基于数字电路设计的彩灯控制器_毕业设计论文.doc

设计题目：彩灯控制器的设计 系 别：电子与信息工程学院 2013年7月9日 课 程 设 计 任 务 书 课程设计题目 彩灯控制器的设计 功能 技术指标 顺序产生：红、绿、红+绿=黄、蓝、红+蓝=紫、绿+蓝=青、红+绿+蓝=白； 2.灯光换时间可调，范围在0.1~10s。 工作量 工作计划 1、分析题目的功能要求，查找和分析参考资料。（1天） 2、画出电路原理图，分析电路原理图和列出元器件表。（2天） 3、购买元器件（1天） 4、安装电路（2天） 5、电路调试（5天） 6、撰写课程设计说明书（3天） 7、准备答辩（1天） 8、答辩（1天）。 指导教师评语 年 月 日 目录 TOC \o 1-3 \h \z \u 第1章 绪论 h 1 1.1 选题目的 h 1 1.2 设计要求 h 1 1.2.1 设计题目和技术指标 h 1 1.2.2 设计功能 h 1 第2章 电路结构及工作原理 h 2 2.1电路方框图 h 2 2.2时钟发生电路图 h 2 2.3彩灯控制电路 h 3 2.4彩灯显示电路 h 5 第3章 整机工作原理 h 7 3.1 整机原理图 h 7 3.2 整机电路原理 h 7 第4章 电路的组装与调试 h 9 4.1 电路的检查 h 9 4.2 电路的调试 h 9 4.2.1 在调试中遇到的困难 h 9 结论 h 11 收获和体会 h 12 致谢 h 13 参考文献 14 附录1 15 第1章 绪论 1.1 选题目的 课程设计是一个非常重要的教学环节，是电子线路教学环节的继续、深化、补充和检验，是教学计划中综合性很强的实践性教学环节。 1.了解并掌握数字电子技术课程所学的基础理论知识。 2.通过对理论知识的掌握，学会用其进行基本的电路设计。 3.熟悉常用集成数字芯片，并掌握其结构组成、工作原理及逻辑功能，进一步学会使用其进行电路的设计。 4.了解并熟悉数字电子技术设计的基本思想和方法、原理。 5.培养学生在遇到难题时，会用科学分析和解决问题的方法。 6.培养学生的综合设计能力、严谨认真的工作作风和实事求是的工作态度。 1.2 设计要求 1.2.1 设计题目和技术指标 题目名称：彩灯控制器的控制设计 技术指标：1.顺序产生：红、绿、红+绿=黄、蓝、红+蓝=紫、绿+蓝=青、红+绿+蓝=白； 2.灯光换时间可调，范围在0.1~10s。 1.2.2 设计功能 本次的的课程设计主要实现利用CD4011与CD4518实现使在红、绿及蓝“三基色”灯情况下，顺序产生7种色光。 第2章 电路结构及工作原理 2.1电路方框图 通过查阅大量资料，最终确定方案，其方案电路方框图如图2-1所示。 图2-1电路方框图 该方案主要由时钟信号CP发生电路、彩灯花样控制电路以及彩灯演示电路组成具体工作方式如下。 2.2时钟发生电路图 时钟发生电路主要由555及外围电阻、电容构成。其时钟发生电路如图2-2所示。 图2-2时钟发生电路 555集成电路在这里除了作定时延时控制外，还可用于调光、调温、调压、调速等多种控制及计量检测。此外，还可以组成脉冲振荡、单稳、双稳 和脉冲调制电路，用于交流信号源、电源变换、频率变换、脉冲 调制等。555引脚图如图2-3示。 图2-3 555引脚图 555引脚图介绍如下1地 GND、2触发、3输出、4复位、5控制电压、6门限(阈值）、7放电、8电源电压Vcc。 由于555芯片工作可靠、使用方便、价格低廉，目前被广泛用于各种电子产品中，555集成电路内部有几十个元器件，有分压器、比较器、基本R-S触发器、放电管以及缓冲器等VDD通过R1和R2对电容C充电，当Uc1/3VDD时，振荡器输出Vo=1，放电管截止。当Uc充电到≥2/3VDD后，振荡器输出Vo翻转成0，此时放电管导通，使放电端(DIS)接地，电容C通过R2对地放电，使Uc下降。当Uc下降到≤1/3VDD后，振荡器输出Vo又翻转成 1，此时放电管又截止，使放电端(DIS)不接地，电源VDD通过R1和R2又对电容C充电，又使Uc从1/3VDD上升到2/3VDD,触发器又发生翻转，如此周而复始，从而在输出端Vo得到连续变化的振荡脉冲波形。脉冲度TL≈0.7R2C，由电容C放电时间决定；TH=0.7(R1+R2)C，由电容C充电时间决定，脉冲周期T≈TH+TL 2.3彩灯控制电路 彩灯控制电路主要由CD4518芯片组成CD4518是一个双BCD同步加计数器，由两个相同的同