文档介绍：1 绪论
课题背景及目的
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,数字逻辑电路的发展也日趋迅速,通常流水灯的设计会选择单片机编程,虽然单片机具有体积小、功能强、成本低、应用面广等优点,但是,选择单片机更大的增加了设计费用,并且对设计者的编程语言要求高,而在数字电路中,中规模集成电路以其功能强大、种类繁多,得到广泛应用。很多中规模集成电路都具有通用性,它的应用已不仅仅局限于其本身所具有的功能。如本文所设计的流水灯电路,就是利用中规模集成电路的功能扩展,将移位寄存器构成移存型计数器,将其输出端接到多个LED指示上。利用数字电路来控制灯的状态,并显示设计结果。其主要的电路原理:整个流水灯电路由时钟产生,流水程序控制驱动及功率控制元件电源供给电路等电路组成。
课题研究方法
常见的流水灯控制系统中,是使用微机控制,设备复杂,成本较高;另外应用单片机控制,虽然简单,但系统智能化及传输可靠性低,且对语言的编程能力要求较高,均不理想。为了提高系统可靠性、实用性,从而研究了一种基于模拟电子技术和数字电子技术的循环控制系统。这种设计不仅仅应用到流水灯的控制,也在工业生产中提高自动化循环控制得到利用。为了发光二极管形成流水效果,将电源加在555定时器中,定时发送脉冲,通过CD4017循环计数,由CD4066控制开关,使发光二极管逐个接受高电平,循环亮起,设计中,选用四种颜色的发光二极管,从而形成更好的流水效果。
基本要求设计方案
(1)设计一个彩灯控制电路,使其能够产生一个控制信号控制彩灯实现灯光变换的功能。
(2)该彩灯控制电路,在完成基本变化的基础上,可以实现彩灯的流向性,间歇性变化的要求,从而使彩灯更加丰富化。
(3)给彩灯流水控制电路一个控制信号,并能够使其通过利用组合电路实现自控、手控、流向控制等全方位功能。
(4)该多功能流水灯具有定时功能。有模拟开关控制灯光的亮暗,彩灯会根据預定的要求作流向、间歇性变化,彩灯与彩灯之间亮暗间隔一定时间,从第一个彩灯开始直至最后一个,然后作重复性状态。
(5)通过利用中规模集成电路中可逆计数器和译码器实現正、逆流水功能,与此同時,根据需要使彩灯作各种各样的变化。
设计框图
根据本次设计的要求,。
原理框图
直流电源用于提供相关电路的工作电源。振荡器用于产生脉冲信号推动计数译码器工作。计数译码器在推动脉冲的作用下其Q0—Q2依次循环输出高电平,开关电路受计数译码器输出的高低电平控制。高电平输出,对应的开关闭合,低电平输出,对应的开关断开。循环定时器实际上是一个低频振荡器,它输出的高低电平,用于控制自动切换电路。定时器输出高电平,自动切换电路使K1,K2处于图示状态,,K1,K2同时改变状态,灯光产生的流水感变为自右向左。
2 流水灯控制电路组成
555定时器
555定时器是一种应用特别广泛作用很大的集成电路,属于小规模集成电路,在很多电子产品中都有应用。其作用是用内部的定时器来构成时基电路,给其他的电路提供时序脉冲[1]。
电路组成
,由基本RS触发器、比较器、分压器、晶体管开关和输出缓冲器五个部分组成。
555内部结构
(1)基本RS触发器
由两个与非门组成,是专门设置的可以外部进行置0的复位端,当=0时,使=0、=1。所以可以把 555 电路等效成一个放大电开关的 R-S 触发器。这个特殊的触发器有两个输入端:阀值端()可看成是置零端 R,要求高电平;触发端()可看成是置位端 S,低电平有效。它只有一个输出端 OUT,OUT可等效成触发器的端。放电端(DIS)可看成由内部放电开关控制的一个接点,放电开关由触发器的
端控制:=1 时DIS端接地;=0 时 DIS 端悬空。此外这个触发器还有复位端,控制电压端CV, 和接地端GND。。
555等效的R-S触发器
这个特殊的 R-S 触发器有两个特点:(1)两个输入端的触发电平要求一高一低:置零端 R 即阀值端 TH 要求高电平,而置位端S即触发端则要求低电平。(2)两个输入端的触发电平,也就是使它们翻转的阀值电压值也不同,当 CV 端不接控制电压是,对(R) 端来讲,> 2/ 是高电平 1,< 2/ 是低电平 0;而对(S)端来讲,> 1/ 是高电平 1,< 1/ 是低电平 0。。如果在控制端 CV 加上控制电压 VC,这时上触发电平就变成 VC 值,而下触发电平则变成 1/2VC。可见改变控制端的控制电压值可以改变上下触发电平值。
表2.