE555 产生频率计算：产生频率计算： 由公式： T=T1+T2=(R1+2R2)Cln2 f=1/T （1） 可以求得七彩灯产生的频率 f 在 48HZ181HZ 灯的变化时间：灯的变化时间： t=256/f （2） 求的时间 t 在 1.4s5.3s 2.2.2 设计仿真电路如图：设计仿真电路如图： 图 2 彩灯控制器器仿真模拟电路图 数字电路课程设计报告数字电路课程设计报告 7 2.2.3 仿真仿真结果分析结果分析 仿真的时间与理论时间基本一致 2.2.5 Pcb板制作：板制作： 板子通过排母和排针对接放在牙签盒里板子通过排母和排针对接放在牙签盒里，旋转牙签盒，旋转牙签盒刚好刚好可以可以拨动开关拨动开关。 图 3 彩灯控制器 数字电路课程设计报告数字电路课程设计报告 8 2.2.6 实物图如
