七彩循环装饰灯课程设计报告解读.docx

电子技术基础课 程 设 计题目名称： 七彩循环装饰控制器的设计 指导教师： 学生班级： 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日目录设计目的设计内容及要求方案设计及论证参数计算及器件选择电路multisim仿真设计比较实物图心得体会摘要七彩循环装饰灯是根据三基色的原理，将红、绿、蓝三种基色灯装入磨砂玻璃罩内，通过灯罩的混色作用（混色原理是：红色+绿色=黄色，蓝色+红色=紫色，绿色+蓝色=青色，红色+蓝色+绿色=白色）对外循环显示七种颜色，即红、蓝、绿、紫、青、黄、白。此灯利用控制电路可以将彩灯按一定规律不断改变状态。七彩循环装饰灯控制电路设计新颖、结构简单、成本低下、用途广泛，可用于宾馆、饭店、歌舞厅、酒吧、商店橱窗、家庭装饰和广告制作等场所，营造了良好的观赏效果。七彩循环装饰控制器的设计 １．设计目的1.1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。1.2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。1.3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。２．设计内容及要求2.1设计题目：设计一个七彩循环装饰灯控制器电路。各基本单元电路的设计条件和技术指标如下：2.1.1整流滤波电路正弦信号输入电压：220V，50Hz；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。2.1.2调色时钟脉冲发生和灯光变色控制电路时钟脉冲振荡频率：灯光每隔0.1s~10s自动变换一种颜色，脉冲占空比：60%。灯光变色控制电路：采用同步加法计数器。输出的高电平应满足晶闸管控制电平的要求。2.2负载电路红、绿、蓝3基色灯：12V，8W。晶闸管：最大反向电压 ≥1.414U2。2.3 要求控制器能长年通电使用，性能可靠。2.4 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。2.5 集成电路采用CMOS系列。3. 方案的设计与原理论证控制器电路的工作原理 七彩循环装饰灯控制器电路的功能框图如图1所示。脉冲整形电路调色时钟脉冲发生电路负载电路灯光变色控制电路图1七彩循环装饰灯控制器功能框图直流电源该电路主要由四个部分组成，如下所示：整流滤波电路：该部分选用单向桥式整流及电容滤波电路，由220V交流电压经变压器降压，D1-D4桥式整流滤波电路输出电压12V供彩灯回路用，另一路经过稳压器和C6滤波以后，输出5V直流稳定电压提供给控制电路。图2 直流稳压电源方框图调色时钟脉冲发生：该电路主要由产生时钟脉冲信号的电路构成。因为循环彩灯对频率的要求不高，脉冲信号的频率可调，所以采用555定时器组成的振荡器，其输出的脉冲作为下一级的时钟信号。555定时器构成多谐振荡器，对振荡电路产生的矩形脉冲进行整形，由引脚3输出。灯光变色的频率由多谐振荡器的频率决定。 灯光变色控制电路：由74LS160和74LS10组成。灯光变色控制电路实际上就是计数器电路，由555定时器和阻容元件产生的多谐振荡器信号作为74LS160的时钟信号，可以控制彩灯变化顺序。负载电路：由灯泡、限流电阻、三极管、计数器组成。小灯泡通过三基色原理进行变色。限流电阻起保护计数器的作用。三极管控制电路通断，以保证高电平时灯泡亮。开关闭合时，计数器工作，Q1、Q2 、Q3端有8种逻辑状态，可使“三基色”灯顺序产生7种色光（红、绿、红+绿=黄、蓝、红+绿=紫、绿+蓝=青、红+绿+蓝=白）来。开关断开再闭合时，LED灯停止在闭合前的状态。4.参数计算及器件选择555定时器电路：基本公式：充电时间 放电时间 矩形波的振荡周期取C3=100uF，C4=10nF，将R2=15kΩ，R3=10kΩ代入公式中，得T=2.45s元件清单：序号元器件名称基本参数数量替代元器件参数电容0.01uF1100uF1电阻1k3503电阻47Ω15k1电阻47k10k1电阻门电路74LS101555电路LM5551三极管2N27123晶闸管计数器74LS1601LED红12V、8W1LED绿12V、8W1LED红LED蓝12V、8W15.电路multisim仿真灯变化情况: 红----绿-----黄----蓝-----紫-----青-----白-----红(红、绿、红+绿=黄、蓝、红+绿=紫、绿+蓝=青、红+绿+蓝=白）6.设计比较图3 七彩循环装饰控制灯原理图 原电路图：比较电路：脉冲发生电路将原设计的多谐振荡器和整形电路换成了555定时器，有如下几个优点：原设计的整形电路只由两个与非门构成，可能产生竞争冒险。而555定时器结构简单、驱动能力强，可以消除与非门的竞争冒险原电路只能调节频率不能调节占