課程設(shè)計(jì)——圈式流水彩燈的設(shè)計(jì)-文庫吧在線文庫
【正文】 此類推。由于只把Q2，Q1，Q0作為下級(jí)輸入，所以Q2Q1Q0會(huì)循環(huán)輸出000—111八進(jìn)制序列脈沖信號(hào)，八進(jìn)制序列脈沖作為下級(jí)的數(shù)據(jù)輸入信號(hào)控制選通電路工作。充電時(shí)間t1=C1(R1+R2) ln2(1)放電時(shí)間t2=C1R2ln2(2)脈沖信號(hào)周期T=t1+t2(3)脈沖信號(hào)頻率f=1/T(4)由式(1)、(2)、(3)、(4)可得：輸出脈沖信號(hào)周期T=C1(R1+2R2)ln2，f=1/T。 主要元器件簡(jiǎn)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。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)。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。CLK脈沖輸入端接上級(jí)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。如此一來，138便可將CBA端輸入的二進(jìn)制信號(hào)（C為高位）譯碼成十進(jìn)制并從相應(yīng)端口輸出低電平。該方案電路由四部分組成：第一部分電路由NE555定時(shí)器組成，產(chǎn)生矩形脈沖；在矩形脈沖的作用下，第二部分由74LS161組成的八進(jìn)制加法計(jì)數(shù)電路開始計(jì)數(shù)；第二部分電路計(jì)數(shù)后輸出到第三部分電路，第三部分電路由74LS138組成具有譯碼功能的電路，該電路將第二部分輸出的信號(hào)譯碼成二進(jìn)制數(shù)。圖9 方案一protues仿真圖仿真時(shí)，圈式流水燈按順時(shí)針方向（D1—D8）依次循環(huán)發(fā)光，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的阻值，發(fā)光的周期發(fā)生變化。當(dāng)Rx2=30時(shí)，T=，f=。其周期T由兩部組成：電容C1的充電時(shí)間t1和放電時(shí)間t2。當(dāng)增大Rx2的值時(shí)，發(fā)光周期變大，各個(gè)發(fā)光二極管的發(fā)光交替速度變慢；當(dāng)減小Rx2的值時(shí)，發(fā)光周期變小，各個(gè)發(fā)光二極管的發(fā)光交替速度變快。 方案可實(shí)現(xiàn)性比較從各個(gè)方案的可實(shí)現(xiàn)性來看：方案一的電路較簡(jiǎn)單可行，芯片便宜且常用；方案二的電路最為簡(jiǎn)單，不過4017芯片價(jià)格較高，且與555連用時(shí)易出現(xiàn)問題；方案三的電路較復(fù)雜，控制起來較麻煩。接通電源的瞬間，電容壓降為0，即6腳的壓降為0，此時(shí)7腳不通，電容經(jīng)過Rx1和Rx2開始充電。當(dāng)Q3為0時(shí)，Q0Q1Q2從000計(jì)數(shù)到111，之后Q3進(jìn)位為1，Q0Q1Q2依然從000計(jì)數(shù)到111，所以只輸出Q0、2，便能實(shí)現(xiàn)八進(jìn)制的功能。再接一電阻進(jìn)行保護(hù)即可。接上電源后，發(fā)光二極管按照順時(shí)針依次發(fā)光，并且循環(huán)。74LS161計(jì)數(shù)后的輸出經(jīng)過74LS138的譯碼后正好可以周期輸出低電平。接來下就是仿真了。一次課設(shè)不僅回顧了學(xué)過的知識(shí)點(diǎn)，還體會(huì)到了很多自己不知道的不足之處。根據(jù)“圈式”的要求，二極管的排布形式被限定了，芯片的管腳又很多，導(dǎo)致了連線密密麻麻。想到電工電子實(shí)習(xí)中做過流水燈音樂盒的設(shè)計(jì)和制作，其中包含了圈式流水燈電路。5. 心得體會(huì)自大學(xué)以來，這是第二次課程設(shè)計(jì)了，雖然有了第一次課設(shè)的經(jīng)驗(yàn)，而且設(shè)計(jì)的題目和原理都很簡(jiǎn)單，但設(shè)計(jì)和調(diào)試過程中還是遇到難題。8個(gè)二極管呈圈式排布，接通電源時(shí)，以順時(shí)針方向依次發(fā)光。由于輸出低有效，當(dāng)輸入為000時(shí)，Y0輸出0，其余端輸出1；當(dāng)輸入為001時(shí)，Y1輸出0，其余端輸出1；……當(dāng)輸入為111時(shí)，Y7輸出0，其余端輸出1。所以，充電時(shí)間t1=C1RV1ln[(Vcc－1/3Vcc)/(Vcc－2/3Vcc)]= C1RV1ln2，放電時(shí)間t2= C1Rx2ln[(Vcc－1/3Vcc)/(Vcc－2/3Vcc)]= C1Rx2ln2，所以矩形脈沖的周期T=t1+t2= C1(RV1+Rx2)ln2。圖16 實(shí)現(xiàn)方案電路原理圖實(shí)現(xiàn)方案的電路原理圖一共由4部分組成：NE555定時(shí)器組成的諧振模塊、74LS161組成的計(jì)時(shí)模塊、74LS138組成的譯碼模塊、8個(gè)發(fā)光二極管組成的發(fā)光電路。所以，從元件方面來看，方案二最節(jié)約器材，最方便。圖14 方案三電路原理圖其中電容C2的作用是抗干擾，電阻R2的作用是過流保護(hù)和分壓，防止電流過大導(dǎo)致二極管損壞、防止二極管的導(dǎo)通端電壓過大導(dǎo)致兩個(gè)74LS194實(shí)現(xiàn)循環(huán)移位功能。當(dāng)增大Rx2的值時(shí)，發(fā)光周期變大，各個(gè)發(fā)光二極管的發(fā)光交替速度變慢；當(dāng)減小R
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