神奇旋转彩灯电路设计.doc

电子设备调试及维修实习 神奇旋转彩灯电路设计 班 级：200906251 学 号：15 姓 名：王冬洋 同组者姓名： 邢永强 高峥 院 系：机械电子系 时 间：2011年12月5日至2012年1月8日 北京经济管理职业学院 一、题目的意义彩灯是现代社会的一种简单的装饰物品。它的成功制作不仅给我们的生活带来了丰富多彩也使我们能够结合生活中的应用，使我们了解电子技术，从而能够更好的学习我们的专业二、目的这次制作可以曾强我们对于理论和事件的结合能力，加深对书本上理论的理解，培养对我们专业得兴趣，增强我们的信心三、功能可以使电路的彩灯形成旋转，并且根据我们的调试随机发光四、原理叙述彩灯电路由10只发光二极管，振荡器以及译码器组成，电路如图所示。其中，核心部分是CMOS十进制译码器U2(CD4017).U2有3个输入端，当15脚加高电平或者正脉冲的时候，计数输出均为“0”；当14脚输出低到高的正脉冲时，计数器才能计数；当13脚加入低电平时，允许计数，当13脚加入高电平时，计数封锁，输出状态不变。U2有10个译码输出端，它们随时钟输入依次输出高电平，以此驱动LED0-LED9,轮流发光，形成旋转。 U1是一片CMOS六非门电路，两两组成方波振荡器。其中，门1、门2组成的振荡器供U2作时钟输入，使之能驱动LED发光，振荡频率由R2、C1决定。门3、门4组成的振荡器控制电子开关S1，当门4输出高电平时，开关S1导通，U2就有了时钟输入。反之S1截止，U2就无时钟输入。门5、门6组成的振荡器控制电子开关S2，S2导通时，5V电源加到U2的13脚，将时钟封锁，LED0LED9停止转动。当门4输出低电平和门输出使S2导通时，均使彩灯转动暂停。电子开关S3受门2、门4、门6共同控制，这3个门只要有1个输出高电平，电子开关S3就导通，U2的清零端15脚就通过S3接地，U2正常计数工作；当这3个门均输出低电平时，开关S3截止，U2的15脚变为高电平，将U2清零。由于3个振荡器的频率及相位均不相同，所以各种情况的出现也是随机的，彩灯的转动也是变化无常的五、主要元器件说明1、CD4017：十进制计数分频器CD4017，其内部由计数器及译码器两部分组成，由译码输出实现对脉冲信号的分配，整个输出时序就是O0、O1、O2、O9依次出现与时钟同步的高电平，宽度等于时钟周期。CD4017有10个输出端（O0O9）和1个进位输出端O5-9。每输入10个计数脉冲，O5-9就可得到1个进位正脉冲，该进位输出信号可作为下一级的时钟信号。CD4017有3个输（MR、CP0和CP1），MR为清零端，当在MR端上加高电平或正脉冲时其输出O0为高电平，其余输出端（O1O9）均为低电平。CP0和CPl是2个时钟输入端，若要用上升沿来计数，则信号由CP0端输入；若要用下降沿来计数，则信号由CPl端输入。设置2个时钟输入端，级联时比较方便，可驱动更多二极管发光。由此可见，当CD4017有连续脉冲输入时，其对应的输出端依次变为高电平状态，故可直接用作顺序脉冲发生器。引脚图及真值表图1：引脚图及真值表CD4017引脚功能描述:CO：进位脉冲输渊CP：时钟输入端CR：清除端INH：禁止端Q0-Q9 计数脉冲输出端VDD：正电源VSS：地CD4017工作条件电源电压范围：3V-15V输入电压范围：0V-VDD工作温度范围M 类：55-125E 类：40-852、CD4066：CD4066是一种双向模拟开关，在集成电路内有4个独立的能控制数字及模拟信号传送的模拟开关。每个开关有一个输人端和一个输出端，它们可以互换使用，还有一个选通端（又称控制端），当选通端为高电平时，开关导通；当选通端为低电平时，开关截止。使用时选通端是不允许悬空的. 通用参数：电子开关电路（双列14脚）替换型号：BU4066B，CD4066B，HD14066，HEF4066B，LC4066B，M4066B，NJU4066B，SCL4066B，TC4066BP3、CD4069： CD4069是六反相器简要说明：CD4069是一个六非门电路,就是在一个集成电路中有六个非门,非门的功能是（反相）:输入1则输出为0,输入0则输出1.引脚功能 有14个引脚：1脚和2脚（1输入2输出），3脚和4脚（3输入4输出），5脚和6脚（5输入6输出），8脚和9脚（8输入9输出），10脚和11脚（10输入11输出），12脚和13脚（12输入13输出），7脚是VSS14脚是VCC图2：CD4069引脚图六、制作过程1、仿真图3：仿真图2、原理图图4：原理图3、元器件列表图5：器件图序号代号名称规格及型号数量备注1R1,R3，R5电阻1M3RJ-1/4W2R4电阻510K1RJ-1/4W3R6电阻470K3RJ-1/4W4R7,R8，R9电阻100K2RJ-1/4W5R11电阻5101RJ-1/4W6R2多圈电阻器1M17C1，C2,C3瓷介电容0.1uF38LED1-LED9发光二级管3mm109V1-V3二极管1N4148310U1集成电路40691多谐振荡器11U2集成电路40661模拟开关12U3集成电路40171计数脉冲图6：元器件列表图4、PCB图图8：PCB