三色灯控制器

题目—三色灯控制器 班级 08机设（1）班 学号 200810310113_ 姓名 尚宇峰 指导 付老师 时间 2010年6月21日一6月25日—景德镇陶瓷学院

电工电子技术课程设计任务书姓名尚宇峰 班级08机设（一）班 指导老师 设计课题：三色灯控制器设计任务与要求查找一个感兴趣的电工电子技术应用电路，要求电子元件超过30〜50个或以上，根据应用电路的功能，确定封面上的题目，然后完成以下任务：1、 分析电路由几个部分组成，并用方框图对它进行整体描述；2、 对电路的每个部分分别进行单独说明，画出对应的单元电路，分析电路原理、元件参数、所起的作用、以及与其他部分电路的关系等等；3、 用简单的电路图绘图软件绘出整体电路图，在电路图中加上自己的班级名称、学号、姓名等信息；4、 对整体电路原理进行完整功能描述；5、 列出标准的元件清单；设计_lB步骤1、 查阅相关资料，开始撰写设计说明书；2、 先给出总体方案并对工作原理进行大致的说明；3、 依次对各部分分别给出单元电路，并进行相应的原理、参数分析计算、功能以及与其他部分电路的关系等等说明；4、 列出标准的元件清单；5、 总体电路的绘制及总体电路原理相关说明；6、 列出设计中所涉及的所有参考文献资料。设计说明书字数不得少于3000字。参考文献目录TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"1、总体方案与原理说明 42、 单元电路1 5\o"CurrentDocument"3、 单元电路2 6\o"CurrentDocument"4、 单元电路3 7\o"CurrentDocument"5、 单元电路4 8\o"CurrentDocument"6、总体电路原理相关说明 9\o"CurrentDocument"7、总体电路原理图 10\o"CurrentDocument"8、元件清单 119、参考文献 1210、 设计心得体会 131、总体方案与原理说明1•用光敏电阻检测周围环境的光强，以区分白天、夜晚，控制彩灯的亮灭。2.由于灯的亮灭规律是钟摆样的往复式，故考虑将计数器改为可逆计数器,每完成一次计数循环由加法计数改为减法计数，或由减法计数改为加法计数，如此循环。3•三色灯控制框图三色灯控制图框图08机设（三色灯控制图框图08机设（1）班尚宇峰200810310113逻辑电路单元电路1光控电路——控制白天彩灯不亮，夜晚亮光控电路图08机设（1）班尚宇峰200810310113光敏电阻参数：光照下电阻大约为2千欧，无光照下电阻大约为50千欧。通过计算，选择10千欧的电阻与光敏电阻连接，光敏电阻另一端接VCC，电阻另一端接地，光敏电阻与电阻共同端接555的THR端。其余连接见上图，OUT为输出端。白天光敏电阻电阻小，OUT端输出低电平，夜晚则相反。3、单元电路2多谐振荡器——输出脉冲信号源光控电路图08机设（1）班尚宇峰200810310113如图，1兆欧和200千欧的电阻与1微法的电容组成充放电电路。555OUT端输出脉冲信号。由加减计数控制信号控制多谐振荡器的振荡频率，实现加法计数时速度快，减法计数时速度慢，多谐振荡器输出信号（即555OUT端输出信号）的波形见上图。当电容C上的电压u大于2VCC/3时，555中的比较器C1由于反相输入端c电平高于同相输入端电平而使其输出为低电平，是基本RS触发器置0,反之，当电容C上电压u小于VCC/3时，基本RS触发器置1。当电容上电压u在VCC/3c c和2VCC/3之间时，触发器状态不变。通电后，电容充电，当u逐渐增高到大于2VCC/3时，比较器C输出端变低电平,向基本RS触发器输入置0负脉冲，整个电路输出为低电平，触发器进入第一暂稳态。而后电容放电，电容器两端电压降低，当u小于VCC/3时，比较器C的c 2输出端由高电平变为低电平，向基本RS触发器输入置1负脉冲，输出由低电平转为高电平，电路进入第二暂稳态。如此往复，形成周期性脉冲信号。由555和R，L等组成的多谐振荡器输出变化的脉冲信号，变化规律为慢一〉快一〉慢 如此循环。555送出的时钟信号先慢

后快多谢振荡器--输出的信号源08机设（1）班尚宇峰200810310113

4、单元电路3计数器——输出可逆计数信号2345678BVCC2345678BVCC-QBA-QACLK%TEN'roc'YU/D'MAX/MIN-QCLOAD"-QDCGNDD74191161514131211109100KVVV4.7K计数器08机设（1）班尚宇峰200810310113选用8进制可逆计数器，计数方式为：（Q，Q，Q）000一〉001一〉010210―〉011—〉100—〉101—〉110—〉111一〉110—〉101—〉100—〉011—〉010一〉001—〉000—〉001 如此循环，送出的信号经逻辑电路转换成控制灯亮灭的信号。

5、单元电路4逻辑电路——输出小灯亮灭逻辑信号时钟信号与逻辑信号的关系：Q2Q1Qf)红X绿Y黄Z000000001100010110011010100011101001110111111000根据真值表，写出最小项表达式，如下：X=E(1,2,6)Y=E(2,3,4,6)Z=E(4,5,6)以上由译码器74138与逻辑与非门芯片7420实现，如下图连接+VccIF74201A1BNC1C1D1YGND123612可5AVCCBY0CY1G2A'Y2IF74201A1BNC1C1D1YGND123612可5AVCCBY0CY1G2A'Y2G2B'Y3G1Y4Y7Y5GNDY67413816 'r 1413121110■9」234516T9■8VCC2D2DNC2B2A2Y1372"TT1AVCC1B2DNC2C1CNC1D2B1Y2AGND2Y742014~73~1113~9~~8~0.1K逻辑电路08机设(1)班尚宇峰2008103101136、总体电路原理相关说明光敏电阻与555组成的光控电路，其555的OUT端作为计数器74191和组成多谐振荡器的555两个芯片的VCC端。白天时光控电路输出低电平，计数器和多谐振荡器不工作，则整个电路不工作，彩灯不亮。夜晚时，光控电路输出高电平，计数器和多谐振荡器工作，整个电路工作，彩灯按设计的顺序亮。由555和R，L等组成的多谐振荡器输出变化的脉冲信号，变化规律为慢一〉快一〉慢……如此循环。脉冲信号输送到74191计数器，计数器为八进制可逆计数器。计数器的3个输出端输出计数信号到地址译码器74138，由74138及4输入逻辑与非门芯片7420组成的逻辑电路将计数信号转换成彩灯亮灭的电平信号，完成整个电路功能。7、总体电路原理图16n115314T125~610-7□89200K74191绿黄0.1K7420BVCCLOAD'C千壬".yDTFT;QB

QAA.CLK74138GND555VCCTRIOUTDISTHRU/D'

QC

QDROC'MAX/MIN7420逻辑电路08机设（1）班尚宇峰2008103101138、元件清单元件清单元件名称功能数量电路箱数电实验174191计数器174138地址译码器174204输入与非274322输入或17474D触发器174113输入与1555定时器2光敏电阻2千欧-5千欧1参考文献《数字电路与逻辑设计》《数字电路与逻辑设计》《电工电子实验与仿真》《数字电路逻辑设计》林红周鑫霞编著清华大学出版社吴敏等主编安徽人民出版社韩振振唐志宏编著大连理工大学出版社设计心得体会这次电工电子技术课程设计，我很用心的去完成，当总原理图绘好的那一刻，心里有说不出的满足感。从这次课程设计中，我真正学到了很多有用的知识。通过这次课程设计，我学会了用visio软件绘制电路的原理图。开始时，对这个软件几乎一无所知，通过自己慢慢的摸索，和同学的探讨，对visio有了一定的认识，画出了原理图，遗憾的是电路的仿真没能做出来，主要原因在于部分元件在仿真的元件库里找不到，虽然花了很长时间，尝试了用其他的元件代替，但结果总是不理想，由于时间也比较紧，自己对软件的熟悉也还有待提高，最后只能放弃电路的仿真。这几天，做课程设计虽然有些累，但还是非常值得的，它让我学到了很多书本上没有的东西，锻炼了自己的动手能力。课程设计是一个学习新知识、巩固加深所学课本理论知识的过程，它培养了