广告彩灯课程设计.docVIP

引言 当今时代是一个新技术层出不穷的时代，在电子领域尤其是自动化智能控制领域，传统的分立元件或数字逻辑电路构成的控制系统，正以前所未见的速度发展。 在现实生活中，我们经常遇到花样多变的广告彩灯，所谓广告彩灯就是讲一系列有颜色的灯串联在一起，然后按一定次序逐个或者几个的依次点亮和熄灭。因此要设计出这种电路就要应用数字逻辑电路，本次试验依照要求要设计出三行彩灯依次点亮，三列彩灯从右向左移动从左向右移动，所以该课程设计将用到脉冲信号产生电路、4017控制电路、计数电路、译码电路及其他门电路。 广告彩灯控制电路设计 1 设计意义及要求 1.1 设计意义 （1）培养学生正确的设计思想，理论联系实际的工作作风，严肃认真、实事求是的科学态度和勇于探索的创新精神。 （2）锻炼学生的自学软件的能力及分析问题、解决问题的能力。 （3）通过课程设计，使学生在理论计算，课程设计、查阅设计资料、标准和规范运用和计算机应用能力得到训练和提高。 （4）固化、深化和扩展学生的理论知识与专业技能。 （5）为今后从事电子领域打下坚实的基础。 1.2设计要求 现有9只彩灯，试设计一控制电路，要求彩灯能实现如下追逐图案； 第一层3只红灯右移，每灯亮的时间为0．8秒； 第二层3只蓝灯右移，每灯亮的时间为0．8秒； 第三层3只黄灯右移，每灯亮的时间为0．8秒； 三色彩灯同时右移，每组灯亮的时间为1．6秒； 三色彩灯同时左移，每组灯亮的时间为1．6秒； 彩灯控制电路工作状态按照上述2至6步自动重复循环。 2方案设计 2．1设计思路 依照设计要求，第一层3只红灯右移，第二层3只蓝灯右移，第三层3只黄灯右移，每盏灯亮时间为0.8秒;三色彩灯同时右移，三色彩灯同时左移每列灯亮时间为1.6。所以总体思路是将电路分为两部分，通过彼此间与或关系建立联系从而成为彼此联系的整体。 第一部分电路通过4017控制，4017输出高电平有效，控制单个灯的亮灭。第二部分由74ls161和74ls138共同控制。138输出低电平有效，所以输出信号要经过非后再经或门控制同列不同色彩等右移左移。 2．2方案设计 2.2.2设计方案二及电路图 原理分析：该电路是通过两片4017控制两部分电路。一部分是使九盏灯依次亮起，第二部分是控制三排队等同时右移或同时左移。两个555多频发生器产生两种频率的信号分别控制第一个第二个部分的频率的输入。第一部分是采用4017芯片器输出为高电平有效，九盏灯可在4017的控制下依次亮起，当4017的11端输出高电平时通过或门和与非门与第二部分的4017的11端共同控制第一片4017的信号源的输入，用此方法控制4017的工作与否。4017的 11端同时控制计数器第二片4017的时钟信号的输入，从而启动或停止第二片4017的运作。第二片4017工作时Q2与Q9、Q3与Q8、Q4与Q6通过或门控制第一排第二排和第三排的灯。这就是此电路的基本原理。 2.3方案比较 2-2-2 电路方案二电路原理图 2.3方案比较 本组方案是通过比较在成员间选择较简单的电路加以修改而得的。来两种方案比较，小组方案的优点如下： 小组方案较个人的方案更简便更以做成实物，可实现性高。个人的方案用了较多的非或门三片芯片器件两线较复杂；小组方案使用芯片个数较少且芯片是普通芯片易于购买。两个方案原理是相似的主要是功能的化简的区别。 方案一138只有三个输出端，当一遍循环结束进行第二遍循环时红灯直接亮起无间隙，但小组方案第二部分电路由4017控制，4017有十个输出端，进行第二遍循环时开始可先灭所以更符合要求。 两种方案的相同之处 两个方案均使用两个555频率发生器分别常产生频率的信号可分别加入一二部分的电路中。 两组方案都有缺陷，主要是4017芯片本身的问题，当信号源刚刚加入时，4017并非是Q1输出高点平，而是Q2输出的高电平，但当进行第二次循环电路恢复正常 3部分电路设计 3.1脉冲输出信号 脉冲源由555有电容电阻构成的频率发生器，通过此电容得充放电工作。电容充电过程初始状态为(1/3)Vcc，终止状态为(2/3)Vcc，稳定状态为Vcc。电容放电过程中由于晶体管基本处于饱和和导通状态，两端电压很低，因此供电电源对供电电路影响很小，放电初始状态为(2/3)Vcc，终止状态为(1/3)Vcc，稳定状态为0。结合条件及一阶暂稳态过程的三要素法，已知要求时间，可以求出需要的电容电阻。电路图如下3-1 3-1频率发生器 C1为100uF，C2为0.047uF，R1为3.2千欧，R2为5千欧。通过计算 T1=0.7（R1+2R2）=0.8s 1.6秒的时钟信号发生器也是类似的，