【正文】 =(～)RC 式(21)則我們可得出振蕩頻率f如式(22)所示： f =1/(～)RC 式(22)本電路中振蕩頻率設(shè)為5Hz,由此可選取參數(shù)R=100K、C=1uF,并可通過電位器進(jìn)行進(jìn)一步調(diào)節(jié)。由CD4069及電阻和電容構(gòu)成的振蕩定時電路如圖23所示。由于CD4069為CMOS數(shù)字集成電路，是一種高輸入阻抗器件，容易受外界干擾造成邏輯混亂或出現(xiàn)感應(yīng)靜電而擊穿場效應(yīng)管的柵極。CD4069的引腳圖如圖22所示。該彩燈控制器選用交、直流兩種電壓供電。設(shè)計時應(yīng)減少元件的類型、電平轉(zhuǎn)換和接口電路，以保證電路簡單、工作可靠、經(jīng)濟(jì)實用。具體設(shè)計時，可以模仿成熟的先進(jìn)電路，也可以進(jìn)行創(chuàng)新和改進(jìn)，但都必須保證性能要求?？傮w方案的每個模塊，往往是由一個主要電路組成的，其性能指標(biāo)比較單一?？蓪崿F(xiàn)控制五路彩燈逐行遞增點亮，再逐行遞減熄滅，時間可按實際需要進(jìn)行設(shè)定，并自動實現(xiàn)循環(huán)過程。其中，振蕩電路用來產(chǎn)生脈沖信號，調(diào)節(jié)外圍元件可改變振蕩信號頻率，從而控制彩燈色彩的流動速度，將此作為時間基準(zhǔn)供給計數(shù)、移位寄存器。 電路方框圖根據(jù)設(shè)計要求和概述中介紹的彩燈控制電路的基本組成，可以確定彩燈控制器應(yīng)由振蕩電路、計數(shù)/時序分配電路、雙向模擬開關(guān)、一位寄存器和彩燈顯示五部分組成。一種是采用單片機(jī)控制，其優(yōu)點是編程簡單，控制的圖案花樣多，需增加的電解電路簡單；另一種是利用電子電路裝置控制，其電路不很復(fù)雜，制作和調(diào)試容易，成本也相對較低。根據(jù)技術(shù)計數(shù)指標(biāo)的要求，通過大量資料的查詢，并有效結(jié)合所學(xué)知識，最后確定了的一套比較合適的方案，即通過振蕩電路、計數(shù)/時序分配電路、雙向模擬開關(guān)、移位寄存器及彩燈顯示五部分電路實現(xiàn)其功能。(4) 撰寫論文。(2) 各單元電路的設(shè)計要求，簡述選擇集成組件的原則。 技術(shù)要求(1) 能夠?qū)崿F(xiàn)五路彩燈逐行遞增點亮，再逐行遞減熄滅；(2) 循環(huán)過程自動實現(xiàn)；(3) 彩燈色彩的流動速度可調(diào)。它能使彩燈按照要求有序地被點亮，還可以同音樂、聲音、色彩等結(jié)合起來，使繽紛的世界更具絢麗的色彩。一般包括以下幾部分的內(nèi)容。使得理論與實踐相結(jié)合，可提高處理實際問題的能力以及動手能力。本控制器采用數(shù)字集成塊，外圍元器件少、電路結(jié)構(gòu)簡單，但它有別于其他彩燈顯示電路，相當(dāng)于二維彩燈控制器，本文以二維彩燈控制信號流程為線索，分析相關(guān)數(shù)字集成電路基本工作過程，按電子裝接工藝要求介紹二維彩燈控制器的制作過程。本彩燈控制器可控制五路彩燈逐行遞增點亮，再逐行遞減熄滅。關(guān)鍵字：循環(huán)顯示；時鐘脈沖；彩燈控制器目錄摘要 第1章 緒論 立題目的和意義 設(shè)計任務(wù)與要求 課題概述 技術(shù)要求 設(shè)計內(nèi)容 第2章 電路組成與設(shè)計 設(shè)計方案與方框圖 設(shè)計方案 電路方框圖 單元電路介紹 電源電路 振蕩電路 計數(shù)/時序分配電路 模擬電子開關(guān) 移位寄存器 驅(qū)動電路 可控硅開關(guān)電路 彩燈電路 本章小結(jié) 第3章 整機(jī)電路工作原理 整機(jī)電路工作原理 彩燈點亮過程 彩燈熄滅過程 本章小結(jié) 第４章 元器件選取與計算 元器件選取 電阻器 電位器 電容器 半導(dǎo)體二極管 半導(dǎo)體三極管 三端穩(wěn)壓器 集成芯片 元器件選擇 雙向可控硅 限流電阻 本章小結(jié) 第5章 電路安裝與調(diào)試 主要使用儀器 電路安裝 電路調(diào)試 注意事項 通電檢查及調(diào)試步驟 電路調(diào)試中的故障現(xiàn)象及排除方法 本章小結(jié)結(jié)論 致謝 參考文獻(xiàn)附錄1 外文文獻(xiàn)中文譯文 附錄2 整機(jī)電路原理圖 附錄3 元器件列表 1 緒論隨著人們生活環(huán)境的不斷改善和美化，在許多場合可以看到彩色霓虹燈。振蕩電路產(chǎn)生的時鐘脈沖送入移位寄存器，隨著時鐘脈沖的不斷輸入，移位寄存器的各輸出端依次變?yōu)楦撸ǖ停╇娖?，形成時序控制信號?？煽毓璧膶?dǎo)通與否是由其控制極是否加入觸發(fā)信號來決定的。本文主要介紹彩燈循環(huán)控制電路的設(shè)計組成及工作原理。循環(huán)彩燈控制電路摘要：人們在日常生活、歡樂節(jié)日、娛樂及科研中，到處都會遇到裝飾問題，總離不開彩燈控制器。彩燈控制電路的不斷完善，使得人們的生活更加豐富多彩。電路中的220V電壓通過可控硅器件加至各路彩燈的兩端，當(dāng)可控硅導(dǎo)通時彩燈被點亮，否則熄滅。這些觸發(fā)信號由移位寄存器產(chǎn)生的順序脈沖給出。時序控制信號經(jīng)驅(qū)動電路送入可控硅，使可控硅依次導(dǎo)通，于是各彩燈被依次點亮（熄滅）。由于其豐富的燈光色彩，低廉的造價以及控制簡單等特點而得到了廣泛的應(yīng)用，用彩燈來裝飾街道和城市建筑物已經(jīng)成為一種時尚。若將一定數(shù)量的彩色燈組合聯(lián)接，就能營造出平面上色彩變化的場景，這比通?？刂埔粭l線上的色彩流動更加豐富絢麗。通過本電路的設(shè)計運用所學(xué)的理論知識，分析問題，解決問題，掌握電子電路的設(shè)計方法；熟悉電路的組裝、焊接、調(diào)試等方法；鞏固常用儀器的使用。 設(shè)計任務(wù)與要求每一個電路的設(shè)計，都要有設(shè)計任務(wù)和要求（技術(shù)指標(biāo)），這是電路設(shè)計的前提。 課題概述彩燈控制電路是近年來隨著電子技術(shù)發(fā)展而產(chǎn)生的一種控制裝置。彩燈可大致分為兩種類型：(1) 裝飾彩燈(2) 音樂彩燈本次畢業(yè)設(shè)計的類型為裝飾彩燈，題目為循環(huán)彩燈控制器。 設(shè)計內(nèi)容(1) 說明彩燈控制器的工作原理和各單元電路的作用。(3) 計算元件參數(shù)，組裝電路并進(jìn)行調(diào)試，敘述調(diào)試方法和調(diào)試過程。第2章 電路組成與設(shè)計 設(shè)計方案與方框圖這一節(jié)包括的內(nèi)容是設(shè)計方案的選擇，根據(jù)設(shè)計要求設(shè)計電路，畫出系統(tǒng)的電路方框圖，并標(biāo)明信號的流程方向。 設(shè)計方案彩燈一般是發(fā)光二極管、白熾燈或有不同色彩的燈泡，彩燈控制器大致可分為兩種方案實現(xiàn)。為體現(xiàn)專業(yè)優(yōu)勢，本次設(shè)計采用第二種方案。方框圖如圖21所示： 圖21 電路方框圖以上各部分由相應(yīng)的集成芯片和外圍電路組成。計數(shù)/時序分配電路，用以產(chǎn)生模擬開關(guān)切換的控制信號，經(jīng)模擬開關(guān)轉(zhuǎn)換后的信號直接送入移位寄存器，通過彩燈顯示出來。 單元電路介紹任何復(fù)雜的電子電路裝置和設(shè)備，都是由若干個具有簡單功能的單元電路組成的。在明確每個單元電路的技術(shù)指標(biāo)的前提下，要分析清楚各個單元電路的工作原理，與前后級電路之間的關(guān)系以及電路的結(jié)構(gòu)形式等。而且，不僅各單元電路本身要設(shè)計合理，各單元電路也要互相配合，注意各部分的輸入信號、輸出信號和控制信號之間的關(guān)系。 電源電路電子設(shè)備中所用的直流電源，通常是由電網(wǎng)提供的交流電經(jīng)過整流、濾波和穩(wěn)壓以后得到的，對于直流電源的主要要求是輸出電壓的幅值穩(wěn)定，即當(dāng)電網(wǎng)電壓或負(fù)載電流波動時能基本保持不變，直流輸出電壓平滑，脈動成分小，交流電變換成直流電時的轉(zhuǎn)換率高。直流電壓取自由電阻、電容及二極管組成的整流、濾波、穩(wěn)壓電路，經(jīng)穩(wěn)壓后輸出5V穩(wěn)定電壓，為各集成電路供電；交流電壓直接取自市電 振蕩電路 由于本電路對時間精度的要求不很嚴(yán)格，因此振蕩電路采用集成芯片CD4069和外接電阻、電容構(gòu)成多諧振蕩器，來產(chǎn)生脈沖信號。圖22 CD4069引腳圖 CD4069為六非門集成器件，其中FF2用以產(chǎn)生振蕩信號，而非門3用作CD40174復(fù)位信號的倒相器。雖然器件內(nèi)部輸入端設(shè)置了保護(hù)電路，但它們吸收瞬變能量有限，過大的瞬變信號和過高的靜電電壓將使保護(hù)電路失去作用，因此，CD4069中未使用的非門FFF6的輸入端{(lán)9}、{11}、{13}腳均接到VSS接地端，以作保護(hù)。RR4和C4為振蕩定時元件，調(diào)節(jié)這兩個元件可改變振蕩信號頻率，從而控制彩燈色彩的流動速度，以呈現(xiàn)不同的視覺效果。圖23 振蕩定時電路 計數(shù)/時序分配電路十進(jìn)制計數(shù)／分頻器CD4017，其內(nèi)部由計數(shù)器及譯碼器兩部分組成，由譯碼輸出實現(xiàn)對脈沖信號的分配，整個輸出時序就是Y0、YY…、Y9依次出現(xiàn)與時鐘同步的高電平，寬度等于時鐘周期。其引腳功能如圖24所示。CD4017具有自動啟動功能，即在電路進(jìn)入無效狀態(tài)時，在計數(shù)脈沖作用下，最多經(jīng)過兩個時鐘周期就能回到正常循環(huán)圈中，因此本控制器的CD4017未設(shè)置加電復(fù)位電路。CD4017有CL和EN兩個計數(shù)輸入端，CL端為脈沖上升沿觸發(fā)端，若計數(shù)脈沖從CL端輸入，則EN端應(yīng)接低電平；EN端為脈沖下降沿觸發(fā)端，若計數(shù)脈沖從EN端輸入，則CL端應(yīng)接高電平。每到來一個脈沖，其輸出向前移動一位，即在脈沖到來時，CD4017的各輸出端