課程設(shè)計(jì)——圈式流水彩燈的設(shè)計(jì)(已修改)
2025-06-30 01:39 本頁面
【正文】 武漢理工大學(xué)《專業(yè)課程設(shè)計(jì)（二）》課程設(shè)計(jì)說明書目錄1. 技術(shù)要求 12. 設(shè)計(jì)方案及其比較 1 方案設(shè)計(jì)要求 1 基本原理 1 原理概括 1 主要元器件簡介 1 方案一 5 方案原理 5 軟件仿真 6 方案二 7 方案原理 7 軟件仿真 8 方案三 8 方案原理 8 軟件仿真 10 方案比較 11 方案元件比較 11 方案功能比較 11 方案可實(shí)現(xiàn)性比較 113. 實(shí)現(xiàn)方案 12 方案元件 12 方案原理 12 諧振模塊 13 計(jì)數(shù)模塊 13 譯碼模塊 14 發(fā)光電路 14 實(shí)現(xiàn)過程 15 小結(jié) 154. 調(diào)試過程及結(jié)論 15 調(diào)試過程 15 結(jié)論 165. 心得體會(huì) 166. 參考文獻(xiàn) 1718圈式流水燈電路的設(shè)計(jì)1. 技術(shù)要求設(shè)計(jì)一種利用發(fā)光二極管作為流水燈指示,實(shí)現(xiàn)連接成圓圈式的發(fā)光二極管依次循環(huán)點(diǎn)亮形成移動(dòng)的光點(diǎn),要求可以實(shí)現(xiàn)流水燈的循環(huán)時(shí)間可以調(diào)節(jié)。2. 設(shè)計(jì)方案及其比較 方案設(shè)計(jì)要求（1）按照技術(shù)要求，提出自己的設(shè)計(jì)方案（多種）并進(jìn)行比較；（2）掌握計(jì)數(shù)、譯碼、控制及顯示電路的工作原理及其電路結(jié)構(gòu)，以NE555時(shí)基集成電路、74LS161和74LS138為主，設(shè)計(jì)一種圈式流水燈電路（實(shí)現(xiàn)方案）； 基本原理 原理概括圈式流水燈電路主要包括兩部分電路，第一部分電路產(chǎn)生矩形脈沖波，該部分電路可由555定時(shí)器構(gòu)成多諧振蕩器產(chǎn)生。第二部分電路實(shí)現(xiàn)選通發(fā)光二級管的功能，通過計(jì)數(shù)器和譯碼器實(shí)現(xiàn)圈式排列的燈循環(huán)閃亮，該部分電路的實(shí)現(xiàn)可采取多種方案。由于555定時(shí)器產(chǎn)生矩形脈沖的周期取決于外接電阻和電容，所以流水燈發(fā)光時(shí)間的調(diào)節(jié)可以通過改變第一部分多諧振蕩電路外接電阻阻值或電容大小實(shí)現(xiàn)，也可以通過改變第二部分電路的頻率即進(jìn)制來實(shí)現(xiàn)。 主要元器件簡介（1）NE555定時(shí)器555定時(shí)器是多用途的數(shù)字—模擬混合集成電路，利用它能極方便的構(gòu)成施密特觸發(fā)器，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多諧振蕩器，使用靈活，方便。NE555定時(shí)器的電源電壓范圍寬，可在 —16V工作。輸出驅(qū)動(dòng)電流約為200mA。其管腳圖與波形圖如圖1所示：圖1 NE555芯片管腳圖與波形圖圖1中左邊為管腳圖，右邊為波形圖。管腳圖中1腳是接地端；2腳是低電平觸發(fā)端入端；3腳是輸出端；4腳是復(fù)位端；5腳是電壓控制端；6腳是高電平觸發(fā)端入端；7腳是放電端；8腳是電源端。圖2為矩形脈沖產(chǎn)生電路原理圖，由NE555定時(shí)器構(gòu)成多諧振蕩電路。圖2 NE555構(gòu)成多諧振蕩電路原理圖NE555芯片1與8端接電源+Vcc，+Vcc經(jīng)R1，R2給電容C1充電，給輸入端輸入直流信號。在7端的反饋?zhàn)饔孟?，C1反復(fù)充放電，實(shí)現(xiàn)了輸出矩形波的功能。充電時(shí)間t1=C1(R1+R2) ln2(1)放電時(shí)間t2=C1R2ln2(2)脈沖信號周期T=t1+t2(3)脈沖信號頻率f=1/T(4)由式(1)、(2)、(3)、(4)可得：輸出脈沖信號周期T=C1(R1+2R2)ln2，f=1/T。其中C1=10uF，R1=R2=30KΩ，所以T=，f=。（2）74LS161計(jì)數(shù)器集成74LS161是四位二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器，MR為異步清零端，低電平有效；PE為同步預(yù)置數(shù)控制端，低電平有效；該計(jì)數(shù)器為上升沿觸發(fā)有效，當(dāng)MR=PE=1時(shí)在CP端輸入計(jì)數(shù)脈沖作用下，計(jì)數(shù)器進(jìn)行二進(jìn)制加法器計(jì)數(shù)。圖3為74LS161計(jì)數(shù)器管腳圖。圖3 74LS161計(jì)數(shù)器管腳圖2腳為脈沖輸入端，3腳6腳(P0P3)為數(shù)據(jù)輸入端，1腳(MR)是清零端，7腳，10腳（CEP、CET）為使能端，9腳 (PE)為置數(shù)端，11腳14腳(Q3Q0)為數(shù)據(jù)輸出端是，15腳(TC)為進(jìn)位輸出端。圖4為八進(jìn)制序列脈沖產(chǎn)生電路原理圖，產(chǎn)生000111序列脈沖。圖4 74LS161構(gòu)成循環(huán)八進(jìn)制輸出電路原理圖將ENP，ENT，LOAD，MR端接電源+Vcc（即高電平）。CLK脈沖輸入端接上級NE555的3腳輸入端，在每個(gè)脈沖上升沿觸發(fā)計(jì)數(shù)器加計(jì)數(shù)一次，計(jì)數(shù)器輸出端Q3—Q0循環(huán)輸出0000—1111。由于只把Q2，Q1，Q0作為下級輸入，所以Q2Q1Q0會(huì)循環(huán)輸出000—111八進(jìn)制序列脈沖信號，八進(jìn)制序列脈沖作為下級的數(shù)據(jù)輸入信號控
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