五色彩灯设计.doc

数字电路课程设计报告书 课题名称 五色彩灯的设计 姓 名 学 号 院、系、部 物理与电信工程系 专 业 电子信息工程 指导教师 2008年 07 月06日 一、设计任务及要求： 设计任务： 设计一个具有五个不同颜色灯交替发光的功能逻辑电路。 要 求： 要求电路能使五个发光二极管交替发光。 指导教师签名： 2008年7月 6日 二、指导教师评语： 指导教师签名： 2008 年7月 日 三、成绩 验收盖章 2008年 月 日 五色彩灯的设计 1 设计目的 （1）熟悉集成电路的引脚。掌握各芯片的逻辑功能及使用方法。了解。了解的组成及工作原理。熟悉的设计与制作。1所示。 图1 五色彩灯的总体方框图 原理图如图2： 图2 五色彩灯的原理图 其工作原理为：接通电源后，多谐振荡电路产生一定的脉冲时钟，使CD4017的输出端依次产生高电平（当某一输出端为高电平时，其它输出端为低电平），即若Q0输出端为高电平，与它相连的三极管导通，发光二极管通过集电极和发射极与地相连，形成回路，灯亮，其它灯不亮。CD4017使与Q0~Q4端的发光二极管依次点亮。 3.2电路设计 （一）多谐振荡器 电路图如图3： 图3 多谐振荡器 信号脉冲由多谐振荡器产生，振荡频率F0=1.43/[(R11+R12)C1]，其输出信号经3脚和CD4017的CP0相连，作为信号脉冲。在仿真中也可以改变电阻和电容的大小，以获得理想的脉冲。 （二）选择分配器 先介绍CD4017的引脚排列和逻辑功能，它的引脚排列如图4： 图4 CD4017的管脚功能 CD4017的管脚功能：它是十进制计数器，应用极其广泛。图4是CD4017的管脚排列图，采用16DIP封装形式。CLK端在输入时钟脉冲的上升沿计数，时钟使能端~~CPI为0时允许时钟输入，为1时禁止时钟脉冲输入。在输入时钟脉冲的作用下，Q0—Q9的十个输入端依次为高电平。MR为复位端，当MR=1时，计数器清零，QO=1,其余QI—Q9均为0。~O5-9（12脚）为进位输出端，CD4017计满十个数后，该脚输出一个正的进位脉冲。 该芯片在本电路中的作用是：当CP0端来了一个脉冲，CD4017即在脉冲上升沿到来时，其第一个输出端输出高电平，其余均为低电平，驱动发光二极管发光。 （三）发光二极管的显示和控制电路 它的电路为 图2 CD4017后边的全部电路：它的工作原理如下：当某一输出端为高电平时（其余都为低电平），高电平通过基极和发射极与地相连，导通，从而使与该输出端相连的发光二极管在外接高电平的作用下，经过集电极和发射极，正向导通，两个发光二极管亮，其它二极管的发光原理同上。 4系统调试与仿真结果 实验电路中使用器件较多，实验前必须合理安排个器件在实验装置上的位置，使电路逻辑清除，接线较短。 实验时，将个单元电路逐个进行接线和调试，即分别测试，待单个单元电路工作正常后，在将有关电路逐级连接起来进行测试，直到测试整个电路成功。 测试振荡器电路，调整R\C值观察其输出波形，调整到理想频率为止。 测试选择分配电路，输入一定的信号观察并记录其输出信号，是否符合其逻辑关系。 按图2接线，每个芯片接上电源，观察灯的变化情况。 仿真结果如图5： 图 5 仿真结果 5主要仪器与设备 （1）—一片，555定时器—一片 （3）电阻 4.7K—一只，5.1K—一只，1K—一只， 47—5只，470—5只 （4）电容 100nf—一只 （5）三极管 3DG12—5只 （6）二极管 红、黄、蓝、绿、橙色各2只 6设计体会与建议 6.1设计体会 通过这次对五色彩灯的设计与制作，让我了解了设计电路的程序，也让我了解了关于彩灯的基本原理与设计理念，要设计一个电路总要先用仿真软件仿真成功之后才实际接线的。但是最后的成品却不一定与仿真时完全一样，因为，再实际接线中有着各种各样的条件制约着。而且，在仿真中无法成功的电路接法，在实际中因为芯片本身的特性而能够成功。所以，在设计时应考虑两者的差异，从中找出最适合的设计方法。此外，本实验也可通过EWB软件来实现。通过这次学习，让我对各种电路都有了大概的了解，特别是某些常用芯片。我想，若要真正的从这次设计中学到一点东西，就必须自己认真的思考和不断的练习。 6.2对设计的建议 我