流水灯设计报告

目录

前言

第一章多功能流水灯的设计方案

1.多功能流水灯的设计方案及框图...................................

1.1 基本要求设计方案..........................................

1.2 提高设计方案..............................................

1.3 设计框图..................................................

第二章多功能流水灯设计方案单元模块电路设计

2.多功能流水灯电路的设计.........................................

2.1 多功能流水电路...........................................

2.2 多功能流水灯的提高电路....................................

第三章试验的调试与分析

第四章结论

后记

参考文献

附录

前言

随着社会的不断发展，人民生活水平的提高，流水灯在现实生活中所起的作用越来越重要。流水灯简易轻巧，外貌美观，能呈现多彩的颜色。在现实生活中起到了广泛的应用。在繁忙的交通路段，伞烁着的流水交通灯，提醒着人民要遵纪交通规则，在繁忙的大街上，伞烁的流水灯无不吸引过路人的眼球，甚至在自动门上都装有自动流水灯，告诉人们的时间和日期。流水灯无处不在。所以说多功能流水灯电路的设计可以使我们进一步了解流水灯，感受流水灯给我们生活带来的方便。

多功能流水灯的设计要求在预定的时间到来时，会产生一个控制信号控制彩灯的流向、间歇等，彩灯流向可以随着电路的改变而改变，并具有自控、手控、流向控制功能等。主要参考数字电路中计数器的原理。NE555定时器的作用等相关知识在设计的过程中需要

了解相关芯片（CD4017、NE555）的具体功能，引脚值、引脚图、真值表。认真连接设计电路，由于最后流水灯的流向十分的清晰和稳定，所以所得的结果测试十分简洁并且很成功。

经过资料的查阅，小组的讨论，以及几种方案的比较，选定方案参考如下：

整个流水灯的电路由振荡电路、译码电路和光源电路组成，振荡电路的组成包括3个电容、一个电阻器和一个继电器及NE555定时器构成。译码电路的组成包括芯片CD4017。光源电路的组成包括若干电阻个若干二极管。

第一章多功能流水灯的设计方案

1.多功能流水灯的设计方案及框图

1.1 基本要求设计方案

1) 设计一个多功能彩灯流水控制电路。其主要部分实现定时功能，即在预定的时间到来时，将如何产生一个控制信号控制彩灯的流向、间歇等。

2) 通过利用中规模集成电路中可逆计数器、译码器和定时器来实现正逆流水功能，并利用组合电路实现自控、手控、流向控制等功能。

1.2 提高设计方案

1) 本次设计的电路只具有单向流水的功能，即正向流水和逆向流水两个功能，可以通过改变电路来实现多向流水的功能，即流水灯的流向可以通过电路的改变而改变。

2) 本次设计的流水灯电路只使用了一个芯片CD4017，可以通过增加芯片CD4017的个数，使流水灯的流向更加美观。

3) 在考虑流水灯单向和多向流水的功能的同时，可以采用更多的CD4017芯片和发光二极管来实现流水灯的闪烁，即由流水灯组合成各种图案，在流水灯发光的同时，闪烁各种美观旋律的图案。

1.3 设计框图

基本原理设计框图如下图(1)所示

电源定时器十进制计数器/分频器光源电路

第二章多功能流水灯设计方案单元模块电路设计

2.多功能流水灯电路的设计

2.1 多功能流水电路

原理电

路图

设

计的多

功能流

水灯原

理电路

图如上

图所示。

原理电

路图由振荡电路、译码电路和光源电路三部分组成。在设计电路时，本次选用的脉冲发生器是由NE555与R2、R3及C3组成的多谐振荡器组成。主要是为灯光流动控制器提供流动控制的脉冲，灯光的流动速度可以通过电位器RP进行调节。由于RP的阻值较打，所以有较大的速度调节范围。灯光流动控制器由一个进制计数脉冲分配

器CD4017和若干电阻组成。

CD4017的cp端受脉冲发生器输出脉冲的控制，其输出端(Q0~Q9)将输入脉冲按输入顺序依次分配。输出控制的脉冲，其输出控制脉冲的速度由脉冲发生器输出的脉冲频率决定。12个电阻与CD4017的10个输出端Q0~Q9相连，当Q0~Q9依次输出控制脉冲时6个发光二极管按照接通回路的顺序依次发光，形成流动发光状态，即实现正向流水和逆向流水的功能。

电源电路采用电容降压，二极管整流和稳定管稳压的供电方式，直流工作电压由稳压管的稳压值决定。本次设计电路所采用的电源为5V。

2.2 多功能流水灯的提高电路

在2.1中本次所讨论的多功能流水灯的电路时单向流动的，而在现实生活中，这种电路往往不能满足社会要求，所以本文对2.1中的电路进行了改进，实现了流水灯多向流动的功能。图(3)所示即为多功能流水灯的电路图。

图（3）

提高

电路

-1

电

路的

工作

原理

与2.1

中电

路的工作原理完全相同，只是流水灯的流向发生了改变。在图(3)电路中留水灯的流向为：CD4017的3，2，4，7，10，1脚的高电平使6个发光二极管依次向右发光。5，6，9脚的高电平使6个发光二极管由中心向两边散开发过。此电路仅仅考虑了流水灯的多向流动功能，且发光二极管的个数有6个，从而使得整个电路比较单调。得出的结果也只是单个二极管的发光，并没有考虑到多个二极管的同时发光。本次为了弥补这个缺陷，作了进一步的改进，采用2个CD4017芯片和多个二极管实现多个发光二极管的同步多向流动功能。设计如图(4)所示。

图(4)电路的工作原理与2.1中的电路工作原理也完全相同，只是增加了CD4017和发光二极管的个数，在图(4)电路中流水灯的流向为：

为此实现了流水灯的多向多个同时发光的流水功能。当然，这些电路只是在现有设备中所能完成设计的。当电路设备的逐步庞大，本文还可以设计更复杂、更美观的电路。

试验的调试与分析

在完成电路设计及电路连接进行试验结果测试之前，我们还应当首先完成以下步骤：

图（4）提高电路-2

图(4)电路的工作原理与2.1中的电路工作原理也完全相同，只是增加了CD4017和发光二极管的个数。在图(4)电路中流水灯的流向为：上下两排流水灯同时发光，上排的发光二极管先从左边依次向右边发光，再从中间依次向两边发光；下排的发光二极管先从右