毕业设计 双色三循环方式彩灯控制器

毕业设计 双色三循环方式彩灯控制器 湖南电子电气网 www.hndzdq.com - 0 - 湖南电子电气网 www.hndzdq.com 彩灯控制器（摘要）„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1 第一章 课 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 构思„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3 第二章 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 设计与单元设计„„„„„„„„„„„„„„„4 第三章 原理说明„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„12 第四章 仿真分析及结果„„„„„„„„„„„„„„„„„15 第五章 调式过程„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„17 总结语„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„18 致谢 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„19 参考文献 „„„„„„„„„„„„„„`„„„„„„„„„20 - 1 - 湖南电子电气网 www.hndzdq.com 循环彩灯的电路很多，循环方式更是五花八门，而且有专门的可编 程彩灯集成电路。绝大多数的彩灯控制电路都是用数字电路来实现的，例如，用 中规模集成电路实现的彩灯控制电路主要用计数器，译码器，分配器和移位寄存 器等集成。本次设计的双色循环彩灯控制器就是用计数器和译码器来实现，其特 点用双色发光二极管，能发红色和绿色两色光。 ：计数器，译码器，集成，双色二极管 Circulate the electric circuit of the colourful light a lot of, circulate the way is more multifarious, and has specialized programmable colourful light integrated circuit.The colourful light control electric circuits of the great majority all carry out with the numerical electric circuit of, for example, the colourful light control electric circuit that uses a medium scale integrated circuit realization mainly uses to count a machine, translating the code machine, assigning a machine and moving to deposit a machine etc. integration.The double color of[with] this design's circulating colourful light controller is to use to count a machine and translate the code machine to carry out, its characteristics gives out light diode with a pair of colors, can flush the color and green and dichromatic light. - 2 - 湖南电子电气网 www.hndzdq.com 1、用中小规模集成电路设计一台彩灯控制器。用计数器和译码器设制作一 个双色三循环方式彩灯控制器。 2、控制器有8路输出，每路用双色发光二极管指示。 3、控制器有3重循环方式： 方式A：单绿左移---单绿右移---单红左移---单红右移； 方式B：单绿左移---全熄延时伴声音； 方式C：单红右依---四灯红闪，四灯绿闪延时。 4、由单刀掷开关控制3种方式，每种方式用单色发光二极管指示。 5、.两灯点亮时间约在0.2～0.6S间可调，延时时间约在1～6S间可调。 - 3 - 湖南电子电气网 www.hndzdq.com 近年来，由于中，大规模集成电路的迅速发展，使得数字逻辑电路的设计发 生了根本性的变化。在设计中更多的使用中。大规模集成电路不仅可以减少电路组件的数目，使电路简捷，而且能提高电路的可靠性，降低成本。因此，双色 三循环方式彩灯控制器总体方案设计如下： 1.据总的功能和技术要求，把复杂的逻辑系统分解成若干个单元系统，单元的数 目不宜太多，每个单元也不能太复杂，以方便检修。 2.个单元电路由 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 集成电路来组成，选择合适的集成电路及器件构成单元电 路。 3.各个单元电路间的连接，所有单元电路在时序上应协调一致，满足工作需求， 相互间电气特性应匹配，保证电路能正常，协调工作。 2.1基本原理 设计任务中所要求的3种循环方式并不复杂，用中小规模集成电路就能实 现。本控制应由方式选择，振荡器，控制电路，延时电路，蜂鸣器等组成，其框 图如图1所示： 振荡器 方控译计LED式制码数显 选电器 器 示 择 路 延时电路 蜂鸣器 图1 双色三循环方式彩灯控制器框图 2.2计数器和译码器 本控制器的核心器件为计数器和译码器，分别采用CMOS中规模集成电路 - 4 - 湖南电子电气网 www.hndzdq.com CC4516和CC4514。CC4516为16脚双列直插的中规模集成可预置数的4位二制加/减计数器（单时钟），其引脚如图2所示。CC4516有5中功能：置数，清零， 不计数，加计数，减计数，具体功能如表1所示。CC4514是4为锁存/4线—16线译码器，其输出为高电平有效。CC4514具有数据锁存，译码和禁止输出3种功能。数据锁存功能由EL端施加电平实现，EL=0时，O~O保持EL置“0”前0 15 的电平；禁止端E为高电平时，O~O全为低电平；因此，CC4514作为译码器使）015 用时，EL应接高电平，E应接低电平，CC4514的外引脚如图2所示。 图8 CC4516引脚图 图2 CC4514引脚图 CE UP/DN CP PL MR 功能 × × × 1 0 置数，既把数PPPP送OOOO中 32103210× × × × 1 清零，即OOOO全为零 3210× 1 × 0 0 不计数，即OOOO保持不变 3210 0 1 0 0 加数器 0 0 0 0 减数器 - 5 - 湖南电子电气网 www.hndzdq.com 表1 CC4516功能表 2.3显示电路 LED显示电路如图3所示。 OOOOOOOO15 14 13 12 11 10 9 8 OOOOOOOO 0 1 2 3 4 5 6 7 图3 LED显示电路 O~O为译码器的输出。4514共有16个输出，而双色发光二极管只有80）15 个，因此每两个输出接同一个发光二极管，接法如图3所示。发光二极管为双色 三极发光二极管，其限流电阻有3种连接方法（16个限流电阻，8个限流电阻，1个限流电阻），本控制器采用8个限流电阻的方法。发光二极管的极限电流一 般为20~30mA，发光二极管的压降约为2V，通过发光二极管的电流可取为 10~15mA，以保证发光二极管有足够的亮度，而且这样又不易损坏发光二极管。 2.4振荡器 振荡器有多种振荡器电路，图4所示的振荡器比较简单常用，其中（a）图为CMOS非门构成的振荡器，（b）图为555构成的振荡器。CMOS非门构成的振荡器的振荡周期T=1.4RC，555构成的振荡器的振荡周期T=0.7（R+2R）C。 12 - 6 - 湖南电子电气网 www.hndzdq.com 图4振荡器 2.5触发器 循环方式A的设计思路如下： PL=1 UP/ DN=1 UP/ DN=0 UP/ DN=1 起始计数（置“1000” ） 加数器 O时计数器 O时计数器 150 本循环彩灯控制器方式A的设计难点就是控制电路（循环功能能否实现在于 控制电路是否起作用）。要实现循环功能，计数器既要加法计数，也要减法计数， 即加法计数到O时变为减法计数，减法计数到O再变为加法计数，这可用触发150器控制计数器的UP/DN端来实现。 图5所示为由D触发器构成的二分频电路，O和O0作为时钟信号，一个时15钟触发器的状态翻转一次。图6（b）是利用D触发器的直接置“1”端和直接置 - 7 - 湖南电子电气网 www.hndzdq.com “0”端来实现触发器的状态转换。图5（c）和（d）是由门电路组成的基本RS触发器，图5（c）RS 输入为高电平有效，因此O和O可直接作为S与R的输150 入。图5（d）输入为低电平有效，O，O反向后作为触发器输入。除以上几种150 电路外，也可以直接用RS触发器或JK触发器来实现。经实践，图5所示的几种电路都能达到控制的作用。 (a) （b） - 8 - 湖南电子电气网 www.hndzdq.com （c） （d） 图5 触发器控制电路 2.6延时电路 循环方式B的设计思路如下： PL=1 UP/ DN=1 E=1 置1000 加计数器 O时延时 15 延时电路可采用单稳态电路，O的下降沿作为单稳态电路的触发信号。根15 据功能要求。可采用微分型单稳态电路，555构成的单稳态电路及分立元器件构 成的单稳态电路，而下降沿触发的与非构成的微分型单稳态电路和555构成的单 - 9 - 湖南电子电气网 www.hndzdq.com 稳态电路较为理想。 图6为与非构成的微分型单稳态电路，其中C，R为微分电路，当u为窄脉ddi冲触发时，C和R可省略。O的下降沿作为单稳态电路的触发信号，因此O要dd1515经微分和限幅后再触发单稳态电路。延时时间有RC决定。 555构成的单稳态电路如图7所示，CR和VD起微分限幅作用。因此本电路11 要求低电平触发，没有触发的时候555的第2脚要为低电平，所以要接R，对于2R和R的阻值比要求比较严格，要保证没有触发的时候第2脚电压大于1/3V,12DD触发的时候电压小于1/3V。延时时间由RP和C决定。 DD2 图6 与非构成的微分型单稳态电路 - 10 - 湖南电子电气网 www.hndzdq.com 图7 555构成的单稳态电路 在循环方式C中，要实现单红右移，计数器应从“0000”开始递增，因此应 先清零再加法计数。根据计数器和译码器本身无法使输出实现四灯红闪，四灯绿 闪，因此，可通过延时电路给8个双色发光二极管加上振荡信号来解决。方式C的循环过程可表示为: MR=1 UP/ DN=1 E=1 消零 加计数器 O时延时 7 在设计时要注意，要求是在同一个电路中通过方式选择来实现3种循环功能，而不是设计3个电路。3种循环方式要互相隔离，如按方式A工作时则不能有方式B现象出现，因此可采用双向模拟开关CC4066进行隔离。 - 11 - 湖南电子电气网 www.hndzdq.com 3.1工作原理 3.1.1选择方式A，指示LED灯亮，VD导通，开关刚接通瞬间C短路，IC101942的PL＝1，IC计数器置数“1000”，电源接通瞬间，C短路，触发器直接置零R22 ＝1，即IC的UP/DN=1,j计数器从“1000”开始计数，C充电结束后，触发器R22 ＝0，不起作用。当计数器到”1111”,O＝1，VD导通，同时IC倒通，触发器1524A翻转，UP/DN＝0，计数器递减计数。 3.1.2选择方式B，指示灯LED亮，VD导通，开光刚接通瞬间，C短路，PL6204＝1，IC计数器置数“1000”，电源接通顺间，C短路，触发器R＝1，触发器直22 接置零，UP/DN＝1，计数器从”1000”开始计数，IC断开，D触发器输出不变， 4A UP/DN一直为一，计数器始终递增计数。当计数到“1111”时，O＝1，IC导通，158B当O从高电平变为低电平时，触发单稳态电路，IC输出变为高电平，E=1,灯全156 部熄灭，IC导通，CT导通，蜂鸣器响。延迟时IC导通，PL＝1，计数器始终714C 在置数“1000”，延迟结束时，E＝0，计数又从“1000”开始计数。 3.1.3选择方式C，指示灯LED亮，开关刚接通瞬间，C短路，MR＝1，IC计数1032 - 12 - 湖南电子电气网 www.hndzdq.com 器清零，电源接通瞬间，C短路，触发器R＝1，触发器直接置零，UP/DN＝1，2 计数器从“0000”开始计数，当计数器到“0111”时，O＝1，因IC导通，当78AO从高电平变到低电平时，触发单稳态电路，IC输出为高电平，E＝1，IC的O～7630O输出全为低电平，IC导通，延迟时计数器清零，IC与非门输出脉冲信号，VT15472发射级输出脉冲信号送到双色发光二级管，使8盏灯四灯红闪四灯绿闪。延迟结 束，计数器又从“0000”开始计数 - 13 - 湖南电子电气网 www.hndzdq.com 对于本控制器的三种循环方式，只选择A进行仿真。 4.1控制器(方式A)的仿真 从元器件库中调出各种电阻、电容、集成块. 发光二级管等元器件,元器件调出后，对元器件的位置进行调整，使布局比较合理。 将电位器的操作键由空格键改为a键，按a键或A键可改变电位器的阻值。 X2为电平指示灯，高电平示指示灯亮，低电平示指示灯不亮。灯泡X1采用虚拟灯泡，双击灯泡使其工作电压设置为220V。继电器K采用常开触点的继电器，1 注意继电器的脚号连接要正确。双击交流电源U，将交流电的工作电压设置为2 220V，工作频率设置为50HZ。XSC1为示波器图标。 由于CMOS集成电路的输入端不允许悬空，因此应工具逻辑要求将不用的输 入端接高电平或低电平，如4013的CP，D不用，应接地，4516的MR，CE接地，11 4514的数据锁存端EL接电源，禁止端E接地。 4.2仿真结果 检查电路图无误后，可接通电源以模拟循环过程。由于电源接通瞬间，电容 C，C相当与短路，使D触发器直接置零端由效，CC4516的置数端PL有效，CC451623 置数“1000”,使发光二级管从LED开始电亮并往上移。但EWB不能模拟电源接8 通瞬间电容相当于短路这一过程，因此，电源接通后，发光二级管不一定从LED8开始点亮，计数器可能递增计数也有可能递减计数，但这种现象只会影响第一个 周期，对循环过程没有没有影响。只要绿LED15亮，就会使D触发器置1，从而使计数器递降计数，发光二极管灯亮顺序为，ＬＥＤ ?LED?„?LED?„?LED?LED的规律变化，此时指示灯X2不亮。只要红1514810 色灯LED亮，就会示D触发器置零，从而计数器递增计数，发光二级管灯亮按0 LED?LED?„. ?LED?LED?„LED?LED1规律变化，此时指示灯X点亮。01781452当LED亮示，三极管VT导通，继电器K吸合，灯X亮。说明8只双色发光二1511 级管可以用16只彩灯代替。 按a键或A键，可以改变电位器的百分值，观察灯移动的速度。百分比值增 大时，灯移动的速度应加快。取不同的百分值，用示波器测量振荡器的周期，将 - 14 - 湖南电子电气网 www.hndzdq.com 结果填入表3中。示波器的扫描时间的设置以示波器的屏幕上显示2到3 个周期波形为宜。 表2振荡周期 PR 0％ 10％ 30％ 50％ 70％ 90％ 100％ 计算值 周期T 测量值 通过电流表显示通过发光二级管的电流，改变限流电阻的阻值，观察发光二 级管时毫安表数值的变化。将IC的第4脚复位端接地，用示波器观察555的第1 三脚输出，此时振荡器没有振荡信号产生，LED到LED中某个灯亮。将IC的第0151四脚复位端接V，将4514的第一脚接地，观察发光二级管灯亮的现象，此时LEDDD0到LED中某个灯亮。若将4514的第23脚禁止端E非接V，此时LED到LED15DD015全部不亮。 - 15 - 湖南电子电气网 www.hndzdq.com 搭完毕后检查是否有多线，少线错线，元器件的位置。极性是否正确，检 查正确后再通电调试。三脚双色发光二级管中间的最长脚为公负极，第二长脚为 红色正极，最短的脚为绿色正极。通电调试主要从以下几个方面进行： 1). 检查振荡器是否振荡。如果双色发光二级管灯亮并且左右移动，说明振 荡器工作；如果双色发光二级管只有固定的一盏灯亮，则应检查振荡器是否振荡。 用示波器检查振荡器的输出，或用指针式万用表直流电压挡测量振荡器输出。如 果示波器能检查出振荡波形，或万用表指针左右摇摆，则说明振荡器已经工作。 2). 观察计数器能否计数，若不能计数，检查C是否接错或已经损坏，若4 置数得的时间太久（LED绿灯两地太久），则应减少C的容量或R的阻值。接循7419环方式C，检查计数器能否置零，若不能，检查C，R等元器件。 35 3). 接循环方式A，检查D触发器在一循环周期内能否翻转两次，若不能翻 转，则应现检测D触发器是否已经损坏，再检查VD、VD、R、R、IC等元器件。 12234A 4). 接循环方式B，用万用表测量IC的输出电压，检查挡计数器计数到6 “1111”，时，单稳态电路的输出是否从的电平变为高电平。如果单稳态电路的 输出一直时低电平，则应测量IC的第二脚时候一直为高电平而没有低电平触发6 信号，然后再检查周围相关的元器件。如果单稳态输出始终为高电平，可能是 IC的第二脚电压一直是低电平所导致，说明R与R的组织法选择不当。 62021 5).接循环方式C，检查能否四灯红闪，四灯绿闪。检查IC,IC,VT等元器4C72件。 - 16 - 湖南电子电气网 www.hndzdq.com 在课程设计的过程中，较多的时间是用来查阅资料，因为还是第一次做电子 课程设计，图书馆的资料很有限，所以一般通过网上查阅，在此查阅期间，我学 会了怎样使用超星阅读器和PDF阅读器。 在调试过程中，故障是不可避免的，或者正如老师所说没有故障反而还不正 常。产生故障的原因很多，情况也很复杂，有的是一种原因引起的简单故障，有 的上多种原因相互作用引起的复杂故障，因此需要掌握故障的一般诊断方法，故 障诊断过程就是以故障现象出发，通过反复测试，做出分析判断，逐步找出故障 的过程。对于一个复杂的系统来说，要在大量的元器件和线路中迅速，准确地找 出故障是见很不容易的事。要通过对原理图的分析，把系统分成不同功能的电路 模块，通过逐一测量找出故障模块，然后再对故障模块内部加以测量找出故障， 查找故障，分析故障和排除故障，这样可以提高我分析问题和解决问题的能力， 因此，我把他看成是一次好的学习机会。 通过电子线路课程设计，我了解了电子产品设计的一般过程，掌握电子线 路设计的基础方法和一般过程，能用仿真软件对电子线路进行仿真设计，能用 Portel等软件绘制PCB图，掌握了电子电路调试的方法，能独立解决设计与调 试过程中出现的一般问题，能正确选用元器件与材料，能对所设计电路的指标和 性能进行测试并提出改进意见，能查阅各种有关 手册 华为质量管理手册 下载焊接手册下载团建手册下载团建手册下载ld手册下载 和正确编写设计报告。 由于这次的课程设计是一个人单独作一个课题，所以我是采用以自学为主的 学习方法。在学完《模拟电子技术基础》和《数字电子技术基础》课程之后，我 已经具有了一定的理论基础，实践技能和自学能力。在复习和课程设计任务有关 的单元电路，理清头绪，按照电子电路的一般设计步骤进行设计。虽然一个人做 有点困难，途中不知碰到了多少难题，由于是我自己解决的，所以在解决这些实 际难题中得到了很大的提高。 - 17 - 湖南电子电气网 www.hndzdq.com 三年前那个白衣飘飘的懵懂年代，我踏着秋风啃噬的菊蕊，怀揣着邮电人绿 色的希望，酝酿着酣甜的大学梦，在工程职院的天空下开始弥漫蓝调的征程：在 小月河畔沐浴春风，在时间广场仰望苍穹，在实验室激扬文字。菁菁校园，潺潺 流水，朗朗书声，莘莘学子，谆谆师诲。三年后的今天，当我手捧这卷毕业 论文 政研论文下载论文大学下载论文大学下载关于长拳的论文浙大论文封面下载 时才意识到流年似水时不我待，大学最后一份作业就这么结束了。 游离在离别的边缘，依然会不舍，依然会怀念，依然会心存感激。感谢给予 我美好回忆的母校——湖南工程职院，感谢无数个日日夜夜里辛勤栽培我的恩 师，感谢风雨兼程中并肩相伴的朋友，是你们给予了我莫大的勇气、信心与支持， 更是你们让我学会了在受恩予人之后要去涌泉相报。 感谢我的指导老师龙老师，您孜孜以求的工作作风、从严求实的治学态度一 直鼓舞着我；您培养了我注重理论创新与独立思考的意志。在设计之前龙老师给 予我们一些设计思路分析和提示，在这里我要特别感谢龙老师提前给我布置了课 题和上了有关的课，使我有充足的时间去准备。。 毕业论文代表着大学时代的终结，完成它会有一份使命感，一份责任感，一 份成就感，还有一份失落感。在这里，我拣起了全部的脚印，让爬满成长的日子， 永远在心底绽放幽谧的蓝„„当青春散落一地，我捕捉点滴的光阴，触动心头那 根封存但隽永的心弦，感恩的心境随着时光的流逝而愈久弥香。不需要刻意去回 忆，只是每次总在不经意间想起那个实验室，那间宿舍，那片草地，那群人，那 些事，那沓每周都超过九十个小时的打表记录，那缕在22岁的春夏留下的痕迹„„ 执手于歧路，相顾诉衷肠。蓦然回首，昨日历历泪千行。遥寄清风明月，信 步诗唐词宋，忧乐共徜徉。同在邮苑里，情谊愈深长。将别去，金樽酒，话凄凉。 男儿有志，前路漫漫气昂昂。不管霜吹雨打，也学英雄依旧，挽弓射天狼。展翅 晴空里，鹰势破苍茫！ - 18 - 湖南电子电气网 www.hndzdq.com 1：陈晓文主编.电子线路课程设计.北京：电子工业出版社，2004 2：李银华主编.电子线路设计指导.北京：北京航空大学出版社，2005 3：http//：www.icbase.com 4：http//：www.sensorword.com - 19 -