七彩灯——课程设计报告-2017年10月.doc

电子技术基础 课 程 设 计 题目名称： 七彩循环装饰灯控制的设计 指导教师： 申利平 学生班级： 级 班 学 号： 学生姓名： 评语： 成绩： 重庆大学电气工程学院 2015年7月3日 摘 要 七彩循环装饰灯的应用非常广泛，很多商业广告（如灯箱，节日彩灯，霓虹灯等）等采用循环装饰控制的形式。七彩循环装饰灯能按设计者的要求或快或慢地循环发出红、绿、黄、蓝、紫、青、白七色光，从而起到商业宣传和美化环境的作用，给城市增添了热闹气氛。是歌舞厅、酒吧、ktv、宾馆等场所的必备物品。 本文主该要介绍如何利用数电模电的知识实现这个控制。 七彩灯主要是依靠光的叠加原理，利用光的三基色组合成其他颜色,实现七彩循环：红、绿、红+绿=黄、蓝、红+绿=紫、绿+蓝=青、红+绿+蓝=白。 首先，我们利用555定时器构成多谢震荡电路，输出占空比为60%的矩形脉冲；然后，利用该矩形脉冲作为74ls160的时钟信号，使74ls160实现001~111的计数，并利用该输出控制三极管的通断：输出低电平时，三极管输入电压小，处于断开状态，彩灯电路不导通，灯不亮；输出高电平时，三极管输入高电平，处于导通状态，led灯电路导通，灯亮；另外，利用变压器降压，桥式整流电路整流，电容滤波，最后用三端集成稳压器稳压，输出稳定的电压，并利用该电压给彩灯控制电路供电。 通过仿真分析，验证了我们的电路能实现七彩控制。 最后，利用面包板和电路元件焊制电路。最后电路成功实现了七彩循环。事实证明，该设计电路简单、可操作，具有很大的实际意义。 目 录 一、设计目的 - 2 - 二、设计内容及要求 - 3 - 三、设计原理 - 3 - （一）七彩循环装饰灯控制器电路的功能框图： - 3 - （二）直流稳压电源设计原理 - 4 - 1、 变压器降压 - 4 - 2、 桥式整流 - 4 - 3、 电容滤波 - 4 - 4、 稳压 - 5 - （三）时钟脉冲发生器原理 - 5 - （四）74ls160计数器（控制电路） - 6 - （五） 三极管工作原理（以NPN型为例） - 7 - （六）负载电路 - 8 - 四、设计步骤与参数计算 - 8 - (一)直流稳压电源的参数设计 - 8 - 1、 三端集成稳压器的选择 - 8 - 2、电容参数的计算 - 8 - 3、 整流二极管参数选择 - 9 - 4、变压器变比的计算 - 9 - （二）555多谐振荡器参数计算 - 9 - （三）控制电路的设计 - 10 - （四）负载电路电阻的计算 - 11 - 五、 仿真分析 - 11 - （一）整体仿真电路 - 11 - （二）直流稳压电源的输出 - 11 - （三）555多谐振荡器的输出 - 12 - （四）74ls160的输出 - 12 - （五）灯的闪亮 - 12 - 六、实物图 - 13 - 七、原件清单 - 13 - 八、心得体会 - 14 - 参考文献： - 15 - 一、设计目的 （一）熟悉七彩循环装饰灯控制器电路的组成、工作原理和设计方法。 （二）掌握多谐振荡器、触发器、计数器的工作原理、使用方法、特点、用途及主要参数的计算方法。 （三）熟悉集成电路CD4001、555定时器、CD40518、晶闸管、整流、滤波电路的的组成、工作原理、特点及用途。 二、设计内容及要求 （一）整流滤波电路 1、正弦信号输入电压：220V，50Hz； 2、整流滤波电路输出电压：12V，分压输出（供集成电路用）：5V,要求采用集成稳压器。 （二）调色时钟脉冲发生和灯光变色控制电路 1、时钟脉冲振荡频率：灯光每隔0.1s~10s自动变换一种颜色。 2、脉冲占空比：60%。 （三）灯光变色控制电路 1、采用同步加法计数器。 2、输出的高电平应满足晶闸管控制电平的要求。 （四）负载电路 1、红、绿、蓝3基色灯：12V，8W。 2、晶闸管：最大反向电压 ≥1.414U2。 （五）要求控制器能长年通电使用，性能可靠。 （六）要求画出完整的设计电路图，计算电路各元器件参数，写出设计总结报告。 （七）集成电路采用CMOS系列。 三、设计原理 （一）七彩循环装饰灯控制器电路的功能框图： （二）直流稳压电源设计原理 变压器降压 变压器是利用电磁感应原理制成的静止用电器。当变压器的原线圈接在交流电源上时，铁心中便产生交变磁通，交变磁通用φ表示。原、副线圈中的φ是相同的，φ也是简谐函数，表为φ=φmsinωt。由法拉第电磁感应定律可知，原、副线圈中的感应电动势为e1=-N1dφ/dt、e2=-N2dφ/dt。式中N1