数电课程设计循环彩灯_百度文库

1、 课 程 设 计课程名称 数字电子技术 课题名称 循环彩灯控制器 专 业 电气工程及其自动化 班 级学 号 姓 名 指导教师2011年10 月 17 日湖南工程学院课程设计任务书课题名称数字电子技术题目循环彩灯控制器专业班级学生姓名学号指导老师审批任务书下达日期2011年 10 月17 日设计完成日期 2011年 10 月24 日 目录一、设计电路的总体思路2二、总原理图及其工作过程31、总原理图32、电路完整的工作过程3三、单元电路设计4四、安装与调试11五、总结与体会12六、元器件的清单14七、参考文献14八、课程设计成绩评分表15一、设计电路总体的思路根据设计要求，可画出此电路的框架图

2、根据该任务要求，我们设计的基本原理是：先红灯，后绿灯，再黄灯，分别按0.5S 的速度跑动一次，然后，全部红灯亮5S ，再黄灯，后绿灯，各一次。以此循环。根据此要求电路总体上可以分为三部分：一部分电路为控制0.5s 的跑动。一部分电路为控制5s 的跑动。一部分电路为实现这两种跑动的循环。因此可以选用两个555多谐振荡器（一个周期为0.5秒，一个为5秒）用来控制跑动的速度，再选两个4017芯片，因为4017芯片在正常工作下，连续送入时钟脉冲时，其十个输出端会依次输出高电平。这样可以用一个4017芯片点亮0.5s 的跑动，用一个4017芯片来点亮5s 的跑动。选用一个JK 触发器和模拟开关4066芯

3、片来实现循环功能，即用JK 触发器来控制4066芯片的开通和关闭。二、总原理图及工作过程1总原理图 2电路完整工作过程电路运行时第一部分的555多谐振荡器首先工作不断的给控制着3组灯（3个一组）的4017芯片送去脉冲，从而使4017的十个输出端依次为输出高电平。接到高电平的组灯就会发光。这样就实现先红灯，后黄灯，再绿灯，分别依次0.5s 跑动。当最后的绿灯亮完后，即第一部分的单元电路中的4017的第十个输出端（09）输出高电平时，这就给74LS76触发器送去一个脉冲，于是触发器的Q 端就翻转输出低电平使4066模拟开关的一个开关变为断开，从而使第一部分的电路处于不工作状态。而触发器的Q 非端同

4、时了输出一个高电平使4066的另一个开关导通，这时第二部分的电路开始运行。这样就使全部红灯，再黄灯，后绿灯，各亮一次。而当绿灯全部亮完后，这时第二部分的4017的第四个输出端（03）输出高电平，也给触发器送去一个脉冲。于Q 端和Q 非端翻转。这样第二部分的4066的模拟开关断开，控制第二部分的模拟开关断开使第二部分的电路不工作。，而控制着第一部分的4066模拟开关导通，使第一部分的电路工作3个一组的组灯依次点亮、依次跑动。如此实现了3个一组先红灯，后黄灯，再绿灯0.5s 依次跑动，让后再9个一组，先红灯，后黄灯，再绿灯持续亮5s. 如此循环下去。三、单元电路设计与参数计算在整个电路中，其主要的

5、组成部分有：555定时器和4017芯片组成的 3个一组0.5s 依次跑动： (由于仿真时，设置的时间跟实际理论计算的不符合，故仿真时时间可能不是0.5s555定时器和4017芯片组成的9个一组持续亮5s 的 (由于仿真时，设置的时间跟实际理论计算的不符合，故仿真时时间可能不是5s4066和74LS76组成的一个循环电路：（本来是要用hc4060+CD4013（D 触发器，用它做2分频电路）+32768Hz的晶振组成秒定时，产生秒脉冲来做循环电路的，不过由于其中的芯片没接触过也比较复杂，所以就没用此方案，改为用4066和74LS76组成的循环电路。） 设计过程中各个单元的详细原理、电路图和仿真状

6、态如下：第一部分电路：实现3个一组红灯，后黄灯，再绿灯，分别依次跑动一次的电路，电路如下图： 此电路主要用到一个555多谐振荡器和一个4017芯片，4017芯片有十个输出端口，而每3个一组的灯都接一个4017的输出端口，这样可控制任务中的9组灯。电路中的555多谐振荡器的输出端接4017的脉冲输入控制，555多谐振荡器不断的产生脉冲送入4017芯片的脉冲输入端，从而使4017芯片的输出端（01，02，03，04，05，06，07，08，09）依次为高电平，这样就控制指灯不断的跑动！第二部分电路：用来实现全部9个一组红灯，再黄灯，后绿灯，各亮一次。电路图如下图所示： 此电路主要用到一个555多谐

7、振荡器和一个4017芯片，4017芯片有十个输出端，而每9个一组的灯都接一个4017的输出端（共接三个），这样可控制任务中的3组灯。电路中的555多谐振荡器的输出端接4017的脉冲输入控制，555多谐振荡器不断的产生脉冲送入4017芯片的脉冲输入端，从而使4017芯片的输出端（01，02，03）依次为高电平，这样就控制3组指灯持续亮5s 依次跑动循环！1：用来实现两种的跑动不断循第三部分电路环。电路如下图： 此部分电路主要是用一个4066BP 芯片和一个74LS76N 芯片来现实。4066BP 芯片为模拟开关芯片，它集成了四个模拟开关（在此用到两个），每个模拟开关有2个端子，一个为控制端，主要

8、接高电平或低电平，其佘两个端子为输入输出端。当控制接高电平时，开关接通，控制端接低电平时开关断开。74LS76N 芯片为集成JK 触发器。在此电路中触发器的J ，K 和清零端都接高电平。这样每给触发器一个触发边沿其输出端就翻转一次。Q 端接4066BP 的一个开关的控制端。Q 非接4066BP 的另一个开关的控制端。这样可以使4066BP 用到的两个开关一个接通时而另一个就断开。而触发器的脉冲输入端接第一部分电路中的4017的第十（09）输出端口和第二部分电路中的4017的03输出端口的或门的结果。而4066模拟开关用到的两个开关的输入端接12V 直流电源，其一个开关的输出端接第一部分电路中的

9、555多谐振荡器电源端，别一个开关输出端接第二部分电路中的555多谐振荡器的电源端！这样就实现了若第一部分的电路工作时第二部分电路就不工作。而第二部分电路工作时第一部分电路就不工作。即可实现交替循环工作！四 安装与调试1、按照电路图进行接线，按照单元电路设计中的方法连接好每一块电路，然后把每分块接在一起。对每单元电路进行调试，在对每部分电路进行调试时仿真状态跟设计和预想的一样，没什么大问题。2、把各单元电路接在一起调试时，3个一组隔0.5s 跑动亮的正常，不过9个一组的持续5s 的出现错误，就是0.5s 和5s 的两个功能电路都一起工作，达不到要设计的要求。3、把0.5s 跑动单元电路中的40

10、17芯片的第十个输出端口和持续亮5s 的单元电路中的4017芯片的第四个输出端口用一个或门连起来后就能正常工作了。不过，持续亮5s 的功能中，亮黄跟绿灯时会有三个红灯也一起亮的(问题解决不了 。不过总体的功能跟效果还是达到要求。五、总结与体会此次的课程设计，是一次难得的锻炼机会，让我们充分的利用所学的专业知识，也充分的发挥自己的想象空间，学会了查找资料的方法，也会了仿真，我感谢这次的的课程设计，他让我对数电的了解更加透彻，以前在学习理论知识时，只知道一些基本的死理论知识，但是在课程设计时，我学会了理论联系实际的重要，在这次课程设计时，使我深刻的认识到具备扎实的基础理论功底的重要性，只有拥有扎实

11、的理论功底，再在实际生活中注重实践，才能在以后的工作中立于不败之地。在仔细思考并且参阅各种资料后，我成功的设计完了电路，通过了仿真，但仿真只能说明理论的成功，在连接电路时一定要认真仔细，一点差错都不能有，也许一个线头的出错将使整个电路错误，后果将十分麻烦，即便成功接线后，错误依然可能存在。在调试的过程中遇到一种情况：打开电源开关的瞬间一个红灯亮0.5S 然后所有灯全亮，通过运用老师的指导和努力检修查出是系统内部的问题，改正后恢复正常。当所有灯一会正常一会不工作，经仔细检查发现在电源处接触不良，改正后恢复正常。总的来说，本次的课程设计进行的还算顺利，不过对于结果有点不满意，原因就是持续亮5S 的

12、功能有点不完善，但总的结果还算达到了设计要求。此次所用的芯片大部分都是基础类型的，当然有极个别芯片的功能不怎么清楚，不过通过此次课程设计，我对这些未曾接触过的芯片都有一定的认识，对其功能也有一定的了解，比如4066，4017。这次的课程设计是我更加熟悉芯片的功能跟用法，让我更好的运用逻辑门电路，使我所学的知识得到巩固，并且这次的设计培养了我的独立思考的能力和操作的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多专

13、业知识问题，最后都是在老师的辛勤指导下，终于迎刃而解。经过一个星期的实习，过程曲折可谓一语难尽，在此期间我们也失落过，也曾一度热情高涨。从开始时满富盛激情到最后汗水背后的复杂心情，点点滴滴无不令我回味无长。生活就是这样，汗水预示着结果也见证着收获。劳动是人类生存生活永恒不变的话题。同时我认为我们的工作是一个团队的工作，团队需要个人，个人也离不开团队，必须发扬团结协作的精神。某个人的离群都可能导致导致整项工作的失败。实习中只有一个人知道原理是远远不够的，必须让每个人都知道，否则一个人的错误，就有可能导致整个工作失败。团结协作是我们实习成功的一项非常重要的保证，而这次实习也正好锻炼我们这一点，这也

14、是非常宝贵的。对我们而言，知识上的收获重要，精神上的丰收更加可喜，挫折是一份财富，经历是一份拥有。这次实习必将成为我人生旅途上一个非常美好的回忆！通过这次课程设计，我受益匪浅，也使我更加深刻的了解了自己的不足，懂得了理论联系实际的重要性，在以后的工作中，我更会注重理论的学习与实践的培养。六、元器件的清单元件序号 型号主要参数数量 备注 U1 4017BP 5V 2 U2 4066BP 5V 1 模拟开关 U4A 74S3N 10 或门 U5 74LS36N 1 JK 触发器 U7A 7416N 1 反向器 X1-X27 2.5V 27 指示灯555-virtualtimer 2555多谐振荡器七、参考文献1. 电子技术基础 康华光主编，高等教育出版社；2. 数字电子技术基础（第五版） 阎石主编，高等教育出版社； 3. 电子技术基础实验、设计与仿真 贾更新编著， 郑州大学出版社；4.