循環(huán)彩燈課程設計(編輯修改稿)
2025-07-12 03:04 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 R2阻值 選的 分別為 47k、 51k。所以根據(jù)振蕩周期計算公式 T=(R1+2R2)Cln2 可得，該電路的振蕩周期為 ，誤差為 %。 由 555 定時器構(gòu)成的時鐘信號產(chǎn)生電路如圖 2 所示。 4 51kR1047KR9VCC8Q3DIS7THR6GND1R4TRIG2CVolt5U1芯片 555VCCGND10uF10nF 圖 2 由 555 定時器構(gòu)成的時鐘信號產(chǎn)生電路 2． 驅(qū)動 電路設計 該模塊由移位寄存器 74LS164 和與非門 74LS00 組成，用以驅(qū)動發(fā)光二極管正常工作，并且在時 鐘電路的控制下讓 8 個二極管循環(huán)工作。 設計 時 把 555 定時器的輸出端 OUT 接 74LS164 的 CLK 端，在 時鐘脈沖 上升沿的作用下，輸入數(shù)據(jù)被送入移位寄存器。 將移位寄存器的最高位輸出端接反相器，與非門的輸出端接移位寄存器的輸入端 A、 B。當移位寄存器的輸入端輸入為高電平時，輸出端依次移位，使彩燈點亮，移動到最高位時，輸入端經(jīng)過 與非門 后轉(zhuǎn)化為低電平，從而彩燈依次熄滅，形成了循環(huán)。 驅(qū)動電路的連接方式如圖 3 所示。 123U3ASN74LS00NMR9CLK8A1B2Q03Q14Q25Q36Q410Q511Q612Q713VCC14GND7U2SN74LS164NGNDVCC 圖 3 驅(qū)動電路的連接方式 3. 輸出電路設計 輸出電路有 8 個 發(fā)光二極管、 8 個 100 歐姆的電阻 。只有當從驅(qū)動電路過來 5 的是高電平，才可以讓發(fā)光 二極管 導通發(fā)光。輸出電路如圖 4 所示。 100R1D1LEDD2LEDD3 LEDD4 LEDD5 LEDD6 LEDD7 LED100R2100R3100R4100R5100R6100R7100R8GND 圖 4 輸出電路圖 電路仿真 在元件庫中找出所需的元件，并在各單元電路設計的基礎上，按照設計電路圖，用 Multisim軟件把各單元電路連接起來，畫出符合要求的系統(tǒng)整體邏輯電路圖。系統(tǒng)整體電路設計完成后，要進行認真的檢查之后再對系統(tǒng)整體進行仿真，來驗證設計的正確性。根據(jù)彩燈的閃爍情況判斷電路是否正常，并利用示波器分別接入各單元電路輸入輸出端，調(diào)整示波器合適的測量和觀察范圍，對各單元電路輸入輸出端進行輸入輸出的信號波形 的觀察，看它的實際輸入輸出與理論上是否有差別，若有差別，要找出原因，并分析它是否影響電路正常工作。若影響，要進行修改，直到仿真成功為止。 通過仿真，確定我們的電路原理圖無誤，可以制板。在仿真過程中，我們仿真的周期為 ，而實際上周期應該為 1s，這是由于仿真軟件的仿真環(huán)境沒有設置好，經(jīng)過老師的設置，最終仿真周期變成 1s，仿真誤差為： %%1 8 ???? T 用 555 定時器構(gòu)成的多諧振蕩器的振蕩頻率理論值為 1Hz，可能因為電壓的不穩(wěn)定，在開始時彩燈亮的時間并不為 1s，在循環(huán)過一次后， 彩燈按照時長為 1秒進行依次發(fā)亮， 電路仿真的結(jié)果為 8 個 彩燈 逐漸 發(fā)亮，然后 逐漸 熄滅，并且亮燈時間為 8 秒，依次循環(huán)。 根據(jù)仿真結(jié)果可知電路原理無誤，可以進行 PCB 板布線。 仿真 原理圖和時鐘脈沖輸出結(jié)果分別如 圖 圖 6 所示。 在圖 6 中， 紅線表示 555 定時器輸出端 OUT 的 波形，藍線表示 10μF 電容端的 波形。 6 5 5 5 _ V I R TU A LTi m e rGNDDISOUTRSTVCCTHRCONTRI47kΩR151kΩR21 0 uFC1 0 nFCf5VVs84U17 4 LS 1 6 4 NQA3QB4QC5QD6A1B2~CLR9CLK8QE10QF11QG12QH13LE D 1LE D 2LE D 3LE D 4LE D 5LE D 6LE D 7LE D 8R3100Ω2R4100Ω3R5100Ω5R6100Ω6R7100Ω9R8100Ω10R9100Ω11R 1 0100Ω12013141516171819U 2 A7 4 LS 0 0 N2022XSC1A BE x t T r i g++__+_12170 圖 5 仿真 原理圖 圖 6 時鐘脈沖輸出截圖圖 PCB 制作 經(jīng)過仿真以后，在 Altium Designer Summer 0
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