八路循环彩灯光控.doc

赣南师院物理与电子信息学院 数字电路课程设计报告书 姓名： 王欣 班级：电子信息工程1001班 学号：100802059 时间： 2012年 6月20日 光控八路循环彩灯的控制电路 课程设计的内容与要求 1.1本次课程设计是通过光实现八路彩灯循环控制电，彩灯由发光二极管模拟代替。 1.2该电路在有光照的条件下，没有电源输入，555震荡电路不工作，电路也没有输出，彩灯不会亮；当没有光照的条件，555开始工作，计数器开始计数，译码器有输出，彩灯自然会循环亮。 2、总体方案的设计 2.1方案比较 方案一：本方案是由555定时器、7490计数器、74138译码器和74ls794移位寄存器组成。7490计数器和74138译码器及74194移位寄存器的时钟信号由555振荡电路提供，改变555的振荡频率，即可改变计数器的计数快慢，即可控制彩灯闪烁快慢，计数器的输出信号输入至74138译码器，由74138译码。根据计数器输出不同的计数结果，即可控制74138译码器译码得到8种不同的输出信号，决定控制彩灯的循环变化。74138的输出接在74198的八个数据输入端，可以控制彩灯的循环移位的方向，即左移和右移。当计数器清零时，可以实现全灭功能。如图1所示。 图1 方案一的框图 方案二：555d定时器组成的振荡器，其输出的脉冲座位下一极的时钟信号，计数器是用来累计和寄存输入脉冲个数的时序逻辑部件。在此电路采用十进制的计数分频器CD4017，气内部由计数器及译码器两部分组成，由译码器输出实现对脉冲信号的分配作用。整个电路输出时序就是00、01、02、···、09依次出现与时钟同步的高电平、宽度等于时钟周期。如图2所示。 图2 方案二所得的设计方案 方案三：电路中555定时器组成多谐振荡器，输出一定平率的矩形脉冲。74HC163是同步4位二进制计数器，当输入周期性脉冲信号时，其输出为二进制数形式，并且随着脉冲信号的输入，其输出在0000-1111之间循环变化。通过4线-16线译码器74HC154，其中8条是输出线按照74HC163所加的二进制数依次变成低电平，哪条输出线为低电平，与它相连的发光二极管就亮。因任意时刻，只有1个发光二极管，故所有8个发光二极管直接1个限流电阻。 2.2 方案论证 以上三种方案经比较以后。考虑电路的合理性，我觉得第二种方案更加科学合理，以及方案二不是很复杂就，易观察。并且方案二的器件比较容易买到，便宜。因此我选择方案二。 3.单元模块电路设计 用555做无稳态电路间接反馈型,振荡电阻是连在电源VCC上的。其中第1个单元电路是应用最广的。第2个单元电路是方波振荡电路。555的第3端输出给4017让它循环计数: CD4017引脚功能:芯片有10个译码输出Q0～Q9;MR为清零端,CP0和～CPl是2个时钟输入端,三个输出端的控制. 0Y1Y2Y。每个译码输出一般处于低电平,且在时钟脉冲由低到高的上升沿输出高电平;每个高电平输出维持1个时钟周期;每输入10个时钟脉冲,输出一个进位脉冲,因而进位输出信号可作为下一级计数器的时钟信号.在清零输入端(R)加高电平或正脉冲时,只有输出端Q0为高电平,其余各输出端都为低电平0. 555定时器构成多谐振荡器，组成信号产生电路 接通电源后，VCC通过电阻R1、R2给电容C充电，充电时间常数为（R1+R2），电容上的电压vC按指数规律上升，当上升到VREF1=2VCC/3时，比较器C1输出高电平，C2输出低电平，RS=10，触发器被复位，放电管T28导通，此时v0输出低电平，电容C开始通过R2放电，放电时间常数约为R2C，vC下降，当下降到VREF2=VCC/3时，比较器C1输出低电平，C2输出高电平，RS=01，触发器被置位，放电管T28截止，v0输出高电平，电容C又开始充电，当vC上升到时VREF1=2VCC/3，触发器又开始翻转。如此周而复始，输出矩形脉冲。 图3 555多谐震荡电路 按一下运行键后，可看见输出端是出现高低电平交替，时间间隔是由电路中的电容和电阻决定。 脉冲信号发生器是由555定时器连接而成，工作电压为+5v。图4所示是555的引脚排列情况，表1是它的引脚功能。 图4 555的引脚排列 引脚 符号 功能 1 GND 接地 2 THRES 地址输入端 3 OUT 输出 4 RESET 复位端