电子课程设计报告彩灯控制电路

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1、19河南科技学院新科学院电子课程设计报告 题目：彩灯控制电路 专业班级：电气工程及其自动化092 姓名： 时 间：2011.06.06 2011.06.15 指导教师： 完成日期：2011年06月 15 日彩灯控制电路任务书1设计目的与要求 设计一个彩灯控制器，要认真并准确地理解有关要求，独立完成系统设计，在双干线的路口上，交通信号灯的变化按照下面假定进行计时：(1)多路彩灯（至少4路）；(2)任何时刻彩灯闪烁，彩灯交替时间为1s；(3)能完成3种以上闪烁功能的切换。2设计内容(1)画出电路原理图，正确使用逻辑关系；(2)确定元器件及元件参数；(3)电路仿真；(4)SCH文件生成与打印输出；(

2、5)PCB文件生成与打印输出。3编写设计报告写出设计的全过程，附上有关资料和图纸，有总结体会。4答辩在规定时间内，完成叙述并回答问题。目录一引言（1）二设计任务与要求（1）三总体框图（1）（1）秒脉冲电路 （1）（2）彩灯维持电路 （2）（3）控制显示电路 （3）四选择器件（5）（1）555定时器-（5）（2）74ls194-（7）五功能模块-（11）六总体设计电路 (12)七设计心得体会- (13)附录1-（14）附录2- (15)参考文献-(15)简易彩灯控制电路摘 要：该设计是一种彩灯控制电路，它通过两片集成双向移位寄存器74LS194和开关控制左移、右移以及全亮、全灭等功能，许多电路都

3、是在此基础上再增加电路实现各种花样，可用于节目灯光布置、广告灯牌设计、电器彩灯装饰等场合，由于其观赏性强，再美化生活中已成为必不可少的应用。关键词：彩灯控制器；555定时器；拨码开关；双向移位寄存器一 引言小康社会已经到来，随着人们对生活精神文明越来越高的要求，审美视觉已越来越深入到细微的丰富生活中，彩灯控制器的广泛应用为美化生活提供了多姿多彩。随着现在社会的发展，人们生活水平的提高，人们对娱乐环境的要求越来越高，娱乐环境中的灯光控制，成了一个重要的部分，为此，各种满足人们需要的彩灯控制器被设计出来了。在当今这个社会，彩灯的发展方向非常广泛，各种娱乐场所，酒店，广场等，都采用了彩灯烘托环境的美

4、好，尤其是各类娱乐场所，灯光的配置几乎成了其硬件的主要部分，如果灯光设计的合理化，智能化，将会给客人以焕然一新的感觉，这种身心上的享受，将会成为娱乐公司抓住客户的必要手段。此外，随着电子技术的高速发展，对于彩灯控制也就相当容易了，无论从技术上讲还是从需求上讲，彩灯都有很高的发展前景。(内容为小四号仿宋，首行缩进二个字，行距为固定值20。)二 总设计方案控制8个不同颜色的彩灯依次由暗变亮，若8个都亮后，维持一段时间，然后熄灭，此后不断重复上述过程。三 总体框图彩灯控制电路由三个模块构成，显示电路秒脉冲电路和维持电路。秒脉冲电路全程为电路提供矩形波信号使彩灯定时发亮；显示电路为维持电路提供电源：维

5、持电路在显示电路部分提供电源的情况下为电路提供一段较长的高电平，使彩灯在全部变亮后保持一段时间。同时结合显示电路部分所带元件（主要是74LS194）的性质，使彩灯从右到左依次由暗变亮，亮后维持一段时间，然后熄灭，并且不断重复。1秒脉冲电路本电路秒脉冲电路由一个集成的555定时器够成，当电源接通后，VCC通过对R1R2向电容器充电。电容上得到电压按指数规律上升，当电压上升到2/3VCC时，输出电压V0为零，电容器放电。当电压下降到1/3VCC时，输出电平为高电平，电容器放电结束。这样周而复始形成了振荡。 图 1、秒脉冲电路2彩灯维持电路图 2、彩灯维持电路当第八个等变亮时，使555定时器产生高电

6、平。当八个等全变亮后，使得彩灯维持一端时间，555定时器保持高电平的时间就是彩灯变亮后维持的时间。555定时器不在提供高电平是彩灯熄灭，通过调整R6R4改变555定时器保持高电平的时间。3控制显示电路图 3、控制显示电路体现8个不同颜色彩灯由暗变亮，不断重复，闪烁发光。四 选择器件（主要：555定时器74LS194）1、555定时器 555 定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。555 定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。它也常作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制等方面。 55

7、5 时基电路有双极型和 CMOS 型两种。LM555/LM555C 系列属于双极型。优点是输出功率大，驱动电流达 200mA。而另一种 CMOS 型的优点是功耗低、电源电压低、输入阻抗高，但输出功率要小得多，输出驱动电流只有几毫安。双极型定时器CB555是由比较器C1和C2、基本RS触发器和集电极开路的放电三极管TD三部分组成。555定时器引脚图如下所示：555引脚图介绍如下1地( GND )2触发 (TR),是下比较器的输入3输出 (OUT),有0和1两种状态,它的状态由输入所加的电平决定4复位 (R),叫上低电平(0.3V)时可使输出端为低电平5控制电压 (CV),可以用来改变上下触发电平

8、值6门限(阈值） (TH),是上比较器的输入7放电 (DIS),是内部放电管的输出,它有悬空和接地两种状态,也是由输端 的状态决定8电源电(VCC)555定时器的内部逻辑电路如下图所示：图5 、555内部原理图 上图中TR为低触发端，TH为高触发端，Rd为清零端，CO为控制电压端，D是放电端，OUT是输出端， Vcc是电源端。555定时器的逻辑功能表：表 1555逻辑功能表输 入输 出0XX0导通10导通1不变不变11截止11截止2、74LS194移位寄存器74LS194由4个触发器和它们的输入控制电路组成。SR为数据右移串行输入端，SL为数据左移串行输入端，A到D为数据并行输入端，QA到QD

9、为数据并行输出端，CLR为移步清零输入端，S0S1为工作状态控制端。图 6、74LS194逻辑符号表274LS194逻辑功能表图 7、74LS194内部原理图五 功能模块1秒脉冲电路 图 8、秒脉冲发生电路本电路秒脉冲电路由一个集成的555定时器够成，当电源接通后，VCC通过对R1R2向电容器充电。电容上得到电压按指数规律上升，当电压上升到2/3VCC时，输出电压V0为零，电容器放电。当电压下降到1/3VCC时，输出电平为高电平，电容器放电结束。这样周而复始形成了振荡。脉冲发生器由NE555与R1，R2，RP，C1，C2组成的多谐振荡器组成,它是为灯光流动控制器提供流动控制脉冲的，多谐振荡器的

10、振荡频率可根据所需要的灯光流动速度，通过RP进行调节，由于RP阻值较大，所以有较大的调速范围。Multism10.0的仿真结果如下图所示：图 9、秒脉冲控制电路图 10、秒脉冲波形图2彩灯维持电路：图 11、维持电路当第八个等变亮时，使555定时器产生高电平。当八个灯全变亮后，彩灯维持一端时间，555定时器保持高电平的时间就是彩灯变亮后维持的时间。555定时器不在提供高电平时彩灯熄灭，通过调整R6R4改变555保持高电平的时间。仿真结果图如下：图 12、彩灯维持电路图13、彩灯维持电路波形图3控制显示电路图14、显示控制电路体现8个不同颜色彩灯由暗变亮，不断重复，闪烁发光。全亮后维持一段时间。

11、六 总体设计电路图 接通电源,由555组成的多谐振荡器产生脉冲信号，通过LS194寄存器移位，使输入的二进制代码译成对应的输出高电平信号，只灯泡依次由暗变亮，当第八个灯变亮时由555组成的维持电路给电路提供一个持续高电平使八个灯维持一端时间。间低电平出现时，彩灯全灭。上述步骤重复循环，从而实现任务要求。图16、总设计电路图七 设计心得体会这次电子技术课程设计历时两个星期，在整整两星期的日子里，可以说是苦多于甜，但是可以学到很多很多东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。以前上课的时候，老师经常强调在设计一个电路的时候，一定要事先把设计原理方框图画出来

12、，但是我开始总觉得这样做没必要，很浪费时间。但是，这次课程设计完全改变了我以前的那种错误认识，我接触的那些电路都是很短、很基础的，但是在课程设计中碰到的那些需要很多芯片才能完成的任务，画设计方框图是很有必要的。因为通过设计方框图，在做设计的过程中，我们每一步要做什么，每一步要完成什么任务都有一个很清楚的思路，而且在实验测试的过程中也有利于查错。其次，以前对于课程设计还处于一知半解的状态，但是经过这一次的课程设计，对于怎么去排错，查错，怎么去看每一步的运行结果，怎么去了解各个器件的功能我有了很大的提高。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合的重要性，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论

13、知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，从而提高自己的实际动手能力和独立思考能力，才能真正为社会服务。在设计的过程中遇到的问题，可以说是困难重重，这毕竟是第一次做的，难免会遇到各种各样的问题，从这次课程设计中我看到我的不足之处，对自己学过的知识还没有很深刻的理解和掌握。这次课程设计终于顺利完成，在设计中遇到了很多问题，最后在老师的帮助下，困难都很快的解决了。在此我对老师表示深深的感谢，同时我也对所有帮助过我的同学们表示感谢！附录1：PCB板附录2：Multism10.0的总电路仿真结果如下图所示图17、总设计电路仿真图参考文献1 谢自美电子线路设计实验测试（第二版）武汉：华中科技大学出版社，20002 徐瑞萍.模拟电子技术仿真与实验.西北工业大学出版社，20073 苏文平.电子技术实践与制作教程.国防工业出版社，2006