广告彩灯控制电路设计课设

1、 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark1 o Current Document 引言2 HYPERLINK l bookmark7 o Current Document 1设计意义及规定3 HYPERLINK l bookmark10 o Current Document 1.1设计意义3 HYPERLINK l bookmark18 o Current Document 1.2设计规定3 HYPERLINK l bookmark28 o Current Document 2方案设计4 HYPERLINK l bookmark31 o Current Docum

2、ent 2.1设计思路4 HYPERLINK l bookmark34 o Current Document 2.2方案设计42.2.1方案一及其电路图42.2.2方案二及其电路图5 HYPERLINK l bookmark37 o Current Document 2.3方案比较6 HYPERLINK l bookmark47 o Current Document 3部分电路日勺设计73.1脉冲源勺设计电路7 HYPERLINK l bookmark53 o Current Document 3.2 4017控制电路93.3同右同左控制电路113.4回馈控制电路154调试与检测164.1调试

3、中故障及解决措施164.2调试与运营成果165仿真操作环节及使用阐明176元件名细表187附录电路图198结束语20本科生课程设计成绩评估表引言当今时代是一种新技术层出不穷日勺时代，在电子领域特别是自动化智能控制领域，老 式日勺分立元件或数字逻辑电路构成日勺控制系统，正此前所未见日勺速度发展。在现实生活中，我们常常遇到把戏多变勺广告彩灯，所谓广告彩灯就是讲一系列有颜 色勺灯串联在一起，然后按一定顺序逐个或者几种勺依次点亮和熄灭。因此要设计出这种 电路就要应用数字逻辑电路，本次实验根据规定要设计出三行彩灯依次点亮，三列彩灯从 右向左移动从左向右移动，因此该课程设计将用到脉冲信号产生电路、4017

4、控制电路、计 数电路、译码电路及其她门电路。广告彩灯控制电路设计1设计意义及规定1.1设计意义培养学生对日勺日勺设计思想，理论联系实际日勺工作作风，严肃认真、实事求是日勺科 学态度和敢于摸索日勺创新精神。锻炼学生勺自学软件勺能力及分析问题、解决问题勺能力。通过课程设计，使学生在理论计算，课程设计、查阅设计资料、原则和规范运 用和计算机应用能力得到训练和提高。固化、深化和扩展学生勺理论知识与专业技能。为此后从事电子领域打下坚实勺基本。1.2设计规定既有9只彩灯，试设计一控制电路，规定彩灯能实现如下追逐图案；第一层3只红灯右移，每灯亮勺时间为0.8秒；第二层3只蓝灯右移，每灯亮勺时间为0.8秒；第

5、三层3只黄灯右移，每灯亮日勺时间为0.8秒；三色彩灯同步右移，每组灯亮日勺时间为1. 6秒；三色彩灯同步左移，每组灯亮日勺时间为1. 6秒；彩灯控制电路工作状态按照上述2至6步自动反复循环。2方案设计2.1设计思路根据设计规定，第一层3只红灯右移，第二层3只蓝灯右移，第三层3只黄灯右移，每 盏灯亮时间为0.8秒;三色彩灯同步右移，三色彩灯同步左移每列灯亮时间为1.6。因此总 体思路是将电路分为两部分，通过彼此间与或关系建立联系从而成为彼此联系日勺整体。第一部分电路通过4017控制，4017输出高电平有效，控制单个灯勺亮灭。第二部分由 74ls161和74ls138共同控制。138输出低电平有效

6、，因此输出信号要通过非后再经或门 控制同列不同色彩等右移左移。2. 2方案设计2.2.1设计方案一及电路图原理分析：电路分为两部分，一部分是使九盏灯依次亮起，第二部分是控制三排队等同 步右移或同步左移。两个555多频发生器产生两种频率勺信号分别控制第一种第二个部分 勺频率勺输入。第一部分是采用4017芯片器输出为高电平有效，九盏灯可在4017勺控制 下依次亮起，当4017勺11端输出高电平时通过非或门和与非门与第二部分勺译码器 74ls138勺7端共同控制4017勺信号源勺输入，用此措施控制4017勺工作与否。4017勺 11端同步控制计数器74ls161勺时钟信号勺输入，从而启动或停止161

7、与138勺运作。138 工作时Q1与Q7、Q2与Q6、Q3与Q5通过非或门控制第一排第二排和第三排勺灯。这就是 此电路勺基本原理。原理图如2-2-12-2-1实验方案一电路原理图2.2.2设计方案二及电路图原理分析：该电路是通过两片4017控制两部分电路。一部分是使九盏灯依次亮起，第 二部分是控制三排队等同步右移或同步左移。两个555多频发生器产生两种频率日勺信号分 别控制第一种第二个部分日勺频率日勺输入。第一部分是采用4017芯片器输出为高电平有效， 九盏灯可在4017勺控制下依次亮起，当4017勺11端输出高电平时通过或门和与非门与 第二部分勺4017勺11端共同控制第一片4017勺信号源

8、勺输入，用此措施控制4017勺工 作与否。4017勺11端同步控制计数器第二片4017勺时钟信号勺输入，从而启动或停止 第二片4017勺运作。第二片4017工作时Q2与Q9、Q3与Q8、Q4与Q6通过或门控制第一 排第二排和第三排勺灯。这就是此电路勺基本原理。hiiJ- H2LQI uIL2.3方案比较2-2-2电路方案二电路原理图2.3方案比较本组方案是通过比较在成员间选择较简朴日勺电路加以修改而得日勺。来两种方案比较，小 组方案日勺长处如下：小组方案较个人勺方案更简便更以做成实物，可实现性高。个人勺方案用了较多勺 非或门三片芯片器件两线较复杂；小组方案使用芯片个数较少且芯片是一般芯片易 于

9、购买。两个方案原理是相似勺重要是功能勺化简勺区别。方案一 138只有三个输出端，当一遍循环结束进行第二遍循环时红灯直接亮起无间 隙，但小组方案第二部分电路由4017控制，4017有十个输出端，进行第二遍循环 时开始可先灭因此更符合规定。两种方案勺相似之处两个方案均使用两个555频率发生器分别常产生频率勺信号可分别加入一二部分勺 电路中。两组方案均有缺陷，重要是4017芯片自身勺问题，当信号源刚刚加入时，4017并 非是Q1输出高点平，而是Q2输出勺高电平，但当进行第二次循环电路恢复正常3部分电路设计3.1脉冲输出信号脉冲源由555有电容电阻构成日勺频率发生器，通过此电容得充放电工作。电容充电过

10、程 初始状态为(1/3)Vcc，终结状态为(2/3)Vcc，稳定状态为Vcc。电容放电过程中由于晶体 管基本处在饱和和导通状态，两端电压很低，因此供电电源对供电电路影响很小，放电初 始状态为(2/3)Vcc，终结状态为(1/3)Vcc，稳定状态为0。结合条件及一阶暂稳态过程勺三要素法，已知规定期间，可以求出需要勺电容电阻。电路图如下3-1C23-1频率发生器C1为100uF, C2为0.047uF, R1为3.2千欧，R2为5千欧。通过计算T1=0.7(R1+2R2)=0.8sR21.6秒日勺时钟信号发生器也是类似日勺，C1为100uF, C2为0.047uF, R1为6.4千欧，为10千欧T2=0.7 (R1+2R2) =1.6s3.2 4017芯片控制电路4017芯片控制电路工作原理如下:当时钟信号输入时4017开始工作，由Q0到Q9依次输出高电平，由电路图可知每盏灯 与相应引脚相连，依次点亮。如规定所述第一排第一层3只红灯右移；第二层3只蓝灯右移；第三层3只黄灯右移。当Q9输出高电平时通过回馈电路，12输入高电平，11输入高 电平使13端得输出为低，从而是