基于數(shù)字電路設(shè)計(jì)的彩燈控制器

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1、設(shè)計(jì)題目：彩燈控制器的設(shè)計(jì)系別：電子與信息工程學(xué)院班級(jí)：1092132學(xué)生姓名：崔開(kāi)地指導(dǎo)教師：丁文飛成績(jī)：2013年7月9日課程設(shè)計(jì)任務(wù)書課程設(shè)計(jì)題目彩燈控制器的設(shè)計(jì)功能技術(shù)指標(biāo)1.順序產(chǎn)生：紅、綠、紅+綠=黃、藍(lán)、紅+藍(lán)=紫、綠+藍(lán)=青、紅+綠+藍(lán)=白；2.燈光換時(shí)間可調(diào)，范圍在0.1~10s。工作量工作計(jì)劃1、分析題目的功能要求，查找和分析參考資料。（1天）2、畫出電路原理圖，分析電路原理圖和列出元器件表。（2天）3、購(gòu)買元器件（1天）4、安裝電路（2天）5、電路調(diào)試（5天）6、撰寫課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書（3天）7、準(zhǔn)備答辯（1天）8、答辯（1天）。指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)年月日目錄第1章緒論

2、11.1選題目的11.2設(shè)計(jì)要求11.2.1設(shè)計(jì)題目和技術(shù)指標(biāo)11.2.2設(shè)計(jì)功能1第2章電路結(jié)構(gòu)及工作原理22.1電路方框圖22.2時(shí)鐘發(fā)生電路圖22.3彩燈控制電路32.4彩燈顯示電路5第3章整機(jī)工作原理73.1整機(jī)原理圖73.2整機(jī)電路原理7第4章電路的組裝與調(diào)試94.1電路的檢查94.2電路的調(diào)試94.2.1在調(diào)試中遇到的困難9結(jié)論11收獲和體會(huì)12致謝13參考文獻(xiàn)14附錄115哈爾濱華德學(xué)院課程設(shè)計(jì)用紙第1章緒論1.1選題目的課程設(shè)計(jì)是一個(gè)非常重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，是電子線路教學(xué)環(huán)節(jié)的繼續(xù)、深化、補(bǔ)充和檢驗(yàn)，是教學(xué)計(jì)劃中綜合性很強(qiáng)的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。1.了解并掌握數(shù)字電子技術(shù)課

3、程所學(xué)的基礎(chǔ)理論知識(shí)。2.通過(guò)對(duì)理論知識(shí)的掌握，學(xué)會(huì)用其進(jìn)行基本的電路設(shè)計(jì)。3.熟悉常用集成數(shù)字芯片，并掌握其結(jié)構(gòu)組成、工作原理及邏輯功能，進(jìn)一步學(xué)會(huì)使用其進(jìn)行電路的設(shè)計(jì)。4.了解并熟悉數(shù)字電子技術(shù)設(shè)計(jì)的基本思想和方法、原理。5.培養(yǎng)學(xué)生在遇到難題時(shí)，會(huì)用科學(xué)分析和解決問(wèn)題的方法。6.培養(yǎng)學(xué)生的綜合設(shè)計(jì)能力、嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的工作作風(fēng)和實(shí)事求是的工作態(tài)度。1.2設(shè)計(jì)要求1.2.1設(shè)計(jì)題目和技術(shù)指標(biāo)題目名稱：彩燈控制器的控制設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)：1.順序產(chǎn)生：紅、綠、紅+綠=黃、藍(lán)、紅+藍(lán)=紫、綠+藍(lán)=青、紅+綠+藍(lán)=白；2.燈光換時(shí)間可調(diào)，范圍在0.1~10s。1.2.2設(shè)計(jì)功能本次的的課程設(shè)計(jì)

4、主要實(shí)現(xiàn)利用CD4011與CD4518實(shí)現(xiàn)使在紅、綠及藍(lán)“三基色”燈情況下，順序產(chǎn)生7種色光。11哈爾濱華德學(xué)院課程設(shè)計(jì)用紙第2章電路結(jié)構(gòu)及工作原理2.1電路方框圖通過(guò)查閱大量資料，最終確定方案，其方案電路方框圖如圖2-1所示。圖2-1電路方框圖該方案主要由時(shí)鐘信號(hào)CP發(fā)生電路、彩燈花樣控制電路以及彩燈演示電路組成具體工作方式如下。2.2時(shí)鐘發(fā)生電路圖時(shí)鐘發(fā)生電路主要由555及外圍電阻、電容構(gòu)成。其時(shí)鐘發(fā)生電路如圖2-2所示。圖2-2時(shí)鐘發(fā)生電路555集成電路在這里除了作定時(shí)延時(shí)控制外，還可用于調(diào)光、調(diào)溫、調(diào)壓、調(diào)速等多種控制及計(jì)量檢測(cè)。此外，還可以組成脈沖振蕩、單穩(wěn)、雙穩(wěn)和脈沖

5、調(diào)制電路，用于交流信號(hào)源、電源變換、頻率變換、脈沖調(diào)制等。555引腳圖如圖2-3示。11哈爾濱華德學(xué)院課程設(shè)計(jì)用紙圖2-3555引腳圖555引腳圖介紹如下1地GND、2觸發(fā)、3輸出、4復(fù)位、5控制電壓、6門限(閾值）、7放電、8電源電壓Vcc。由于555芯片工作可靠、使用方便、價(jià)格低廉，目前被廣泛用于各種電子產(chǎn)品中，555集成電路內(nèi)部有幾十個(gè)元器件，有分壓器、比較器、基本R-S觸發(fā)器、放電管以及緩沖器等VDD通過(guò)R1和R2對(duì)電容C充電，當(dāng)Uc<1/3VDD時(shí)，振蕩器輸出Vo=1，放電管截止。當(dāng)Uc充電到≥2/3VDD后，振蕩器輸出Vo翻轉(zhuǎn)成0，此時(shí)放電管導(dǎo)通，使放電端(DIS)接

6、地，電容C通過(guò)R2對(duì)地放電，使Uc下降。當(dāng)Uc下降到≤1/3VDD后，振蕩器輸出Vo又翻轉(zhuǎn)成1，此時(shí)放電管又截止，使放電端(DIS)不接地，電源VDD通過(guò)R1和R2又對(duì)電容C充電，又使Uc從1/3VDD上升到2/3VDD,觸發(fā)器又發(fā)生翻轉(zhuǎn)，如此周而復(fù)始，從而在輸出端Vo得到連續(xù)變化的振蕩脈沖波形。脈沖度TL≈0.7R2C，由電容C放電時(shí)間決定；TH=0.7(R1+R2)C，由電容C充電時(shí)間決定，脈沖周期T≈TH+TL2.3彩燈控制電路彩燈控制電路主要由CD4518芯片組成CD4518是一個(gè)雙BCD同步加計(jì)數(shù)器，由兩個(gè)相同的同步4級(jí)計(jì)數(shù)器組成。其引腳圖如圖2-4所示。11哈爾濱華德

7、學(xué)院課程設(shè)計(jì)用紙圖2-4CD4518引腳圖CD4518引腳功能管腳功能如下：1CP、2CP：時(shí)鐘輸入端。1CR、2CR：清除端。1EN、2EN：計(jì)數(shù)允許控制端。1Q0～1Q3：計(jì)數(shù)器輸出端。2Q0～2Q3：計(jì)數(shù)器輸出端。Vdd：正電源。Vss：地?！禖D4518引腳圖》CD4518是一個(gè)同步加計(jì)數(shù)器，在一個(gè)封裝中含有兩個(gè)可互換二/十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，其功能引腳分別為1～7和9～{15}.該CD4518計(jì)數(shù)器是單路系列脈沖輸入（1腳或2腳；9腳或10腳），4路BCD碼信號(hào)輸出（3腳～6腳