課程設(shè)計——圈式流水彩燈的設(shè)計(參考版)
2025-06-21 01:39本頁面
【正文】 動手能力正是我們所欠缺的，所以我們應(yīng)該抓住每次動手的機(jī)會，好好體會體會自己的不足。其實(shí)，生活就是如此，看起來很簡單，以為自己都會了，又不愿意動手，最終導(dǎo)致的就是什么都沒學(xué)好。雖然，連線遇到了很多困難，但在組員的幫助下，花了兩個晚上終于把方案實(shí)現(xiàn)了。由于面包板的空間有限，二極管由太多，導(dǎo)致連線到處碰壁。用protues在電腦上將三種方案的電路圖畫出來并仿真倒是很順利，包括之后的預(yù)答辯都很順利，難題誕生在面包板的連線。方案一和方案二譯碼器的輸出讓我聯(lián)想到了其輸出形式酷似移位功能，又想到輸電實(shí)驗(yàn)中用2片74LS194做過8進(jìn)制的移位器，于是方案三的構(gòu)思又誕生了。將之前的電路原理圖翻出來看過后，發(fā)現(xiàn)其中的諧振電路依舊是用NE555定時器實(shí)現(xiàn)的，但后面用CD4017代替了方案一的74LS161和74LS138。第一個方案構(gòu)思完之后，就輪到第二個了。那么，只要將8個發(fā)光二極管共陽極連接，將74LS138的8個輸出端依次與二極管的負(fù)極相連，正好能讓發(fā)光二極管依次發(fā)光。那么NE555正好可以用來為74LS161提供時鐘脈沖。拿到題目時，雖然被要求嚇了一跳，但仔細(xì)回憶數(shù)電中學(xué)過的芯片原理和提供的芯片的功能表，發(fā)現(xiàn)要設(shè)計出符合要求的方案其實(shí)并不難。調(diào)節(jié)滑動變阻器的阻值，發(fā)光二極管的發(fā)光周期發(fā)生改變”，調(diào)試結(jié)果成功，方案正確。調(diào)節(jié)滑動變阻器的阻值，發(fā)光二極管的發(fā)光周期發(fā)生改變。4. 調(diào)試過程及結(jié)論 調(diào)試過程由于實(shí)驗(yàn)室電源有限，調(diào)試時用自備的三節(jié)干電池作為電源。調(diào)節(jié)滑動變阻器的阻值便可改變二極管的發(fā)光周期。 小結(jié)由圖21可見，面包板的連線橫平豎直，沒有跳線。 實(shí)現(xiàn)過程圖21 方案面包板實(shí)物圖如圖21所示，為實(shí)現(xiàn)方案時的面包板實(shí)物圖。由于74LS138的輸出為低有效，所以要讓二極管在矩形脈沖的一個周期內(nèi)只亮一個，可將二極管的負(fù)極與對應(yīng)輸出相連，將二極管的正極與高電平相連。 發(fā)光電路圖20 發(fā)光電路原理圖如圖20所示，8個發(fā)光二極管呈圈式排列，達(dá)到了圈式發(fā)光的要求。由74LS138的功能表可知，接通電源后，138便會對輸入進(jìn)行譯碼，從Y0~Y7腳輸出。 譯碼模塊圖19 譯碼模塊電路原理圖譯碼模塊的電路原理圖如圖19所示。由于1腳接高電平，所以該計數(shù)模塊為16進(jìn)制計數(shù)，但輸出只有Q0、2，Q3置空。由C1=10uF，RV1=100KΩ，ln2 ≈ ，得T ≈ (100+ Rx2)。如此循環(huán)往復(fù)。當(dāng)電容充電至正負(fù)板間的壓降為2/3Vcc時，即6腳的電壓為2/3Vcc時，7腳接通，電容經(jīng)過Rx2開始放電。 諧振模塊圖17 諧振模塊電路原理圖如圖17所示，設(shè)滑動變阻器的上下兩部分為Rx1和Rx2（單位為KΩ） ，則有RV1=Rx1+Rx2 。諧振模塊輸出的矩形脈沖作為計時模塊的時鐘脈沖，在時鐘脈沖的作用下，每遇到一次上升沿就計一次數(shù)。 方案原理方案的電路原理圖如下圖所示。 經(jīng)各種對比，且考慮到現(xiàn)有芯片的基礎(chǔ)上選擇實(shí)現(xiàn)方案一較好。所以，就功能而言，方案二更好一些。 方案功能比較從方案的功能來看，三個方案所實(shí)現(xiàn)的功能基本一樣，并無太大區(qū)別。不同之處：方案一的主要工作元件除了NE555之外，使用了計數(shù)器—74LS16譯碼器—74LS138，還有一個非門，一共是4個芯片；方案二的主要工作元件除了NE555之外，只用了一個組合芯片CD4017，沒有門電路，一共是2個芯片；方案三的主要工作元件除了NE555之外，使用了2個74LS194，及1個非門，一共是4個芯片。 方案比較 方案元件比較表元件2 各方案元件比較表方案電阻電容二極管主要工作原件門電路電源及接地方案一定值電阻30K,10K10uF1uF8個發(fā)光二極管NE555定時器74LS16174LS138非門一個電源一個接地端滑阻60K方案二定值電阻30K,10K10uF1uF8個發(fā)光二極管NE555定時器CD4017無一個電源一個接地端滑阻60K方案三定值電阻30K,10K10uF1uF8個發(fā)光二極管NE555定時器74LS1942非門一個電源一個接地端滑阻60K注：表中元件未注明個數(shù)的即為一個。圖15 方案三仿真圖仿真時，圈
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