【正文】 的集成電路，屬于小規(guī)模 集成電路，在很多電子產(chǎn)品中都有應(yīng)用。 （ 5）通過利用中規(guī)模集成電路中可逆計(jì)數(shù)器和譯碼器實(shí)現(xiàn)正、逆流水功能，與此同時(shí)，根據(jù)需要使彩燈作各種各樣的變化。為了提高系統(tǒng)可靠性、實(shí)用性，從而研究了一種基于 模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)的 循環(huán)控制系統(tǒng)。很多中規(guī)模集成電路都具有通用性，它的應(yīng)用已不僅僅局限于其本身所具有的功能。 基本要求設(shè)計(jì)方案 （ 1）設(shè)計(jì)一個(gè)彩燈控制電路，使其能夠產(chǎn)生一個(gè)控制信號控制彩燈實(shí)現(xiàn)燈光變換的功能。振蕩器用于產(chǎn)生脈沖信號推動 計(jì)數(shù)譯碼器工作。 圖 555 內(nèi)部結(jié)構(gòu) (1)基本 RS 觸發(fā)器 由兩個(gè)與非門組成， R 是專門設(shè)置的可以外部進(jìn)行置 0 的復(fù)位端，當(dāng) R =0 時(shí)，使Q =0、 Q =1。（ 2）兩個(gè)輸入端的觸發(fā)電平，也就是使它們翻轉(zhuǎn)的閥值電壓值也不同，當(dāng) CV 端不接控制電壓是，對 TH（ R） 端來講， 2/3Vcc 是高電平 1， 2/3Vcc 是低電平 0；而對 TR（ S）端來講， 1/3Vcc 是高電平 1， 1/3Vcc 是低電平 0。工作中不使用 CV端時(shí)，一般都通過一個(gè) ，以旁路高頻干擾。 555 定時(shí)器的電源電壓范圍較大，雙極型電路 VCC=～ 16V，輸出高電平不低于電源電壓的 90％， TTL 型的帶拉電流和灌電流負(fù)載的能力可達(dá) 200mA； CMOS 電路VDD=3～ 18V,輸出高電平不低于電源電壓的 95％，帶拉電流負(fù)載的能力為 1mA，灌電流負(fù)載的能力為 [2]。這幾種電路的用途很廣，利用它們不只是可以方便地獲取矩形脈沖。同時(shí) CD4017的工作條件為：電源電壓控制在 3V～ 15V范圍內(nèi)，輸入電壓范圍控制在 0V～ VDD 內(nèi)，工作溫度范圍： N 類： 55℃ ～ 125℃ 、 E 類： 40℃ ～ 85℃ 。在每 10 個(gè)時(shí)鐘輸入周期 CO 信號完成一次進(jìn)位，并用作多計(jì)數(shù)鏈的下級脈動時(shí)鐘。設(shè)置 2 個(gè)時(shí)鐘輸入端，級聯(lián)時(shí)比較方便，可驅(qū)動更多二極管發(fā)光。此外， Ron 也受電源電壓的影響，通常隨著電源電壓的上升而減小。 （ 4）開關(guān)斷開時(shí)仍會有感應(yīng)信號漏出 這一特性指的是當(dāng)模擬開關(guān)傳輸交流信號時(shí)，在斷開情況下，仍然會有一部分信號通過感應(yīng)由輸入端傳到輸出端，或者由一個(gè)通道傳到另一個(gè)通道。 0C 為進(jìn)位輸出端，當(dāng)計(jì)數(shù)滿10 個(gè)時(shí)鐘脈沖時(shí)輸出一個(gè)正脈沖。由容抗 Xc＝ 1∕WC得知，由于 C 是個(gè)容值很小的固定值但角頻率 ? 很大，即高頻成份經(jīng)過 C1 時(shí)， C1 相當(dāng)于短路由此就濾除高頻成份，當(dāng)沒有高頻成份時(shí) C1 對于 50HZ的市電來說相當(dāng)于開路，因而 C1 能有效的防止電網(wǎng)污染 [7]。 （ 5）在整流電路中輸出的電壓含有較大的脈動成份不能直接使用，因而我們要采取濾波的措施，使輸出電壓接近于理想的直流電壓。為了能得到比較好的濾波效果，在實(shí)際工作中經(jīng)常根據(jù)（ ）式來選擇濾波電容的容量。本課題采用的三端集成穩(wěn)壓器為 W7800 系列的。限流電阻是保護(hù) 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 15 頁 發(fā)光二極管以免因電流過大而燒毀。當(dāng)送來第二個(gè)計(jì)數(shù)脈沖時(shí)， CD4017 計(jì)數(shù)輸出端 Y1 呈高電平，而 Y1 端接到是 B 開關(guān)的 12 腳，其它輸出端均為低電平，所以此時(shí) CD4066 模擬開關(guān)只有 B 開關(guān)是接通的，其它組是都斷開；當(dāng)其它計(jì)數(shù)脈沖分別送來時(shí)，分別讓其對應(yīng)的模擬開關(guān)接通而送相應(yīng)的信號到后面的 LED 電路中去。電源電路采用電容降壓，二極管整流和穩(wěn)壓管穩(wěn)壓的供電方式，直流工作電壓由穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值決定。當(dāng) Q3為 “1”，則 IC2立即復(fù)位使 Q0又輸出高電平，電路將重復(fù)上述工作。當(dāng)然，為了方便，上述電路圖中只用到具有代表性的三種顏色的燈，并將其排列整齊，導(dǎo) 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 17 頁 通電路時(shí)就會看到漂亮的流水燈。本文的此種設(shè)計(jì)還有一定缺陷，因?yàn)?CD4017 的引腳只有 Q0Q9 十 個(gè)，當(dāng)選用多種顏色的燈光時(shí)，只用一個(gè) CD4017 是無法實(shí)現(xiàn)的，所以，我們可以在 NE555 的 7 腳再引出一個(gè) CD4016 的芯片，采用 2 個(gè) CD4017 芯片和多個(gè)二極管實(shí)現(xiàn)多個(gè)發(fā)光二極管的同步多向流水功能。 3. 檢查實(shí)驗(yàn)儀器和器材是否完好。有很強(qiáng)的理論基礎(chǔ)，因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)用環(huán)形計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)流水燈，運(yùn)用模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)的設(shè)計(jì)改變了以往常用的單片機(jī)設(shè)計(jì)，尤其重要的一點(diǎn)是運(yùn)用了模擬開關(guān)，它不僅能應(yīng)用在流水燈方面，還可以應(yīng)用在氣體、壓力、流量等方面。特別是模擬開關(guān)部分，課堂上并沒有接觸，只有靠自己摸索。在此特別感謝吳教授，您辛苦了。例如：僅僅一個(gè)小小的電阻可能會影響整個(gè)電路的正常運(yùn)行。在設(shè)計(jì)中，由于對數(shù)電、模電知識的不精通，出現(xiàn)了很多遺漏的地方，我相信，通過這次的學(xué)習(xí)和設(shè)計(jì)，對數(shù)電、模電的知識的加深，對以后在這方面的研究會有很大的幫助，我相信只要我朝著前方繼續(xù)努力，一定會有所收獲。 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 19 頁 結(jié) 論 本次設(shè)計(jì)的多功能流水燈是 CD4017 芯片和 NE555 芯片的集成電路，是 CD4017 芯片和 NE555 芯片的綜合運(yùn)用。在電腦上仿真，能夠得出正確的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，所以電路原理圖正確。 圖 34 電路中流水燈 的流向?yàn)椋?3， 2， 4 腳的高電平使 3 個(gè)發(fā)光二極管依次向右發(fā)光。 CD4017 的 15 腳是復(fù)位端，所以 15 腳與那個(gè)腳相連，燈光的循環(huán)就截止到哪一個(gè)燈。模擬開關(guān)CD4066 因 5 腳和 12 腳分別為低電平而被關(guān)閉。主要是為燈光流動控制器提供流動控制的脈沖，調(diào)整 C4 和 R R3 可以改變閃爍的頻率，加大 C4 容量和 R R3 的阻值，流動速度變慢，反之則加快，所以有較大的速度調(diào)節(jié)范圍 [9]。由于 CD4066 是雙向模擬開關(guān)高電平接通，低電平斷開，其引腳功能內(nèi)部含有 A、B、 C、 D 四個(gè)獨(dú)立的模擬開關(guān)，本電路使用了三片 CD4066 開關(guān)共有 12組獨(dú)立的雙向模擬開關(guān)，只用到其中的 10 組。在現(xiàn)場，由于控制中心到各個(gè)檢測點(diǎn)距離不同所以電流在傳輸過程中所損失的壓降也不同。主要存在兩方面的問題：第一當(dāng)負(fù)載電流變化時(shí)，輸出直流電壓將隨之發(fā)生變化。當(dāng) 2U 達(dá)到最大值以后開始下降，此時(shí)電容上的電壓 cU 將由于放電而逐漸下降。因而在正負(fù)半周內(nèi)都有電流流過后面的電路。 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 12 頁 3 流水燈控制電路的整體分析 3 .1 原理圖電源部分 （ 1）電源電路 如圖 。而模擬開關(guān)的邏輯控制端驅(qū)動電流極小，一般低于納安級。然而對于模擬開關(guān)而言，低 Ron并非適用于所有的應(yīng)用，較低的 Ron需要占據(jù)較大的芯片面積，從而產(chǎn)生較大的輸入電 容，在每個(gè)開關(guān)周期其充電和放電過程會消耗更多的電流。早期采用的機(jī)械開關(guān)具有可靠性低、體積大、功耗大等缺點(diǎn)，所以 模擬開關(guān) 已經(jīng)引起了越來越多人的重視，并已被廣泛應(yīng)用于各種電子產(chǎn)品中。每個(gè)高電平輸出維持 1 個(gè)時(shí)鐘周期 。 Cr為高電平時(shí)，計(jì)數(shù)器清零。