彩灯控制器课程设计

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1、课程设计报告课程设计报告 课程名称： 彩灯控制器 系 部： 机电系 专业班级： 小组成员： 指导教师： 完成时间： 2012 年 1 月 3 日 报告成绩： 评阅教师 日期 1 数字电子技术课程设计报告 一、 设计要求 1 .分析设计要求，明确性能指标。必须仔细分析课题要求、性能、指标及应用环境等， 广开思路，构思出各种总体方案，绘制结构框图。 2 .确定合理的总体方案。对各种方案进行比较，以电路的先进性、结构的繁简、成本 的高低及制作的难易等方面作综合比较，并考虑器件的来源，敲定可行方案。 3 .设计各单元电路。总体方案化整为零，分解成若干子系统或单元电路，逐个设计。 4.组成系统。在一定幅

2、面的图纸上合理布局，通常是按信号的流向，采用左进右出的 规律摆放各电路，并标出必要的说明。 二、二、设计的作用、目的 1有十只 LED，L0L9 2显示方式 先奇数灯依次灭 再偶数灯依次灭 再由 L0到 L9依次灭 3显示间隔 0.5S，1S 可调。 掌握彩灯控制器的原理，彩灯是一束束用导线连接起来的并联灯泡，当接通电源后， 彩灯就会工作， 但里面可能是由编程或非编程的电路控制灯泡的运作的， 譬如实现彩灯、 闪烁、循环、时控等功能。 数列的产生可以通过计数器和逻辑门实现，而循环则需要用到时序电路控制，如触发 器等，而最后可以用逻辑门把几个输出接到同一个数码管。 ：三、三、设计的具体实现 1 系

3、统概述 1）系统框图 输入调整电路 由两片 74161 构 成 由两片 74154 构 成 十只发光二极管 555 定时器构成 的单稳态触发器 2 从课程设计要求来看，要求实现彩灯的 23 种状态，所以，可以用一个 23 进制的计 数器，从 0 到 22 来控制这 23 种状态。 再画出这 23 种状态和计数器数字对应的状态图，计算出逻辑式，便可实现彩灯的控 制。由于变量过多，逻辑式的化简比较困难，所以我们使用了译码器来得到最小项，直 接用最小项进行连接。 题目要求实现时间间隔可调，所以使用了 555 定时器构成的单稳态触发器来实现此 功能。 2.电路分析与设计 1. 1. 输入调整电路设计输

4、入调整电路设计 工作电压采用+5V 直流稳压电源，它是由电源变压器、整流电路、滤波电路、稳压电 路 4 部分构成。 图 1 直流稳压电源 2. 555 定时器构成的单稳态触发器定时器构成的单稳态触发器 电路图 2： 3 1）电路组成及其工作原理 由 555 构成的单稳态触发器及工作波形如图所示将 555 的 6 号脚和 7 号脚接在一起， 并添加一个电容 和一个电阻 ，就可以构成单稳态触发器我们简记为“七六搭一，上 R 下 C ”。 图 3 用 555 定时器构成的单稳态触发器及工作波形 （1）无触发信号输入时电路工作在稳定状态 当电路无触发信号时，vI保持高电平，电路工作在稳定状态，即输出端

5、vO保持低电 平，555 内放电三极管 T 饱和导通，管脚 7“接地”，电容电压 vC为 0V。 （2）vI下降沿触发 当 vI下降沿到达时，555 触发输入端（2 脚）由高电平跳变为低电平，电路被触发， vO由低电平跳变为高电平，电路由稳态转入暂稳态。 （3）暂稳态的维持时间 在暂稳态期间，555 内放电三极管 T 截止，VCC经 R 向 C 充电。其充电回路为 VCCRC地，时间常数1=RC，电容电压 vC由 0V 开始增大，在电容电压 vC上升 到阈值电压 cc V 3 2 之前，电路将保持暂稳态不变。 （4）自动返回（暂稳态结束）时间 当 vC上升至阈值电压 cc V 3 2 时， 输

6、出电压 vO由高电平跳变为低电平， 555 内放电三极 管 T 由截止转为饱和导通，管脚 7“接地”，电容 C 经放电三极管对地迅速放电，电压 vC由 cc V 3 2 迅速降至 0V（放电三极管的饱和压降） ，电路由暂稳态重新转入稳态。 （5）恢复过程 当暂稳态结束后，电容 C 通过饱和导通的三极管 T 放电，时间常数2=RCESC，式 中 RCES是 T 的饱和导通电阻，其阻值非常小，因此2之值亦非常小。经过（35）2 后，电容 C 放电完毕，恢复过程结束。 2）主要参数估算 (1) 输出脉冲宽度 tW 输出脉冲宽度就是暂稳态维持时间，也就是定时电容的充电时间。由图 3（b）所示电容 2 6 VC C RD O 55 5 3 vI2 I1 v 8 4 (a )(b ) v 7 R VC C C 1 5 0.0 1F C1 vC 2 C 3VC C v t t O O tt vI O v v O t I