【正文】 23）、（ 24），計(jì)算出所需元器件的大小，如果其中有的元器件的大小規(guī)格 在市場上不能直接買到可以通過電阻的串并聯(lián)來實(shí)現(xiàn)。發(fā)光二極管 LED1 用于指示其工作狀態(tài)。電源線、地線是否接觸良好。檢查應(yīng)特別注意：元器件引腳間有無短路、斷路、 IC 座是否插反。之后查出電路安裝中的錯(cuò)誤并采取措施加以改進(jìn)和糾正，就可以使之達(dá)到預(yù)期的技術(shù)要求。此外，電路板的安裝中仍存在有可能沒有查出來的錯(cuò)誤。插撥芯片時(shí)要注意用力均勻，避免芯片的管腳在插撥的過程中彎曲、折斷。另外芯片的安裝要注意管腳的大小順序、三極管、二極管、滑動(dòng)變阻器、極性電容、揚(yáng)聲器的安裝一定要注意極性。然后對應(yīng)安裝好元器件。經(jīng)過不斷的分析，計(jì)算，檢驗(yàn)并實(shí)現(xiàn)電路的可行性后就開始進(jìn)行硬件安裝，進(jìn)行硬件安裝時(shí)要分別檢查各個(gè)部分電路和各個(gè)元器件、導(dǎo)線。 哈爾濱工業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 R4DC7Q3GND1VCC8TR2TH6CV5U35 5 5C10 .1 u fC40 .1 u fR20 .5 kR44 .7 KR52 8 KR60 .5 kR71 5 kR81 5 kR91 5 kR 1 00 .0 2 kX1Y2C13U 4 : A4 0 6 6X11Y10C12U 4 : B4 0 6 6X4Y3C5U 4 : C4 0 6 680%R V 21 4 KQ1NP NQ2NP NQ3NP NL S 1S P E A K E RR4DC7Q3GND1VCC8TR2TH6CV5U15 5 5+ 1 2 vR11 0 kCL K14E13MR15CO12Q03Q12Q24Q37Q410Q51Q65Q76Q89Q911U24 0 1 7+ 1 2 vC33 3 u fC64 7 0 u fC51 0 0 u fC71 0 u fC81 0 u fC91 0 u fD3DI O DED4DI O DED5DI O DED6DI O DED7DI O DED8DI O DED9DI O DED 1 0DI O DED 1 1DI O DED 1 2DI O DED 1 4DI O DED 1 5DI O DED 1 3DI O DED 1 6L E D R E DD 1 9L E D G RE E ND 2 1L E D G RE E ND 1 8L E D G RE E N D 2 0L E D Y E L L O WD1L E D R E DD2L E D R E DR34 .7 kD 1 7L E D R E D88%R V 11 0 0 kC21 0 u f 圖 31 小型電子聲光禮花器的 Proteus 仿真 運(yùn)行 圖 本章小結(jié) 本章主要介紹 Proteus 仿真軟件及它的功能特點(diǎn)，功能模塊，電路仿真，小型電子聲光禮花器的 Proteus 的仿真結(jié)果，該設(shè)計(jì)電路完全符合畢設(shè)課題的要求。 R2 的值，電路的震蕩頻率就會(huì)改變 。改變 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 和 VR1 的值越大模擬禮花燃放聲音的時(shí)間越長；相反 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 的值選定后，改變 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 根據(jù)課題的技術(shù)指標(biāo)要求模擬禮花色彩的燃放聲音要有 秒的停頓 將 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 小型電子聲光禮花器的 Proteus 仿真結(jié)果 根據(jù)原理圖通過 proteus 仿真軟件連接電路進(jìn)行了仿真，連接好電路點(diǎn)擊開始按鈕整個(gè)電路正常工作，模擬禮花色彩的發(fā)光電路和模擬禮花爆炸聲的發(fā)聲電路同時(shí)工作。因此， Proteus 哈爾濱工業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 有較高的推廣利用價(jià)值。使用 Proteus 軟件 進(jìn)行單片機(jī) 系統(tǒng)仿真 設(shè)計(jì)，是 虛擬仿真技術(shù) 和 計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù) 相結(jié)合的綜合運(yùn)用，有利于培養(yǎng)學(xué)生的電路設(shè)計(jì)能力及 仿真軟件 的操作能力；在 單片機(jī)課程設(shè)計(jì) 和全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽中，我們使用 Proteus 開發(fā)環(huán)境 對學(xué)生進(jìn)行培訓(xùn)，在不需要硬 件投入的條件下，學(xué)生普遍反映，對單片機(jī)的學(xué)習(xí)比單純學(xué)習(xí)書本知識(shí)更容易接受，更容易提高?？墒乖O(shè)計(jì)時(shí)間大為縮短、耗資大為減少，也可降低工程制造的風(fēng)險(xiǎn)。隨著科技的發(fā)展， “計(jì)算機(jī)仿真技術(shù) ”已成為許多設(shè)計(jì)部門重要的前期設(shè)計(jì)手段。課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)生走向就業(yè)的重要實(shí)踐環(huán)節(jié)。它的元器件、連接線路等卻和傳統(tǒng)的 單片機(jī) 實(shí)驗(yàn)硬件高度對應(yīng)。 PROTEUS 不僅可將許多 單片機(jī)實(shí)例 功能形象化，也可將許多單片機(jī)實(shí)例運(yùn)行過程形象化。 電路仿真：在 PROTEUS 繪制好原理圖后，調(diào)入已編譯好的 目標(biāo)代碼 文件： *.HEX，可以在 PROTEUS 的原理圖中看到模擬的實(shí)物運(yùn)行狀態(tài)和過程。配合 系統(tǒng)配置 的虛擬邏輯分析儀、示波器等，Proteus 建立了完備的電子設(shè)計(jì)開發(fā)環(huán)境。 2．仿真處理器及其外圍電路，可以仿真 51 系列、 AVR、 PIC、 ARM、等常用主流單片機(jī) 。這些功能是：原理布圖； PCB 自動(dòng)或人工布線； SPICE 電路仿真。雖然目前國內(nèi)推廣剛起步，但已受到單片機(jī)愛好者、從事單片機(jī)教學(xué)的教師、致力于單片機(jī)開發(fā)應(yīng)用的科技工作者的青睞。它不僅具有其它 EDA 工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機(jī)及外圍器件。在編譯方面，它也支持 IAR、 Keil 和 MPLAB 等多種 編譯器 。 哈爾濱工業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 第 3 章 電路的仿真及結(jié)果 Proteus 仿真軟件 Proteus 是世界上著名的 EDA 工具 (仿真軟件 )，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到 單片機(jī) 與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到 PCB 設(shè)計(jì)，真正實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)。 哈爾濱工業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 表 27 發(fā)光二極管循環(huán)列表 ： CD4017 輸出 CD4066 發(fā)光二極管 Q0 CD4066(1) 紅 、綠 LED Q1 CD4066(2) 綠 、 黃 LED Q2 CD4066(3) 紅 、綠 LED Q3 CD4066(1)、 (2) 紅、 綠 、綠、黃 LED Q4 CD4066(1)、 (3) 紅、 綠 、 紅 、綠 LED Q5 CD4066(2)、 (3) 綠 、 黃 、 紅 、綠 LED Q6 CD4066(1)、 (2)、（ 3） 紅、 綠 、 紅 、 黃 LED 本章小結(jié) 本章主要介紹了課題的技術(shù)指標(biāo)，畫出了系統(tǒng)方框圖，對各部分電路的功能進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，在整體的方案設(shè)計(jì)上做出了詳細(xì)的講解，把整體的電路主要分成 四 部分： 555 時(shí)基集成電路，發(fā)光部分電路，發(fā)聲部分電路，并對他們各部分進(jìn)行了更加詳細(xì)地介紹。 三極管 T T T3 都是由 RC 微分電路驅(qū)動(dòng)的，如果將三極管 T1 改為 RC 積分電路（ R 與 C 在電路中的位置互換）驅(qū)動(dòng)則可使紅 LED 在點(diǎn)燃時(shí)間上有一個(gè)后延，如此當(dāng)兩個(gè)以上 LED 都點(diǎn)亮?xí)r就會(huì)產(chǎn)生時(shí)序上的差異，產(chǎn)生動(dòng)畫般的層次感。當(dāng) CD4017 的 Q7 端為 “1”時(shí)，計(jì)數(shù)器復(fù)位。 方波振蕩信號(hào)驅(qū)動(dòng)三極管時(shí)，要先經(jīng)過一個(gè)由電阻 Rb 和電容 Cb 組成的微分電路，根據(jù)微分電路的特點(diǎn)，后接的三極管是在方波上升沿開始后導(dǎo) 哈爾濱工業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 通，然后 Vb 點(diǎn)的電壓按指數(shù)規(guī)律率減至 0，因此三極管驅(qū)動(dòng)的 LED 也有一個(gè)從突然點(diǎn)亮而漸暗的短暫過程，這個(gè)過程的長短可由 Rb 和 Cb 的數(shù)值（時(shí)間常數(shù)）來調(diào)整。每次計(jì)數(shù)的結(jié)果（ CD4017 的Q0～ Q6 之一為 “1”時(shí)），分別由二極管 D1～ D12 傳輸?shù)较鄳?yīng)的集成電雙向模擬開關(guān) CD4066 的控制 端，可使三個(gè) CD4066（ 1）、（ 2）、（ 3）或單獨(dú)或組合導(dǎo)通。圖中 IC1 為時(shí)基集成電路 555，由它構(gòu)成方波發(fā)生器，發(fā)出的方波振蕩信號(hào)分二路送出。 小型電子聲光禮花器的工作原理及原理圖 基于小型電子 聲光禮花器設(shè)計(jì)的原理圖如下圖 26 所示。內(nèi)置揚(yáng)聲器是指 MP4 播放器 具有內(nèi)置的喇叭，這樣用戶不僅可以通過 耳機(jī) 插孔還可以通過內(nèi)置揚(yáng)聲器來收聽 MP4 播放器發(fā)出的聲音。按換能機(jī)理和結(jié)構(gòu)分動(dòng)圈式（電動(dòng)式）、電容式（ 靜電 式）、壓電式（晶體或陶瓷）、電磁式（壓簧式）、電 離子 式和氣動(dòng)式揚(yáng)聲器等， 電動(dòng)式揚(yáng)聲器 具有電聲性能好、結(jié)構(gòu)牢固、成本低等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用廣泛；按聲輻射材料分紙盆式、號(hào)筒式、膜片式 揚(yáng)聲器；按紙盆形狀分圓形、 橢圓形 、雙紙盆和橡皮折環(huán)；按工作頻率分低音、中音、高音，有的還分成 錄音機(jī) 專用、電視機(jī)專用、普通和高保真揚(yáng)聲器等；按音圈 阻抗 分低阻抗和高阻抗；按效果分直輻和環(huán)境聲等。揚(yáng)聲器的種類繁多，而且價(jià)格相差很大。模擬燃放禮花的聲音由時(shí)基集成電路 555IC2 來完成，該電路同樣也是一個(gè)振蕩器，不過，其復(fù)位端 4 腳所接的電位器是由 IC1 輸出的方波信號(hào)經(jīng)過一個(gè)微分電路后產(chǎn)生的即從方波上升沿起及之后的一段時(shí)間內(nèi)， IC2 的 4 腳才能保持高電平 “1”，并使其工作，所產(chǎn)生的振蕩信號(hào)直接驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器和三極管驅(qū)動(dòng)的 LED 點(diǎn)亮同步，發(fā)出類似禮花爆炸的聲響。這時(shí)要求控制信號(hào) C=“1”為 +5V， C=“0”為 5V，否則只能傳輸正極性的信號(hào)電壓。但若應(yīng)用于采保電路，仍推薦 CD4016。這種結(jié)構(gòu) 消除了開關(guān) 晶體管閾值電壓 隨輸入信號(hào)的變化，因此在整個(gè)工作信號(hào)范圍內(nèi)導(dǎo)通阻抗比較低。另外，導(dǎo)通阻抗在整個(gè)輸入信號(hào)范圍內(nèi)基本不變。 CD4066 是四雙向模擬開關(guān)，主要用作模擬或數(shù)字信號(hào)的多路傳輸。模擬開關(guān)可傳輸數(shù)字信號(hào)和 模擬信號(hào) ，可傳輸?shù)哪M信號(hào)的上限頻率為 40MHz。當(dāng)控制端加高電平時(shí)，開關(guān)導(dǎo)通；當(dāng)控制端加低電平時(shí)開關(guān)截止。由此可見，當(dāng) CD4017有連續(xù)脈沖輸入時(shí)，其對應(yīng)的輸出端依次變?yōu)楦唠娖綘顟B(tài)，故可直接用作順序脈沖發(fā)生器。 CP0 和～ CPl 是 2 個(gè)時(shí)鐘輸入端，若要用上升沿來計(jì)數(shù)，則信號(hào)由CP0 端輸入；若要用下降沿來計(jì)數(shù)，則信號(hào)由～ CPl 端輸入。每輸入10 個(gè)計(jì)數(shù)脈沖，～ O59 就可得到 1 個(gè)進(jìn)位正脈沖，該進(jìn)位輸出信號(hào)可作為下一級(jí)的時(shí)鐘信號(hào)。 CD4017 的工作原理：十進(jìn)制計(jì)數(shù)／分頻器 CD4017，其內(nèi)部由計(jì)數(shù)器及譯碼器兩部分組成，由譯碼輸出實(shí)現(xiàn)對脈沖信號(hào)的分配，整個(gè)輸出時(shí)序就是O0、 O O … 、 O9 依次出現(xiàn)與時(shí)鐘同步的高電平，寬度等于時(shí)鐘周期。 當(dāng) CD4017 的 Q7 端為 “1”時(shí)，計(jì)數(shù)器復(fù)位。這樣 NE555IC1 的方波信號(hào)就可以通過模擬開關(guān)驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的三極管 T1～ T3 飽和導(dǎo)通，點(diǎn)亮相應(yīng)的發(fā)光二極管 LED1～ LED6。 哈爾濱工業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 圖 22 555 定時(shí)器內(nèi)部結(jié)構(gòu) 圖 23 555 引腳排列 單元電路的設(shè)計(jì) 發(fā)光電路 發(fā)光電路是由十進(jìn)制集成電路計(jì)數(shù)器 CD4017，二極管 D1～ D12，集成電雙向模擬開關(guān) CD4066（ 1）、（ 2）、 （ 3），三極管 T1～ T3 ，發(fā)光二極管LED1～ LED6 組成；由時(shí)基集成電路 555IC1 構(gòu)成的方波發(fā)生器發(fā)出方波振 哈爾濱工業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 蕩信號(hào)送至十進(jìn)制集成電路計(jì)數(shù)器 CD4017 作為觸發(fā)信號(hào)，使其進(jìn)行計(jì)數(shù)。在本課題中用到的是 555， C4017， CD4066 芯片。調(diào)整電位器 VR2 可改變 IC2 的振蕩頻率，以使揚(yáng)聲器發(fā)出類似禮花的聲響，根據(jù) IC2 的時(shí)基振蕩電路將C5 定位為 100uF 由公式（ 23）和（ 24）可求的 R5 的值為 28K 和 VR2 的值為 14K。 ，代入 RC 過渡過程計(jì)算電容的放電時(shí)間為 CRT 22 ? 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 轉(zhuǎn)換值 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ，起始值 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ，代入RC 過渡過程計(jì)算公式可得，電容充時(shí)間為錯(cuò)誤 ! 未 找 到 引 用 源 。 ，終了值 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 電容充電時(shí)，時(shí)間常數(shù) 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 出高電平，同時(shí)晶體管 VT 由導(dǎo)通變截止；電源通過 R 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 下降到 ,時(shí)，