霓虹灯控制电路设计 (2).pdf

武汉理工大学《电工电子综合课程设计》说明书 引言 课程设计作为实践教学的一个重要环节，对提高学生的创新能力有着重要的作用。通 过这次课程设计，学生不仅能加强对理论知识的理解，而且提高了学生的动手能力，除此 之外，还提高了学生解决问题的能力。 随着社会的不断发展，广告的地位和影响日益壮大，尤其实在当今的经济时代，很多 的商品都是依靠广告来引导消费者的。因此，广告作为一种很重要的媒介，已经成为了社 会宣传的主导方式。由于起多样性决定了其巨大的开发空间。 霓虹彩灯作为广告的一个重要元素，也渐渐成为广告的灵魂，也成为了城市夜景一道 靓丽的风景线。 刚刚学完了数电知识，正好通过这次课程设计，进一步巩固了理论知识，而且全面掌 握了课设的基本流程，此外，分析与解决问题的能力也得到了相应的提升。 此次设计我们用到了555 构成的秒脉冲发生器，74LS194 ，74LS161 ，74LS139 以及逻 辑门电路来实现方案，充分利用了模电和数电的知识来不断解决实验过程中发现的问题， 这也是这次课程设计的目的和意义所在。 1 1 武汉理工大学《电工电子综合课程设计》说明书 1.设计意义及要求 1.1 设计意义 在日常生活中，霓虹彩灯已成为一道靓丽的风景线。灯的种类繁多，变化多样，所以 霓虹彩灯的设计具有重大的实际意义。 学校安排此次课程设计，不仅让我们联系了所学知识，加以应用和分析，而且提高了 自我分析问题解决问题的能力并加强了团队合作的精神。 通过这次课程设计，我熟悉了各种元件的功能及用法，也锻炼了思维能力，最值得说 的是，我们讲所学知识转化为实物，得到了极大的成就感和满足感。 1.2 设计要求 现有9 只彩灯，红－绿－蓝－红－绿－蓝－红－绿－蓝―排成一条直线，试设计一控 制电路，要求彩灯能实现如下追逐图案： 1）红绿2 种灯从前往后驱动点亮闪烁，每0 ．6 秒往前进一步； 2 ）蓝灯从后往前驱动点亮闪烁，每0 ．6 秒进一步； 3 ）霓虹灯控制工作状态按照上述2 至3 步自动重复循环。 2 2 武汉理工大学《电工电子综合课程设计》说明书 2.方案设计 2.1 设计思路 霓虹灯3 种颜色的灯都需要产生0.6 秒的变化跳动，所以必须给电器元件1.67Hz 的脉 冲信号。考虑到这点，首先很简单想到555 定时器构成的多谐振荡器，因为多谐振荡器可 以根据调节电阻与电容值产生不同的输出脉冲信号，使用方便，易于设计。再观察设计要 求可发现红绿灯从前至后0.6 秒有规律跳动，蓝灯从后至前0.6 秒跳动，三种灯变化频率 相同，闪亮的时刻也相同。所以可以考虑设计一个循环输出信号，输出端与发光二极管相 连，这样既满足题意，设计又简单。 2.2 方案设计 2.1.1 设计方案一（个人方案） 电路图如下 上图左边是用555 设计的脉冲振荡器，产生1.67HZ 的脉冲信号输入CT74LS194 中， 然后通过74LS194 输出四进制循环信号。其中输出端Q0 接1、2、9 号灯，Q1 接4、5、6 号灯，Q2 接3、7、8 号灯，再加上一个三输入的或非门74LS27，或非门输入端与74LS194 的三个输出端Q0、Q1、Q2 相连，输入端与S1 相连，这样就能产生循环发光的霓虹灯。 3 3 武汉理工大学《电工电子综合课程设计》说明书 2.1.2 设计方案二（小组方案） 电路图如下 本电路是由555 定时器组成0.6s 的脉冲信号，用一片74LS161 制作成4 进制计数器。 用一片74LS139 四进制译码器分别控制9 盏灯。其中第1、2 、9 号灯接74LS139 的Q0 输 出端，第4 、5、6 号灯接74LS139 的Q1 输出端，第3、7、8