【正文】 總體設(shè)計(jì)原理 該設(shè)計(jì)電路由脈沖信號(hào)源提供時(shí)間脈沖給七進(jìn)制計(jì)數(shù)器，再由七進(jìn)制計(jì)數(shù)器的輸出經(jīng)過(guò)譯碼器和基本邏輯電路來(lái)實(shí)現(xiàn)彩燈的七種循環(huán)方式。 1．電路結(jié)構(gòu) 555 定時(shí)器的內(nèi)部電路由分壓器、電壓比較器 C1 和 C簡(jiǎn)單 SR 鎖存器、放電三極管 T 以及緩沖器 G 組成，其 外 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如下圖 3 圖 4 所示。 T 為放電管，當(dāng) T 導(dǎo)通時(shí)，將給接于腳 7 的電容器提供低阻放電電路。 本設(shè)計(jì)使用的是計(jì)數(shù)器 74LS 異步清零 =1 時(shí)各輸入信號(hào)起作用。在 = = 1 的條件下，若 CET 常熟理工學(xué)院電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院課程設(shè)計(jì) 共 頁(yè) ，第 頁(yè) 9 = CEP = 1,則電路處于計(jì)數(shù)狀態(tài)。 芯片 74LS138 的外部引腳圖和內(nèi)部原理如下圖 8 所示 。因此，本設(shè)計(jì)使用的是 555 定時(shí)器組成多諧振蕩器。f=1/( + ) (R1+2R2)C 圖 10 555 定時(shí)器組成的多諧振蕩電路及波形 如果 要實(shí)現(xiàn)占空比可調(diào)，最常用的的如圖 D1,D2 單向?qū)щ娞匦裕闺娙萜鞯某浞烹娀芈贩珠_(kāi)，調(diào)節(jié)電位器，就可調(diào)節(jié)多諧振蕩器的占空比。改變滑動(dòng)變阻器的阻值時(shí)，可觀察得，電路的頻率發(fā)生變化，但是波形形狀始終不變，占空比為 50%。不但影響布線速度，而且也會(huì)給后來(lái)的調(diào)試帶來(lái)不必要的麻煩。 在整個(gè)調(diào)試完成后，卻遇到的新問(wèn)題：彩燈演示時(shí)有時(shí)正常有時(shí)混亂。即學(xué)即用。要通過(guò)對(duì)原理圖的分析，把系統(tǒng)分成不同功能的電路模塊，通過(guò)逐一測(cè)量找出故障模塊，然后再對(duì)故障模塊內(nèi)部加以測(cè)量找出故障，查找故障，分析故障和排除故障，這樣可以提高我分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，因此 ，我把他看成是一次好的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)。 常熟理工學(xué)院電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院課程設(shè)計(jì) 共 頁(yè) ，第 頁(yè) 19 參考文獻(xiàn) .《電子技術(shù)基礎(chǔ)》 . 第五版 .北京：高等教育出版社， 2021 ，魯宏 .《電子電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐》 南京：東南大學(xué)出版社， 2021 .《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》 第四版 北京：高等教育出版社， 2021 附錄 元件清單 名稱 參數(shù) 數(shù)量 555 定時(shí)器 1 計(jì)數(shù)器 74LS160 1 譯碼器 74HC138 1 二輸入與非門 74LS00 1 三輸入與非門 74LS10 1 四輸入與非門 74LS20 1 電阻 47K 多個(gè) 電阻 500 3 滑動(dòng)變阻器 5K 1 滌綸電容 1 電解電容 10uf 1 發(fā)光二極管 紅，黃，綠 各 1 個(gè) 導(dǎo)線 若干 常熟理工學(xué)院電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院課程設(shè)計(jì) 共 頁(yè) ，第 頁(yè) 20 本設(shè)計(jì)實(shí)物圖： 。產(chǎn)生故障的原因很多，情況也很復(fù)雜，有的是一種原因引起的簡(jiǎn)單故障，有的上多種原因相互作用引起的復(fù)雜故障，因此需要掌握故障的一般診斷方法，故障診斷過(guò)程就是以故障現(xiàn)象出發(fā)，通過(guò)反復(fù)測(cè)試，做出分析判斷，逐步找出故障的過(guò)程。將整個(gè)系統(tǒng)根據(jù)不同的功能化分成模塊，再分別進(jìn)行設(shè)計(jì)，逐個(gè)攻破，最后再將其整合即可。第二輪接電后，用萬(wàn)用表的電壓檔測(cè)試單元電路的狀態(tài)。 但由于本設(shè)計(jì)所給電位器不夠大，調(diào)節(jié)電位器現(xiàn)象不夠明顯，可以考慮在電位器兩端各串聯(lián) 49kΩ的電阻，這樣調(diào)節(jié)電位器，燈變化的速度才明顯觀察出來(lái) 。 根據(jù)電路圖 14，可以得到： A BC 00 01 11 10 0 0 1 2 3 1 4 5 7 6 常熟理工學(xué)院電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院課程設(shè)計(jì) 共 頁(yè) ，第 頁(yè) 15 因此可根據(jù)以上得出，當(dāng)給譯碼器連續(xù)輸入二進(jìn)制代碼時(shí)，對(duì)應(yīng)的紅亮暗情況 A B C 紅 綠 黃 0 0 0 L L L 0 0 1 H L L 0 1 0 H H L 0 1 1 L H L 1 0 0 L H H 1 0 1 L L H 1 1 0 H H H 由此可得：紅黃綠各燈的邏輯表 達(dá)式為： 5． 仿真 調(diào)試 及結(jié)果 脈沖信號(hào)源的仿真 使滑動(dòng)變阻器的阻值為 0，給方波發(fā)生電路接通電源，并連接到示波器上。 電路工作波形如圖所示。 現(xiàn)實(shí)生活中產(chǎn)生脈沖信號(hào)有多種方式，比如：脈沖信號(hào)發(fā)生器，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 ，多諧振蕩器， 555 定時(shí)器等。另一種是將一種代碼轉(zhuǎn)換成另一種代碼，所以也稱為代碼轉(zhuǎn)換器。 綜合 上述功能可以得到 74LS160 的典型時(shí)序圖 7，如下圖所示。 下面對(duì)照邏輯圖和功能表，說(shuō)明它工作時(shí)各引線端的功能和操作。 計(jì)數(shù)器芯片 74LS160 計(jì)數(shù)器是最常用的時(shí)序電路之一，它們不僅可用于對(duì)脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，還可用于分頻、定時(shí)、產(chǎn)生節(jié)拍脈沖以及其他時(shí)序信號(hào)。平時(shí)該端開(kāi)路或接 VCC。一般來(lái)說(shuō)，雙極型定時(shí)器的驅(qū)動(dòng)能力較強(qiáng)，電源電壓范圍為 5V16V，最大負(fù)載電流可達(dá)到 200MA。 ，所有單元電路在時(shí)序上應(yīng)協(xié)調(diào)一致，滿足工作需求，相互間電氣 特性應(yīng)匹配，保證電路能正常，協(xié)調(diào)工作。 設(shè)計(jì)要求 設(shè)計(jì)一個(gè)彩燈控制器，要求如下： （ 1）由 3 只彩燈（發(fā)光二極管）組成圖案。 本設(shè)計(jì) 通過(guò) 555產(chǎn)生的脈沖。 隨著計(jì)算機(jī)、微電子、信息技術(shù)的快速進(jìn)步，智能化技術(shù)的開(kāi)發(fā)速度越來(lái)越快 ,智能度越來(lái)越高 ,應(yīng)用范圍也得到了極大的擴(kuò)展。 3 總體設(shè) 計(jì)框圖 2 方案 設(shè)計(jì) 絕大多數(shù)的彩燈控制電路都是數(shù)字電路來(lái)實(shí)現(xiàn)，例如：用中規(guī)模集成電路實(shí)現(xiàn)的彩燈控制器主要用計(jì)時(shí)器、譯碼器、分配器和移位寄存器等集成。 現(xiàn)代生活中，彩燈越來(lái)越成為人們的裝飾品，它不僅美化環(huán)境，渲染氣氛，還可以用于娛樂(lè)場(chǎng)所和電子玩具中去，現(xiàn)以該課題為例進(jìn)行分析與設(shè)計(jì)可編程的彩燈控制的電路很多，構(gòu)成方式和采用的集成片種類、數(shù)目更是五花