多功能流水燈課程設(shè)計報告

1、<p>　　多功能流水燈課程設(shè)計報告</p><p>　　2013—2014學(xué)年第一學(xué)期</p><p>　　學(xué)院： 機電與汽車工程學(xué)院</p><p>　　專業(yè)： 機械電子工程</p><p>　　班級： 11級機電子3班</p><p>　　姓名：

2、 </p><p>　　學(xué)號： </p><p>　　指導(dǎo)老師： </p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　在平常生活工作中，我們經(jīng)?？吹讲煌牟薀?，其中也包括本電路設(shè)計的多功能流水燈，這種燈主要利用計數(shù)器，觸發(fā)器，本設(shè)計方案中利用NE555構(gòu)成多諧振蕩產(chǎn)生連續(xù)脈

3、沖作為CD4017的脈沖源，在經(jīng)過74HC240驅(qū)動輸入到發(fā)光二極管。</p><p>　　關(guān)鍵字：連續(xù)脈沖 流水燈 多功能 </p><p><b>　　前 言 </b></p><p>　　隨著電子技術(shù)的快速發(fā)展尤其是數(shù)字技術(shù)的突飛猛進，多功能流水燈憑著簡易，高效，穩(wěn)定等特點在各種娛樂場所、店鋪門面裝飾、家居裝潢、城市墻壁更是隨

4、處可見，與此同時，還有一些城市采用不同的流水燈打造屬于自己的城市文明，塑造自己的城市魅力。目前，多功能流水燈的種類已有數(shù)十種，如廣告裝潢、家居裝飾、店鋪招牌燈等等。所以，多功能流水燈的設(shè)計具有相當?shù)拇硇浴?lt;/p><p>　　多功能流水燈，就是要具有一定的變化規(guī)律的功能，主要考察了數(shù)字電路中的計數(shù)器、、多諧振蕩等，多諧振蕩電路給其它的電路提供脈沖源，設(shè)計過程中需要了解相關(guān)芯片（NE555、CD4017、74HC

5、240）的具體功能，引腳圖，真值表，認真布局，在連接過程中更要仔細認真。</p><p>　　第一章 設(shè)計意義及目的</p><p><b>　　1.1、設(shè)計意義：</b></p><p>　　A、熟悉多功能流水燈的原理與功能；</p><p>　　B、掌握數(shù)字電路的功能，學(xué)會如何用555時鐘電路產(chǎn)生方波信號；&l

6、t;/p><p>　　C、熟悉掌握計數(shù)器、震蕩器的功能與原理；</p><p>　　D、了解時序電路與邏輯電路的功能與應(yīng)用。</p><p><b>　　1.2、設(shè)計目的：</b></p><p>　　A、掌握組合邏輯電路、時序邏輯電路及數(shù)字邏輯電路系統(tǒng)的設(shè)計、安裝、測試方法；</p><p>　　B

7、、進一步鞏固所學(xué)的理論知識，提高運用所學(xué)知識分析和解決實際問題的能力；</p><p>　　C、提高電路布局﹑布線及檢查和排除故障的能力；</p><p>　　E、提高自己焊接電路板的能力；</p><p>　　F、培養(yǎng)書寫綜合實驗報告的能力。</p><p>　　第二章 方案設(shè)計</p><p><b>

8、;　　2.1、設(shè)計思路：</b></p><p>　　由555時鐘電路產(chǎn)生的方波信號，輸入到10位計數(shù)——分頻器(CD4017)，分頻計數(shù)產(chǎn)生輸出信號經(jīng)過74HC240驅(qū)動后輸出到發(fā)光二極管上，發(fā)光二極管循環(huán)依次點亮。</p><p>　　由于74HC240只能對8位二進制數(shù)進行反相，所以電路中加入了兩個三極管非門。三極管非門應(yīng)保證當輸入低電平時三極管可靠地截至，則輸出為高電平

9、；當輸入高電平時三極管工作在深度飽和狀態(tài)，則輸出為低電平。</p><p><b>　　2.2、元件組成：</b></p><p>　　根據(jù)多功能流水燈的設(shè)計思路，可知多功能流水燈有以下元件組成：NE555諧振蕩器、CD4017計數(shù)器、74HC240反相、9014三極管（2個）、電阻為470?（10個）、電阻10K（3個）電阻300K（1個），LED燈（10個），電容

10、0.47μF/10 V（1個）和電容0.01μF/10V（1個）。</p><p><b>　　系統(tǒng)設(shè)計方案</b></p><p>　　3.1、NE555諧振蕩器</p><p>　　電路中NE555由于555的②腳處于低電平，故輸出端③腳呈高電平；當電源經(jīng)R1、R2向C3充電到2/3電源電壓時，輸出端③腳電平由高變低，555內(nèi)部放電管導(dǎo)通，

11、電容C2經(jīng)W和R2向555的⑦腳放電，直至C2兩端電壓低于1／3電源電壓時，555的③腳又由低電平變?yōu)楦唠娖剑珻2又再次充電，如此循環(huán)工作，形成振蕩。555的頻率可以通過改變電位器的阻值而改變，其時鐘輸出直接進入4017的14腳，這樣來驅(qū)動10個LED負載，使其循環(huán)點亮。</p><p>　　3.2、分頻器CD4017</p><p>　　CD4017計數(shù)器總共有16個引腳，其中它有10個

12、引腳是輸出端，CLK為脈沖信號輸入端，時鐘輸入端的斯密特觸發(fā)器具有脈沖整形功能，對輸入時鐘上升和下降時間無限制，隨著脈沖的輸入CHF4017 10個輸出引腳依次輸出高電平，當完成10個輸出時CHF4017自動復(fù)位，CO（進位輸出）在前五個脈沖為高電平，后五個脈沖時為低電平。運用555時基電路構(gòu)成多諧震蕩器以提供時鐘脈沖。</p><p>　　3.3、74HC240</p><p>　　由于

13、74HC240只能對8位二進制數(shù)進行反相，所以電路中加入了兩個三極管非門。三極管非門應(yīng)保證當輸入低電平時三極管可靠地截至，則輸出為高電平；當輸入高電平時三極管工作在深度飽和狀態(tài)，則輸出為低電平。 </p><p>　　3.4、流水燈總電路：</p><p>　　第四章 電路板制作</p><p>　　4.1、電路板連線：</p><p>

14、;　　根據(jù)上圖所示的電路，在電路板上安放好元器件，再依次焊接上。</p><p>　　4.2、電路板的調(diào)試：</p><p>　　（1）檢查電路設(shè)計的原理圖，并確定連接無誤；</p><p>　?。?）檢測導(dǎo)線是否斷路，再用萬用表檢測每部分是否完好；</p><p>　?。?）檢查整個電路是否都正確，看每個發(fā)光二極管是不是都能正常發(fā)光，各部件

15、均能正常工作，看流水燈是否能正常工作。</p><p>　　4.3、可能出現(xiàn)的問題及處理方法：</p><p>　　（1）如果流水燈不能正常工作，檢查電路是否正確，如果仍然無法工作，就在檢查看電路焊接上是否有虛焊等情況；</p><p>　?。?）如果只有一部分LED燈沒有亮，那就檢查看那些沒亮的LED燈是否有故障，如果沒有故障再看那部分的連接有沒有錯誤； <

16、/p><p>　　（3）如果只有一個燈光點亮且不閃爍，檢查ＮＥ５５相連電容是否燒壞或反接，如若不是則是元件本身的問題。</p><p>　?。ǎ矗┤绻由想娫春螅霈F(xiàn)冒煙等現(xiàn)象，應(yīng)立即斷開電源，檢查設(shè)備全面排除故障。</p><p>　　第五章　　　結(jié)果分析和總結(jié)</p><p>　　5.1、結(jié)果分析：在根據(jù)電路圖連接好線路并焊好電路板之后，接上

17、電源觀察結(jié)果，發(fā)現(xiàn)十個燈泡都不工作，無法起到流水燈的功效，出現(xiàn)這種情況可能原因如下：</p><p>　　由于導(dǎo)線不夠，造成連線過于緊密，造成短路，這可能是最為主要原因；</p><p>　　因為缺少經(jīng)驗，所以在焊接上可能存在虛焊和焊不足；</p><p>　　可能是元件的故障造成的。</p><p>　　5.2、總結(jié)：通過這一次課程設(shè)計，了

18、解了多功能流水燈的一系列功能，學(xué)到了如何使用NE555產(chǎn)生方波信號，學(xué)會了制作多功能流水燈的一般工藝，在這一次的課程設(shè)計中第一次接觸到了仿真軟件Ｐｒｏｔｕｅｓ，學(xué)會了一些的簡單基本操作。通過焊電路板的過程，學(xué)到了焊電路的一些東西，雖說原料有限，在原料不足的情況下也學(xué)到了不少。</p><p><b>　　附錄</b></p><p><b>　　NE555引

19、腳圖</b></p><p>　　NE555集成電路內(nèi)部方框圖</p><p>　　NE555電路的引腳功能</p><p>　　4. CD4017引腳圖</p><p><b>　　。</b></p><p>　　5、NE555引腳說明：</p><p>　　

20、1腳 地； 2腳 低觸發(fā)控制輸入端；</p><p>　　3腳 輸出； 4腳 復(fù)位端；</p><p>　　5腳 控制電壓端； 6腳 高觸發(fā)端；</p><p>　　7腳 放電開關(guān)端； 8腳 電源；</p>

21、<p>　　6、CD4017引腳說明：</p><p>　　1腳：第5輸出端 2腳：第1輸出端3腳：第0輸出端，電路清零時，該端為高電平 4腳：第2輸出端5腳：第6輸出端 6腳：第7輸出端7腳：第3輸出端 8腳

22、：電源負極9腳：第8輸出端 10腳：第4輸出端11腳：第9輸出端12腳：級聯(lián)進位輸出端，每輸入10個時鐘脈沖時，就可以得到一個計數(shù)器的時鐘信號13腳：時鐘輸入端，脈沖輸入端，脈沖下降沿有效14腳：時鐘輸入端，脈沖上升沿有效15腳：清零輸入端，在該管腳加高電平或正脈沖時，CD4017計數(shù)器中，各計數(shù)單元輸出低電平“0”，在譯碼器中，只有對應(yīng)“0”狀態(tài)的輸出端3腳為高電