流水灯电路课程设计

河南机电高等专科学校河南机电高等专科学校 电子技术课程设计报告电子技术课程设计报告 设计课题 流水灯电路课程设计 专业班级 学生姓名 学生学号 指导教师 成 绩 二 一三年十二月五日 1 流水灯电路 一 设计任务与要求 1 设计任务 设计一流水灯电路 使 8 个彩色发光二极管逐个亮 灭 扭动滑动变 阻器改变发光二极管点亮的时间 该流水灯电路实现以下功能 1 八路彩灯从上到下逐次渐亮 间隔长短由滑动变阻器连入电路的阻值 控制 2 八路彩灯从下到上逐次渐灭 间隔长短由滑动变阻器连入电路的阻值 控制 二 方案设计与论证 流水灯电路原理图 R 4 DC 7 Q 3 GND 1 VCC 8 TR 2 TH 6 CV 5 U1 555 R1 1k R2 1k C1 10u D0 3 Q0 14 D1 4 Q1 13 D2 5 Q2 12 D3 6 Q3 11 RCO 15 ENP 7 ENT 10 CLK 2 LOAD 9 MR 1 U2 74LS161 A 1 B 2 C 3 E1 6 E2 4 E3 5 Y0 15 Y1 14 Y2 13 Y3 12 Y4 11 Y5 10 Y6 9 Y7 7 U3 74LS138 R3 470 R4 470 R5 470 D1 LED GREEN D2 LED GREEN R6 470 D7 LED RED D8 LED RED R7 470 R8 470 R9 470 R10 470 D3 LED RED D4 LED RED D5 LED YELLOW D6 LED YELLOW 71 RV1 50k 从原理图可以看出 如果我们想让接在 V0 口的 D1 亮起来 那么我们 2 只要把 V0 口的电平变为低电平就可以了 相反 如果要接在 V0 口的 D1 熄 灭 就要把 V0 口的电平变为高电平就可以 同理 接在 V1 V7 口的其他 7 个 D 的点亮和熄灭方法方法同 D1 因此 要实现流水灯功能 我们只要 将 D2 D8 依次点亮 熄灭 依始类推 8 只 D 变会一亮一暗的做流水灯了 实现 8 个 D 流水灯程序用中文表示为 V0 低 延时 V0 高 V1 低 延 时 V1 高 V2 低 延时 V2 高 V3 低 延时 V3 高 V4 低 延时 V4 高 V5 低 延时 V5 高 V6 低 延时 V6 高 V7 低 延时 V7 高 返回到开 始 程序结束 滑动变阻器 电 源 图 1 1 参考布局 三 单元电路参数计算与原理分析 原电路设计主要是有 555 定时器 滑动电阻 电容 二极管等元件 参数计算主要是 555 定时器的参数计算 555 定时器的内部电路包括以下几 部分 一个有三个阻值相等的电阻 5 千欧 组成的分压电器 两个电压比 较器 A1 和 A2 一个 R S 触发器 一个三极管 T 和一个反相器 三个等值电阻组成的分压器为两个电压比较器提供基准电压 电压比 较器 A1 的基准电压为 2 3Ucc 加在 A1 的负端 电压比较器 A2 的基准电压 为 1 3Ucc 加在 A2 的正端 A1 的正端为域值端 6 TH A2 的负端为触 发端 2 TH 在域值端 6 和触发端 2 外加输入信号与两基准电压比较 决 定比较器的输出状态 用来启发电路 当域值端输入的电压大于 2 3Ucc 时 3 比较器 A1 输出高电平 C1 1 当域值端输入的电压小于 2 3Ucc 时 A1 输 出底电平 C1 0 同理 当触发器输入的电压小于 1 3Ucc 时 比较器 A2 输出高电平 C2 1 当触发器输入的电压大于 1 3Ucc 时 比较器 A2 输出 高电平 C2 0 两个比较器的输出作为 R S 触发器的输入信号 因而两个 比较器的输出状态可确定触发器的状态 以上是 555 定时器的原理设计也 是各参数的计算 555 定时器原理图如下 图 1 2 555 管脚图 4 图 1 3 NE555 电路引脚图 图 1 4 NE555 电路内部方框图 分析表明 多谐振荡器的振荡周期是振荡器的重要参数 周期的计算 方式如下 T1 R1 R2 C 2 0 7 R1 R2 C T2 0 7R2C T T1 T2 R1 2R2 C 5 振荡周期为 f 1 T 1 0 7 R1 2R2 C 1 43 R1 2R2 C 据上述公式进行计算 求出每种器件的理论数值 然后选择元器件 数字集成电路有多种 各种类型都有自己的特点 选择适合本电路的 555 定时器 在选取电路的电阻和电容时 其材料要适合 不宜选用电感效应 大的线饶电阻 选择合适的阻容元件时 注意电阻器的允许误差范围与最 大功率 注意电容的容量与耐压值 四 总原理图及元器件清单 1 总原理图 R 4 DC 7 Q 3 GND 1 VCC 8 TR 2 TH 6 CV 5 U1 555 R1 1k R2 1k C1 10u D0 3 Q0 14 D1 4 Q1 13 D2 5 Q2 12 D3 6 Q3 11 RCO 15 ENP 7 ENT 10 CLK 2 LOAD 9 MR 1 U2 74LS161 A 1 B 2 C 3 E1 6 E2 4 E3 5 Y0 15 Y1 14 Y2 13 Y3 12 Y4 11 Y5 10 Y6 9 Y7 7 U3 74LS138 R3 470 R4 470 R5 470 D1 LED GREEN D2 LED GREEN R6 470 D7 LED RED D8 LED RED R7 470 R8 470 R9 470 R10 470 D3 LED RED D4 LED RED D5 LED YELLOW D6 LED YELLOW 71 RV1 50k 图 1 6 流水灯总原理图 2 元器件清单 表 1 1 元件清单 6 元件序号型号主要参数数量备注 U1 集成电路NE5551 U2 集成电路74LS1611 U3 集成电路741S1381 R2 可变电阻50K1 R1 R3电阻1K2 R4 R10 电阻4708 C1 电容10uF1 D2 D8发光二极管黄8 J1接插件可用导线代替 PCB 板1 五 安装与调试 根据电路图把各元器件按要求组装成电路 确保成功安装完成后 根 据要求对各元件进行测试看是否符合要求 在对整体的电子产品进行调试 看是否符合要求 若调试成功则说明该电子产品已成功 调试要求如下 1 查看所有元件和零部件是否损坏 确保无误后按照电路图正确安装 元器件和零部件 2 连接时 要注意细节 以确元原器件的牢靠 高度适中 各元器 件要与电路板贴紧 3 检查无误后 接上电池 而后滑动可变电阻器发光二极管都不亮或 都亮 4 单故障排 故障实例 安装好电路后 接上电池此电路不工作 故障分析 1 电源的正负极接反 2 发光二极管的方向接反 3 运算放大器的方向接反 六 性能测试与分析 7 性能测试需要很长的时间 过一段时间看产品是否还是刚生产出来的 那样 如果性能有所下降说明该电子产品的连接或其中的某些电子元件的 性能有所下降或电子元件不符合标准 要对各电子元件进行检测不合标准 的要换掉 还要对连接的各个接点进行检测看是否接触良好 七 结论与心得 在课程设计中我学到很多 1 了解电子元件 电子产品 学会了电子产品的基本制作特点及其应用 提高和增强了自学的能力 工作实践能力 创新能力 2 课程设计培养和锻炼了我们 提高另外们的整体综合素质 使我们不仅 对课程设计的重要意义有了更深层次的认识 而且提高了动手能力 3 巩固了我们的理论基础 使我们更好地把理论应用于实践 4 在设计中 我们取得的劳动成果 让久在课堂的我切身感受到作为一名 技术工的苦与乐 同时检验了自己所学的知识 5 课程设计让我深深的体会到劳动不仅对自然界进行改造 也能对一个人 的思想进行改造 课程设计是每一个学生必须拥有的一段经历 它使我们在实践中了解 社会 让我们学到了很多知识 也打开了视野 增长了见识 为我们以后进 一步走向社会打下坚实的基础电子课程设计不仅给我们提供了一个很好的 展现应用自己所掌握的知识的平台 又是检验自己所学知识的一次考核 我 们运用各自在各方面的优势中和起来 形成了一个团队 通过团队力量 才使 设计得以完成 我们是一个不可或缺的整体 少了任何一个人都是无法完成 任务的通过这一周的课程设计 我对一些专业知识和电子设计有了更深的 了解 同时也尝试着去应用自己的所掌握的知识 本次电子课程设计主要 是对学习的模拟电子技术和数字电子技术的应用 同时加上电路等知识 设计一些课题 经过几天的奋战 我从中学到了很多课本上学不到的知识 提高了自己