电子技术课程设计(1)

1、 课程设计名称： 电子技术课程设计 题 目： 七色广告灯箱控制器 学 期：专 业： 班 级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 辽宁工程技术大学课 程 设 计 成 绩 评 定 表评定标准评定指标标准评定合格不合格单元电路及整体设计方案合理性正确性创新性仿真或实践是否进行仿真或实践技术指标或性能符合设计要求有完成结果设计报告格式正确内容充实语言流畅标准说明：以上三大项指标中，每大项中有两小 项或三小项合格，视为总成绩合格。总成绩日期年 月 日课程设计任务书一、设计题目七色广告灯箱控制器二、设计任务1. 广告灯箱采用自动光控，白天熄灭，夜间自动开启。2. 白、红、绿三色灯的不同组合构成七种彩色自动循

2、环变化。3. 接交流220V电源即可工作。三、设计计划电子技术课程设计共1周。第1天：选题，查资料；第2天：方案分析比较，确定设计方案；第34天：电路原理设计与电路仿真；第5天：编写整理设计报告书。四、设计要求1. 画出整体电路图。2. 对所设计的电路全部或部分进行仿真，使之达到设计任务要求。3. 写出符合设计格式要求的设计报告书。 指 导 教 师： 时 间：2016年6月19日摘要七色广告灯箱控制器是采用光电开关自动控制广告灯箱的工作状态的控制器。由三种颜色的灯以不同的组合构成七彩自动循环的效果吸引人们的眼球，从而进行商业宣传等活动。本设计利用变压器将220V交流电转换成8V交流电再进行整流

3、滤波最后经过7805稳压器稳压输出稳定的5V直流电压为三极管组成开关电路、555定时器组成的脉冲发生器电路、以及计数器组成控制电路提供稳定直流电源。本设计分为桥式整流电路、滤波电路、7805稳压电路、光控555振荡电路、计数器控制电路、开关电路。应用了7805稳压器，74LS160、74LS13、74LS00等芯片，555定时器，二极管、三极管等，还应用了先进的仿真软件Multisim进行了仿真，验证了设计结果正确性，即三种颜色的灯以七种不同的组合构成七彩自动循坏变化的工作效果。关键词：桥式整流；稳压电源；光控时钟脉冲；自动循环 目录综述.11 设计方案.21.1设计方案.21.2原理框图.2

4、1.3国内外研究现状.22单元电路设计与原理.32.1电源电路.32.2光控时钟脉冲发生器电路.42.3计数器控制电路.62.4开关电路 .72.5单元电路整合.73仿真.93.1仿真效果图.93.2结论 .13心得体会.14 参考文献.15综述 随着经济的发展、社会的进步，广告的作用已经很重要。但是传统的单一色彩的灯箱显得非常单调。人们根据控制原理设计了可控制的七色广告灯，七种色彩循环变化是广告显得华丽多彩，更能吸引人们的目光。该系统的功能是:用三种不同色彩的灯，组成七色循环变化的灯箱，而且该灯箱 可实现白天自动关闭，晚上又自动开启的功能。随着科学的进步和社会的发展，广告灯的设计会进一步完善

5、。积极地思考，利用科学知识设计出更加先进的灯箱控制器。1 设计方案1.1 设计方案设计要求广告灯箱能自动光控，白天熄灭，夜间自动开启，这就需要有光控系统。本设计没有采用光控开关电路的设计方案，而是进行了创新，采用了对时钟脉冲发生器电路进行光控。设计要求白、红、绿三色灯的不同组合构成七种彩色自动循环变化，这就需要控制电路。本设计应用计数器来实现对开关电路的控制。计数器分为同步置数法和异步置零法。经比较发现异步置零法不稳定，会出现一个短暂的我们不需要的循环，所以采用同步置数法。设计要求接交流220V电源即可工作，而光控时钟脉冲发生器电路，计数器控制电路，开关电路都需要+5V的直流电源，这就需要对2

6、20V交流电源进行整流滤波和稳压。本设计采用了最常用的方案，即桥式整流滤波电路以及7805稳压器。1.2 原理框图 电源电路光控时钟脉冲发生器电路 计数器控制电路 开关电路图1-1原理框图电源电路分别为光控时钟发生器电路，计数器控制电路，开关电路提供稳定的直流+5V电压。光控时钟发生器电路为计数器控制电路提供时钟信号。计数器控制电路有规律的控制开关电路的通断以达到LED灯的七彩自动循环。1.3 国内外研究现状近年来超薄灯箱发展迅速，它应用了独特的导光板技术，比普通灯箱节能6070%。它集超薄，时尚，节能，光照度均匀，安装维护简便等优点于一身，适用于任何商业区域。超薄灯箱采用液晶显示器，液晶电视

7、背光源技术可以昼夜兼用，且色彩艳丽。2 单元电路设计与原理2.1 电源电路根据设计任务接220V交流电源即可工作，而光控时钟发生器电路，计数器控制电路，开关电路所需要的电源是直流+5V稳压电源。因此就需要对220V交流电源进行整流滤波以及稳压。本设计采用桥式整流电路和7805稳压。调节变压器参数使其输出+5V的稳定直流电压。用示波器进行观察。图像如下图。图2-1电源电路及其输出电压图像13 2.2 光控时钟脉冲发生器电路 常用的光探测器件是硫化汞光敏电阻，它是有半导体材料制成的。当光照射到光敏电阻时，光子被硫化汞半导体物质吸收，激发出更多的电子空穴对，使载流子数目增加从而导致光敏电阻阻值（暗阻

8、）在110M之间;在强光条件下，电阻阻值（亮阻）仅有几百至数千欧姆。当白天时阻值在110M之间，则由555定时器构成的多谐振荡器无法正常工作，不能发出时钟信号，此时后面的计数器控制电路开关电路都无法工作，LED灯不点亮。这样就达到了自动光控，白天熄灭，夜间自动开启得设计要求。当夜晚来临时光控时钟脉冲发生器开始正常工作，发出时钟信号。根据图2-2可得：多谐振荡器电容的充电时间： （2-1） 放点时间： （2-2） 故电路的振荡周期为： （2-3） 输出脉冲的占空比为： （2-4）因此调节多谐振荡器的电阻，就可以改变LED不同组合变化的频率快慢了。图2-2光控时钟脉冲发生器电路图2-3光控时钟脉冲

9、发生器电路的时钟脉冲图像2.3 计数器控制电路为了使三种不同颜色的LED以不同组合构成七种彩色自动循环变化。本设计应用了同步十进制加法计数器74LS160芯片。表 2-1同步十进制计数器74LS160的功能表 工作状态 0 置零 1 0 预置数 1 1 0 1 保持 1 1 0保持（） 1 1 1 1 计数 根据设计任务要求可知计数器是七进制，且有效循环如下：0001 0010 0011 01000111 0110 0101图2-4有效循环为了效果更好，本设计用同步置数，预置数为0001。根据表2-1可得电路图如下：图2-5七进制计数器电路2.4 开关电路 开关电路是由三个三极管构成的。三极管

10、的基极接七进制计数器的输出端，集电极接+5V直流稳压电源，发射极接LED。图2-6开关电路图2.5 单元电路整合 钟脉冲发生器电路，计数器控制电路，以及开关电路的电源替换成电源电路，光控时钟脉冲发生器电路的输出接到七进制计数器的时钟信号输入端即CLK端，七进制计数器的四个输入端中低位的三个接到开关电路的输入端。得到电路图2-7。图2-7所示电路在接入220V交流时，将实现自动光控功能，即白天不亮，晚上三色灯以不同组合构成七种彩色自动循环变化。图2-7七色广告灯箱控制器电路3 仿真3.1 仿真效果图图3-1状态0001时效果图 图3-2状态0010时效果图图3-3状态0011时效果图图3-4状态

11、0100时效果图图3-5状态0101时效果图图3-6状态0110时效果图 图3-7状态0111时效果图3.2 结论 经仿真验证，接交流220V电源即可工作。广告灯箱能自动光控，白天熄灭，夜间自动开启。开启时白、红、绿三色灯的不同组合构成七种彩色自动循环变化.达到设计要求。 心得体会通过本次课程设计使我对电子技术有了更深刻的了解，掌握对市电的整流滤波以及稳压来得到我们实验常用的+5V直流电源，还可举一反三得12V，15V等直流电源，让我获益匪浅。通过对仿真软件的应用以及参考资料的查阅，让我对各个元件的功能有了更直观分认识。比如在仿真中搭建光控时钟脉冲发生器电路时，对光敏电阻的选择与查找让我十分苦

12、恼，最后上网查阅了相关内容得知要用滑动变阻器替代。还有在电源电路的搭建过程中，我不断对各个参数进行调整，仿真，过程十分有趣。通过对设计报告的书写与格式的调整让我能熟练的应用办公软件。这次的课程设计不仅锻炼了我的独立思考能力，还让我将课本上的理论知识和一些具体东西相结合，让我有了很大的进步。这次实践让我真正了解到理论结合实际的重要性，在设计的同时我们还必须考虑到所需器件的参数。所以理论的近似理想状态不一定就能负于实际应用，我们要结合理论联系实际才能设计出用利用和实用价值的东西，否则，得不偿失。这样的课程设计趣味性强，让我有很大的空间去想象去学习，也让我学会了如何独立思考。由于此次课程设计需要我独立完成，这培养了我独立思考的能力，也随之不断的加深对理论知识的理解，不断的拓宽自己知识面。这次的课程设计让我受益匪浅，学到了在书上永远一获取不了的东西，那就是可贵的实践。这对我今后的学习和工作来