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毕业设计论文
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可控硅控制的变色吊灯设计,毕业设计论文
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XXX职业技术学院 毕业设计 课题名称 ： 可控硅控制的变色吊灯 学生姓名 ： XXX 专业班级 ： 应用电子技术班 学 号 ： 0 3 0 1 0 3 3 2 8 指导教师 ： XXX 2006年 5 月 30 日 nts可控硅控制的变色吊灯 - 1 - 目 录 第一部分 摘 要 . 2 1.关键词 .2 2.引言 .2 第二部分 电路的设计及原理 . 2 1. 电路原理分析 .2 2. 硬件电路图 .3 2. 元件功能 .4 3.1 十进制计数 /分配器 .4 3.1.1 CD4017 各管脚的功能 .4 3.1.2 CD4017 内部逻辑电路原理 .4 3.2 双向可控硅 .6 3.2.1 原理 .6 3.2.2 双向可控硅的检测 .6 3.3 其它元件的功能 .6 第三部分 总论 . 7 1. 参考文献 、资料 .7 nts可控硅控制的变色吊灯 - 2 - 摘 要 ： 这种变色吊灯造型新颖别致，使用方便，在不同需要的场合可以随意变换灯的颜色，从而改变环境气氛。从它的构造原理可知， 三 只乳白色灯罩里分别装有红、绿、蓝三种颜色的灯泡，利用光的三色混合原理，可以调配出多种颜色的光。当然，由于灯泡颜色的光谱不标准，以及三基色亮度的比例关系，不可能重现出标准的三基色和复色的白色光 。 关键词 ： 整流 滤波 稳压 十进制计数 /分配器 CD4017 双向可控硅 Abstract： This kind changes color the hanging lamp modelling novel to be unique, the easy to operate, may transform the lamp at will in the different need situation the color, thus change environment atmosphere. May know from its structure principle, in three cream color chimneys separately is loaded with red, is green, the blue three kind of colors light bulb, the tricolor mix principle which the advantage uses up, may mix the many kinds of colors the light. Certainly, because the light bulb color spectrum is nonstandard, as well as three Base color brightness proportion relations, are impossible to reappear the standard three Base color and the duplicate color white The key reproaches： Rectification Filter Constant voltage The decimal base counts/the assignmentCD4017 Bidirectional controllable true 一、引言 随着社会的不断发展，人们的生活水平的不断提高，现在的人们对物质上和精神上的需求不在是想以前那么的单一了，流行的是高品位的生活。现代的家庭经常会办一些家庭小酒会，经常在不同的场合用不同的灯光效果来搭配各场合的气氛。怎样可以更好更轻松的达到想要的效果呢？ 现在市场上所销售的吊灯都是那些单一的颜色，如要变换一下颜色用户就得自己手工去换灯泡去变换灯的颜色。而 可控硅控制的变色吊灯就不同于它们，在灯罩里分别装有红、绿、蓝三种颜色的灯泡，利用光的三色混合原理，可以调配出多种颜色的光。 这样就给用 户省去很多不必要的麻烦。 nts可控硅控制的变色吊灯 - 3 - 二、电路的设计及原理 可控硅控制的变色吊灯的 部分电路 是 装在灯具内，与灯架、灯座、灯罩等合为一体，引出三根线红、黄、绿，与所配开关相连，这有别于普通的灯具控制。其电路原理如上图所示 。 1、 电路原理分析 当开关控制盒内 K 接通后， 220V 交流电经 C1、 D1、 D2 整流，再由 C2 滤波和 DW 稳压后，供给十进制计数 /分配器 CD4017 工作电压。同时， 9V 电源经C3 向 IC 第 (15)脚输出一个正脉冲，使电路清零，所以其 (3)脚输出正电压触发双向可控硅 SCR1，使五只灯罩内的红色灯泡发光，这是一 种状态。若按动开关盒内 AN 按钮，三极管 BG 基极与发射极短路， BG 管截止，此时 IC 第 (14)脚电压上升，触发其内电路使之计数，由 (2)脚输出高电平，使双向可控硅 SCR2 导通，使相应的五只绿灯点亮。再按动 AN，电路又可使蓝灯点亮。当继续按动 AN，使 IC 第 (7)脚输出高电平时，灯罩内红色和绿色灯泡同时点亮，从而对外表现为黄光，以后 IC 各脚的输出和灯光的颜色读者可自行分析。二极管 D3 是使 (6)脚输出时，电路复位到初始状态，即红灯亮。 D4 D12 为隔离二极管。彩色灯泡选 25W 时，双向可控硅应选 2A 电流的。另外在使用中 较易出现各色灯都不能nts可控硅控制的变色吊灯 - 4 - 开启现象，这多是降压整流电路损坏，如 C1、 D1、 D2、 DW 等，根据电路，应在三只可控硅控制极各串一支 2K 电阻，以保护可控硅和 CD4017。在安装接线时，灯具和开关盒之间的连线不能接错，其上已有颜色标识。 2、 硬件电路图 ： 可控硅控制的变色吊灯 硬件电路 电路板走线图 C30 .1C21 00 / 16 VS C R 1S C R 2S C R 3C40 .4 7 /4 00 V D 1 4IN 4 0 07D2 IN 4 0 07D3 IN 4 0 07D4 IN 4 0 07D5 IN 4 0 07D6 IN 4 0 07D7 IN 4 0 07D8 IN 4 0 07D 1 0 IN 4 0 07D9 IN 4 0 07D 1 2 IN 4 0 07D 1 5IN 4 0 07D 1 3 IN 4 0 07D 1 1 IN 4 0 07DW9VQB C 9 01 4D1D IO D E1122334455667788991010111112121313151514141616icC D 4 01 7 _1R72kR62kR52kR11 0kR21 0k R31 00 kR41 0kKAND S 1D S 2D S 3D S 4D S 5D S 6nts可控硅控制的变色吊灯 - 5 - 3、 元件功能 3.1、 十进制计数 /分配器 CD4017： CD4017 采用标准的双列直插式 16 脚塑封它的引脚排列如图 1-1 所示 （ 1） CD4017 各管脚的功能 脚（ Y5），第 5 输出端；脚（ Y1），第 1 输 出端；脚（ Y0），第 0 输出端，电路清零时，该端为高电平；脚（ Y2），第 2 输出端；脚（ Y6），第 6 输出端，脚（ Y7），第 7 输出端；脚（ Y3），第 3输出端；脚（ Vss），电源负端；脚（ Y8），第 8输出端；脚（ Y4），第 4 输出端； 11脚（ Y9），第9 输出端； 12脚（ Qco），级联进位输出端，每输入10 个时钟脉冲，就可得一个进位输出脉冲，因此进位输出信号可作为下一级计数器的时钟信号。 13脚，时钟输入端，脉冲下 降沿有效； 14脚（ CP），时钟输入端，脉冲上升沿有效； 15脚（ R），清零输入端，在“ R”端加高电平或正脉冲时， CD4017 计数器中各计数单元输出低电平“ 0”； 16脚（ Vdd），电源正端， 318V 直流电压。 （ 2） CD4017 内部逻辑电路原理 CD4017 内部逻辑电路原理图 1-2 所示。它是由十进制计数器电路和时序译nts可控硅控制的变色吊灯 - 6 - 码电路两部分组成。 CD4017 有两个计数输入端，即“ CP”端和“ ”端。 D触发器的 CP 端是脉冲上升沿触发 ，若用上升沿计数，信号从“ CP”端输入，此时“ ”端接“ 0”电平即可。经门 2 的反相变为“ 1”电平。当 CP 脉冲的上升沿到来时，经门 1 反相后变为负脉冲，到达门 2 前又反相变为正脉冲作用于门2 的输入端，使门 2 输出正脉冲，作用于 F1F5 的“ CP1CP5”端。若用脉冲下降沿计数，则“ CP”端接“ 1”电平，信号从“ ”端输入，下降沿到达门 2前先反相变为正脉冲，结果门 2 同样输入正脉冲作用于各触发器的“ CP”端。 D 触发器的基本逻辑功能是，其输出端 Q 的状态总是与输入端 D 的状态相同，既 Qn+1=D，当计数器为“ 00000”状态时， F1 的 D1 端与 F5 的 端状态相同，即 D1= =1， D2=Q1=0， D3= = =0， D4=Q3=0， D5=Q4=0。当第一个CP 脉冲作用后， F1 变为“ 1”态， F2F5 仍保持“ 0”态，此时计数器为“ 10000”态。由于这时 D1= =1， D2=Q1=1， D3= =0， D4=Q3=0， D5=Q4=0。所以当第二个 CP 脉冲作用后， F1 为“ 1”态， F2 为“ 1”， F3F5 保持“ 0”态，计数器变为“ 11000”状态。依此类推，当 第 5 个 CP 脉冲作用后，计数器变为“ 11111”状态。由此可见，随着输入脉冲个数的增加，状态为“ 1”的触发器个数逐渐增多，在第 5 个脉冲作用后，状态为“ 1”的个数为最多，既全部呈“ 1”态。此时 D1= =0， D2D5=1。因此当第 6 个 CP 脉冲作用后， F1 变为“ 0”态，F2F5 仍为“ 1”态，计数器变为“ 01111”态。按上述方法，可以得出，当第 7、8、 9 个时钟脉冲作用以后，计数器的状态将依次为“ 00111”，“ 00011”，“ 00001”，可见从第 6 个 CP 脉冲开始，随着输入脉冲个数的增加，状态为“ 1”的触发器的 个数将逐渐减少，由于第 9 个 CP 脉冲作用后， Q1Q4=0， Q5=1，所以当第 10个 CP 脉冲作用后，各触发器均为“ 0”状态，计数器返回到初始状态“ 00000”，这样就完成了一个计数循环。 CD4017 时序译码电路由门 514 构成，共有 Y0Y9 十个时序输出端和 QCO一个进位端。 Y0= 、 Y1= 、 Y2= 、 Y3= 、 Y4= 、Y5= 、 Y6= 、 、 Y7= 、 Y8= 、 Y9= 。由此得出计数器 各 状 态 下 的 译 码 器 的 输 出 状 态 。 当 计 数 器 为 “ 00000 ” 状 态 时 ，nts可控硅控制的变色吊灯 - 7 - Y0= = =1；当计数器为“ 10000”状态时， Y1= = =1。当计数器从“ 00000”状态依次变到“ 00001”状态时，在 Y0Y9 这 10 个输出端便得到顺序输出的正脉冲，既是时序脉冲。第 10 个时钟作用后，计数器为“ 00000”状态，此时 QCO= =1，输出一个正脉冲，该脉冲作为下一级电路的时钟脉冲信号。 在“ R”端加上高电平 或正脉冲时，计数器中各计数器单元 F1F5 均被置零，计数器为“ 00000”状态。其波形如图 1-3 3.2双向可控硅 ： （ 1） 、原理 双向可控硅有第一阳极 A1（ T1），第二阳极 A2（ T2）、控制极 G 三个引出脚。双向可控硅第一阳极 A1 与第二 阳极 A2 间，无论所加电压极性是正向还是反向，只要控制极 G 和第一阳极 A1 间加有正负极性不同的触发电压，就可触发导通呈低阻状态。此时 A1、 A2 间压降也约为 1V。双向可控硅一旦导通，即使失去触发电压，也能继续保持导通状态。只有当第一阳极 A1、第二阳极 A2 电流减小，小于维持电流或 A1、 A2 间当电压极性改变且没有触发电压时，双向可控硅才截断，此时只有重新加触发电压方可导通。 nts可控硅控制的变色吊灯 - 8 - （ 2） 、 双向可控硅的检测 用万用表电阻 R*1挡，用红、黑两表笔分别测任意两引脚间正反向电阻，结果其中两组读数为无穷大。若一组为数十欧 姆时，该组红、黑表所接的两引脚为第一阳极 A1 和控制极 G，另一空脚即为第二阳极 A2。确定 A1、 G 极后，再仔细测量 A1、 G 极间正、反向电阻，读数相对较小的那次测量的黑表笔所接的引脚为第一阳极 A1，红表笔所接引脚为控制极 G。将黑表笔接已确定的第二阳极 A2，红表笔接第一阳极 A1，此时万用表指针不应发生偏转，阻值为无穷大。再用短接线将 A2、 G 极瞬间短接，给 G 极加上正向触发电压， A2、 A1 间阻值约 10 欧姆左右。随后断开 A2、 G 间短接线，万用表读数应保持 10 欧姆左右。互换红、黑表笔接线，红表笔接第二阳极 A2，黑表笔接第一 阳极 A1。同样万用表指针应不发生偏转，阻值为无穷大。枚
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