彩灯闪烁控制器.docVIP

课程设计内容与要求： 设计内容： 设计一个新颖的彩灯闪烁控制器，技术指标要求设计的电路能够实现强光——稍强——弱光——熄灭——强光……方式不断循环闪烁 要求： 制定方案 利用学过的数电，模电，电力电子，电路知识等，设计一个能够实现循环的彩灯闪烁电路控制器 设计电路 设计个单元电路并计算参数，列出原件清单 电路分析 根据设计的电路图，分析电路的构成，电路总体实现的功能，及其主要部件的工作原理 撰写报告 方案分析： 要设计一个强光——稍强——弱光——熄灭——强光……方式不断循环彩灯闪烁，需利用一个能够实现顺序控制的集成块，我选择用十进制计数/分配器CD4017集成块，然后在利用一个六项反相器CD4069及其电阻，电容，晶闸管，稳压二极管等原件。 设计电路： 根据方案分析设计电路如下 电路分析： 电路实现的主功能 彩灯按强光——稍强——弱光——熄灭——强光……方式不断循环闪烁，闪烁时间长短可以实现手动控制 电路主要组成 1 主回路：VS和VD6-VD9构成控制器的 2 控制回路：主要由六反相器CD4069和十进制计数/分配器参CD4017数字集成电路与少量分立元件组成。 3 VD6、R7和C1组成简易电阻降压稳压线路，输出12V直流电供控制回路用电。 4 反相器I、Ⅱ组成简易的无稳态多谐振荡器，其振荡频率主要由(RP+Rl)和C3的时间常数决定， 反相器I、Ⅱ组成简易的无稳态多谐振荡器，其振荡频率主要由(RP+Rl)和C3的时间常数决定， 反相器Ⅱ输出端即4脚输出的方波脉冲信号送至A2的CP端即14脚进行计数，A2有10个译码输出端Q0-Q9，本控制器只使用了Q1-Q4四个输出端。当A2处于复位状态时，只有物输出高电平，其余输出端均为低电平。当A2的CP端输入一个计数脉冲时，Q0变为低电乎，Q1为高电平;CP端再输入一个计数脉冲，Q1变为低电乎，Q2为高电乎;CP端再输入一个脉冲，Q2变为低电干，Q3为高电平……当Q4出现高电平时，此高电平通过VD4加到复位端即第15脚，A2即复位Q0为高电平，其余输出端均恢复低电平。由上面分析可知，当A2的CP端不断输人计数脉冲，它的输出端Q0-Q9将循环出现高电平。其循环速度取决于CP端输入脉冲的频率，调节电位器RP可改变Q0-Q3高电平循环速率。 当Q0为高电平时，因反相器Ⅲ的输入端即13脚为低电平，两次反相后10脚输出仍为低电平，可控硅VS控制极无触发电压而处于关断状态，所以彩灯链H不亮。当Q1为高电平时，此高电平通过VD1、R3向C4充电，C4两端电压通过R6加到反相器Ⅲ的输入端即A1的13脚，当C4两端电压上升到CMOS门电路的阈值电压VTR时，反相器Ⅲ输出低电平，再经反相器Ⅳ反相输出高电乎并经R8加到VS的控制极，VS因获得正向触发电压而开通，彩灯H通电发光。当VS开通时，使得VD5负极接地，故VD5导通。这时C4上的电荷将通过VD5、VS泄放，使A1的13脚电平下降，当降至VTR以下时A1的10脚突变为低电平，VS失去触发电压当交流电过零时即关断。这时VD5反偏截止，Q1输出的高电平又可通过VD1、R3再向C4充电，当C4两端电压重新达到VTR时，经反相器Ⅲ、Ⅳ两次反相又能使VS开通。所以在交流电的半个周期内，C4都有一个充电和放电的过程，C4充电时间，VS关断;C4放电时间，VS开通。C4充电时间愈短，VS在半个周期内导通时间愈长，即导通角大，电灯H两端电压愈高，电灯就愈亮。Q1为高电平时，C4的充电电阻为R3(100KΩ)，充电电阻最小，C4两端电压较早达到VTR，故彩灯亮度最大;Q2为高电平时，充电电阻稍大为R4(180KΩ)，故VS导通角较小，彩灯亮度稍暗;Q3为高电平时，C4充电电阻最大为R5(220KΩ)，VS导通角最小，彩灯亮度最暗;Q0为高电平时，VS关断，彩灯熄灭。所以彩灯能按最亮、稍亮、暗光和熄灭方式循环。 主要元器件的工作原理： CD4017的管脚及其原理图 引出端功能符号CO：进位脉冲输渊CP：时钟输入端CR：清除端INH：禁止端Q0-Q9 计数脉冲输出端VDD：正电源VSS：地真值表输入输出CP INH CR Q0-Q9 CO× × H Q0↑ L LH ↓ L计数计数脉冲为Q0-Q4时：CO=HL × L× H L↓ × L× ↑ L保持计数脉冲为Q5-Q9时：CO=L 参考文献 数字电路技术 阎石 清华大学出版社 第五版 模拟电子技术 杨素行 高等教育出版社 第五版 /p-155141339.html