【正文】 電路仍可正常工作，可知加二極管后消除了大電阻差對控制電路的影響。當(dāng)繼續(xù)測試發(fā)現(xiàn)，當(dāng) Q1 或 Q2 單獨工作武漢理工大學(xué)《專業(yè)課程設(shè)計（一）》課程設(shè)計說明書 18 時（即保留 R4，摘去 R R6），燈有兩兆狀態(tài)（滅和亮），可見此時 Q1 和 Q2 可以正?？刂齐娐?。受與加法電路相同的原因和減法電路較加法電路復(fù)雜的影響，該電路產(chǎn)生了 的誤差，比加法電路的大，但也在可接受范圍。 電路參數(shù)計算 NE555 的工作電壓為 ， CD4017 的工作電壓為 3V18V，本實驗中全部元器件工作電壓統(tǒng)一使用 5V，各電路可正常工作。如下表 4為 CD4017的真值表。十進(jìn)制約翰遜計數(shù)器的工作工程是，當(dāng)?shù)谝粋€脈沖作用時后， F1 變成 “ 1” ，F(xiàn)2F5仍保持 “ 0” 態(tài)，此時計數(shù)器為 “ 10000” 態(tài)，此時 D1= Q5 =1， D2=Q1=1， D3= Q1 Q3 Q 2 =0， D4=D3=0， D5=D4=0。 NE555 為一 8腳封裝器件， 其電壓范圍為 。 電路 原理分析 模擬信號加減法運算電路原理圖分別由圖Ⅲ和圖Ⅳ所示。該電路通過調(diào)節(jié) RP阻值大小來改變振蕩頻率，從而控制，調(diào)光燈狀態(tài)循環(huán)的快慢。所以當(dāng) Q1Q2Q3 為 000 時，三極管無足夠強(qiáng)信號輸入，即三極管截止，此時燈不亮；由于R4R5R6，當(dāng) Q1Q2Q3 為 100 時， R4 前有高電平信號輸入，三極管導(dǎo)通， R4阻值最大，此時燈微亮；當(dāng) Q1Q2Q3 為 010 時， R5 前有高電平信號輸入，三極管導(dǎo)通， R5阻值次之，此時燈較亮；當(dāng) Q1Q2Q3 為 001 時 ,R6 前有高電平信號輸入，三極管導(dǎo)通， R6 阻值最小，此時燈最亮；然后 Q1Q2Q3，又為 000，燈熄滅。電路原理圖如圖 6 所示，當(dāng)時鐘脈沖輸入 CLK 端時，開始計數(shù)，隨著時鐘脈沖的不斷輸入， Q0— Q3依次出現(xiàn)高電平。 A)由 NE555 構(gòu)成的多諧振蕩電路 NE555 構(gòu)成本功能電路的多諧振蕩器，其作用是為 CD4017 構(gòu)成的 四 進(jìn)制計數(shù)分配器提供 脈 沖信號，使計數(shù)器循環(huán)工作，提供電路控制信號，其電路原理圖如圖 5所示。 方案二 1） 反相加法運算電路 原理圖如圖 3所示 ： 圖 2 減法器 圖 3 反相加法器 2 武漢理工大學(xué)《專業(yè)課程設(shè)計（一）》課程設(shè)計說明書 3 工作原理：信號電壓的輸入原理和方案一方案二相同。設(shè)計一種模擬信號運算電路，具體包括加法運算電路和減法運算電路，要求能夠?qū)崿F(xiàn)兩路可調(diào)模擬信號的加法運算和減法運算。而方案二兩電路的工作原理完全不相同 ，其中反相加法器是先運用電壓比較器組合而成的電路進(jìn)行信號相加縮小運算，然后再經(jīng)過反相器進(jìn)行相加縮小信號放大運算，使之形 圖 4 減法器 2 武漢理工大學(xué)《專業(yè)課程設(shè)計（一）》課程設(shè)計說明書 4 成反向加法運算，從電路圖可以看出，該電路較復(fù)雜，可操作性較弱，另外圖 4中減法器雖然原理圖較簡單，但原理和 反相 加法器完全相左，毫無互相參照移植可言 。 B) CD4017 組成的四進(jìn)制計數(shù) /分配器 原理圖如圖 6所示 ： 工作原理說明： CD4017 集成電路是一種十進(jìn)制計數(shù) /時序譯碼器，它由十進(jìn)制計數(shù)器電路和時序譯碼電路兩部分組成。 2） 電路原理分析 將 上述討論的三部分電路組合起來，即形成自動循環(huán)調(diào)光燈電路，如圖 8 所示： NE555構(gòu)成的多諧振蕩器，用來產(chǎn)生脈沖信號，調(diào)節(jié)其中的 1M 歐姆電位器，可控制振蕩頻率，也就是可以改變燈光變化的循環(huán)速度。 方案二 1） 單元電路設(shè)計 該方案自動循環(huán)調(diào)光燈電路由與非門組成的多諧振蕩器、 CD4017 組成的四進(jìn)制計數(shù) /分配器、三極管 9013 組成的調(diào)光燈控制信號放大電路等組成，使燈在熄滅、微亮、較亮圖 8 自動循環(huán)調(diào)光燈電路 武漢理工大學(xué)《專業(yè)課程設(shè)計（一）》課程設(shè)計說明書 8 及最亮四種狀態(tài)中不斷的循環(huán)工作。所以方案一比較符合實驗要求。 2）加法運算電路： Vo=Vi2Vi1,其中 R1=R2=R3=R4=R5=R6=1KΩ，電位器也為 010KΩ。 引腳 功 能 引腳 功 能 1 第 5 輸出端（ Q5） 9 第 8 輸出端（ Q8） 2 第 1 輸出端（ Q1） 10 第 4 輸出端（ Q4） 3 第 0 輸出端（ Q0） 11 第 9 輸出端（ Q9） 4 第 2 輸出端（ Q2） 12 級聯(lián)進(jìn)位輸出端（ CO） 5 第 6 輸出端（ Q6） 13 脈沖輸入端 EN（下降沿有效） 6 第 7 輸出端（ Q7） 14 脈沖輸入端 CP（上升沿有效） 7 第 3 輸出端（ Q3） 15 清零輸入端 R（高電平有效） 8 接地端（ GND） 16 電源輸入 Vcc(DC 318V) 輸 入 輸 出 TH TL RD Q 放電管狀態(tài) 0 0 導(dǎo)通 2/3Vcc 1/3Vcc 1 0 導(dǎo)通 2/3Vcc 1/3Vcc 1 保持不變 保持不變 2/3Vcc 1/3Vcc 1 0 導(dǎo)通 2/3Vcc 1/3Vcc 1 1 截止 表 2 NE555 真值表 表 3 CD4017 引腳及功能 圖 d CD4017 引腳圖 武漢理工大學(xué)《專業(yè)課程設(shè)計（一）》課程設(shè)計說明書 14 CD4017 內(nèi)部邏輯電路原理圖 如圖 e所示 [4]。顯然，當(dāng)計數(shù)器從 “ 00000” 到 “ 00001” 時，十個輸出端便會得到順序輸出的正脈沖，即時序脈沖。當(dāng)脈沖輸入給 CD4017的 CP端時，開始計數(shù)，隨著脈沖的不斷輸入， CD4017的 Q0Q4依次出現(xiàn)高電平，當(dāng) Q1Q3依次出現(xiàn)高點平時，經(jīng) VT1放大，點亮 LED，由于 R4R6的阻值不同，起到了控制燈亮度的作用。 ① 反相 加法電路 經(jīng)反復(fù)測量，得到以下穩(wěn)定數(shù)據(jù)： Vi1 Vi2 Vo ② 減法電路 經(jīng)反復(fù)測量，得到以下穩(wěn)定數(shù)據(jù)： Vi1 Vi2 Vo 2） 結(jié)論： 觀察反相加法器電路中所得的數(shù)據(jù)，可以看出該電路基本滿足反相加法的功能原理，即 Vo=(Vi1+Vi2)。使用 LED 燈測試發(fā)現(xiàn)，多諧振蕩器和 CD4017 構(gòu)成的四進(jìn)制計數(shù)電路工作正常 。接高電阻的 Q1 端依然沒有控制作用。這在滿足設(shè)計所需的同時，也讓