多功能流水灯（课程设计）报告.doc

重庆交通大学 多功能流水灯课程设计报告 2013—2014学年第一学期 学院： 机电与汽车工程学院 专业： 机械电子工程 班级： 11级机电子3班 姓名： 学号： 指导老师： 摘 要 在平常生活工作中，我们经常看到不同的彩灯，其中也包括本电路设计的多功能流水灯，这种灯主要利用计数器，触发器，本设计方案中利用NE555构成多谐振荡产生连续脉冲作为CD4017的脉冲源，在经过74HC240驱动输入到发光二极管。 关键字：连续脉冲 流水灯 多功能 前 言 随着电子技术的快速发展尤其是数字技术的突飞猛进，多功能流水灯凭着简易，高效，稳定等特点在各种娱乐场所、店铺门面装饰、家居装潢、城市墙壁更是随处可见，与此同时，还有一些城市采用不同的流水灯打造属于自己的城市文明，塑造自己的城市魅力。目前，多功能流水灯的种类已有数十种，如广告装潢、家居装饰、店铺招牌灯等等。所以，多功能流水灯的设计具有相当的代表性。 多功能流水灯，就是要具有一定的变化规律的功能，主要考察了数字电路中的计数器、、多谐振荡等，多谐振荡电路给其它的电路提供脉冲源，设计过程中需要了解相关芯片（NE555、CD4017、74HC240）的具体功能，引脚图，真值表，认真布局，在连接过程中更要仔细认真。 第一章 设计意义及目的 1.1、设计意义： A、熟悉多功能流水灯的原理与功能； B、掌握数字电路的功能，学会如何用555时钟电路产生方波信号； C、熟悉掌握计数器、震荡器的功能与原理； D、了解时序电路与逻辑电路的功能与应用。 1.2、设计目的： A、掌握组合逻辑电路、时序逻辑电路及数字逻辑电路系统的设计、安装、测试方法； B、进一步巩固所学的理论知识，提高运用所学知识分析和解决实际问题的能力； C、提高电路布局﹑布线及检查和排除故障的能力； E、提高自己焊接电路板的能力； F、培养书写综合实验报告的能力。 第二章 方案设计 2.1、设计思路： 由555时钟电路产生的方波信号，输入到10位计数——分频器(CD4017)，分频计数产生输出信号经过74HC240驱动后输出到发光二极管上，发光二极管循环依次点亮。 由于74HC240只能对8位二进制数进行反相，所以电路中加入了两个三极管非门。三极管非门应保证当输入低电平时三极管可靠地截至，则输出为高电平；当输入高电平时三极管工作在深度饱和状态，则输出为低电平。 2.2、元件组成： 根据多功能流水灯的设计思路，可知多功能流水灯有以下元件组成：NE555谐振荡器、CD4017计数器、74HC240反相、9014三极管（2个）、电阻为470?（10个）、电阻10K（3个）电阻300K（1个），LED灯（10个），电容0.47μF/10 V（1个）和电容0.01μF/10V（1个）。 系统设计方案 3.1、NE555谐振荡器 电路中NE555由于555的②脚处于低电平，故输出端③脚呈高电平；当电源经R1、R2向C3充电到2/3电源电压时，输出端③脚电平由高变低，555内部放电管导通，电容C2经W和R2向555的⑦脚放电，直至C2两端电压低于1／3电源电压时，555的③脚又由低电平变为高电平，C2又再次充电，如此循环工作，形成振荡。555的频率可以通过改变电位器的阻值而改变，其时钟输出直接进入4017的14脚，这样来驱动10个LED负载，使其循环点亮。 3.2、分频器CD4017 CD4017计数器总共有16个引脚，其中它有10个引脚是输出端，CLK为脉冲信号输入端，时钟输入端的斯密特触发器具有脉冲整形功能，对输入时钟上升和下降时间无限制，随着脉冲的输入CHF4017 10个输出引脚依次输出高电平，当完成10个输出时CHF4017自动复位，CO（进位输出）在前五个脉冲为高电平，后五个脉冲时为低电平。运用555时基电路构成多谐震荡器以提供时钟脉冲。 3.3、74HC240 由于74HC240只能对8位二进制数进行反相，所以电路中加入了两个三极管非门。三极管非门应保证当输入低电平时三极管可靠地截至，则输出为高电平；当输入高电平时三极管工作在深度饱和状态，则输出为低电平。 3.4、流水灯总电路： CLK CLK 14 E 13 MR 15 CO 12 Q0 3 Q1 2 Q2 4 Q3 7 Q4 10 Q5 1 Q6 5 Q7 6 Q8 9 Q9 11 U1 4017 R 4 DC 7 Q 3 G N D 1 V C C 8 TR 2 TH 6 CV 5 U2 NE555 R1 300k R2 10k 1A1 2 1A2 4 1A3 6 1A4 8 2A1 11 2A2 13 2A3 15 2A4 17