课程设计——七彩循环装饰灯控制器的设计

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1、 课课 程程 设设 计计 报报 告告 题目名称：七彩循环装饰灯控制器的设计 姓 名： 学 号： 班 级： 指导教师： 20122012 年年 5 5 月月 目录目录 1.设计目的 2.设计要求 3.设计内容 4.控制器电路各组成部分的工作原理 4.1 电路总体功能及设计 4.2 电路各部分具体功能及设计 4.2.1 整流滤波电路 4.2.2 调色时钟脉冲发生电路 4.2.3 灯光变色控制电路 4.2.4 负载电路 五、参数计算及器件选择 5.1、整流滤波电路 5.2 调色时钟脉冲发生电路 六、仿真分析 七、元器件清单 八、心得体会 九、参考文献 七彩循环装饰灯控制器的设计七彩循环装饰灯控制器的

2、设计 一设计目的一设计目的 1.1 熟悉七彩循环装饰灯控制器电路的组成、工作原理和设计方法。 1.2 掌握多谐振荡器、触发器、计数器的工作原理、使用方法、特点、用途及主要参数 的计算方法。 1.3 熟悉集成电路 CD4001、555 定时器、CD40518、晶闸管、整流、滤波电路的的组 成、工作原理、特点及用途。 二二 . . 设计要求设计要求 目前，很多商业广告（如灯箱，节日彩灯，霓虹灯等）等采用循环装饰控制的形 式。七彩循环装饰灯能按设计者的要求或快或慢地循环发出红、绿、黄、蓝、紫、 青、白七色光，从而起到商业宣传和美化环境的作用，给城市增添了热闹气氛。我们 利用已学的模电数电相关知识，可

3、以自行设计并焊接组装该控制电路。该控制器由变 压器，整流电路，时钟信号发生器，计数器和开关电路等组成。 该电路根据三基色原理，采用红、绿、蓝三种发光二极管，通过混色作用（红、 绿、红+绿=黄、蓝、红+绿=紫、绿+蓝=青、红+绿+蓝=白）来产生七种色彩。 三三. . 设计内容设计内容 3.1 设计题目：设计一个七彩循环装饰灯控制器电路。 各基本单元电路的设计条件和技术指标如下： 3.1.1 整流滤波电路整流滤波电路 正弦信号输入电压：220V，50Hz； 整流滤波电路输出电压：24V，分压输出（供集成电路用）：一组采用稳压管 5V； 另一组采用集成稳压器。 3.1.2 调色时钟脉冲发生和灯光变色

4、控制电路调色时钟脉冲发生和灯光变色控制电路 时钟脉冲振荡频率：灯光每隔 0.1s5s 自动变换一种颜色，脉冲占空比： 60%。 灯光变色控制电路：采用同步加法计数器。输出的高电平应满足晶体管控制电平 的要求。 3.1.3 负载电路负载电路 红、绿、蓝 3 基色灯：24V，8W。或发光二极管。 3.1.4 其他要求其他要求 要求控制器能长年通电使用，性能可靠。 2 四、方案的设计与原理论证四、方案的设计与原理论证 4.14.1 电路总体功能及设计电路总体功能及设计 七彩循环装饰灯控制器电路工作原理如图 1 所示。 七彩循环装饰灯控制器电路的参考原理图如图 2 所示，它由电源变换电路、调色 时钟脉

5、冲发生电路、灯光变色控制电路和负载电路组成。其中 H1、H2、H3是被控“3 基色”灯泡。 接通电源，220V 交流电经变压器降压、VD1 VD4桥式整流和滤波后，一路供彩灯 回路用电；另一路经 R1降压限流，VZ稳压，VD5隔离和 C1滤波后，为控制电路提供 约 5V 的稳定直流电。 ICI与外围元件构成一个时钟脉冲发生电路，其中与非门 G1、G2以及 RP、R3和 C2 组成多谐振荡器；IC2由 G3、G4构成基本 RS 触发器，对振荡产生的脉冲进行整形，然 后由 G4输出送到 IC3的时钟脉冲 CP 端。 IC3是一块有双同步加法计数器功能的 CMOS 集成电路，由与非门 G4送来的正脉

6、 图 1 七彩循环装饰灯控制器功能 图 2 七彩循环装饰灯控制器电路原理 + U1 220 U2 & & & & VD1 R2 Rp R3 R4 R5 C1 C2 VD5 VD2 VD3 VD4 VZ R1 SA Q4 G1 G2 G3 G4 Q3 Q1 Q2 RD CP EN VDD 3 2 16 8 1 7 6 4 5 IC3 V1 红 蓝 绿 IC1 IC2 多谐振荡器 整形 计数器 R6 R7 R8 V2 V3 3 冲在其内部进行二进制编码，并使 Q1 Q4输出端的状态发生循环组合变化。其逻辑真 值表见表 1。 从真值表中可以看出，当 IC3的 CP 端输入一个时钟脉冲时，其 Q1 输出高电平， V1受触发导通，红灯通电发出红光；当第二个时钟脉冲到来时，当 IC3的 Q2端输出高 电平，V2受触发导通，绿灯通电发出绿光；当第三个时钟脉冲到来时，当 IC3的 Q1、 Q2端同时输