八路彩灯循环显示控制电路课程设计
八路循环彩灯控制电路课设

多功能彩灯控制器设计目录一、设计任务及要求----------------------------------------------------------------------- 二、设计方案-------------------------------------------------------------------------------- 三、电路元件参数计算-------------------------------------------------------------------- 四、振荡器的使用(555)--------------------------------------------------------------- 五、译码器的选用(74138)------------------------------------------------------------ 六、计数器的选用(73160)------------------------------------------------------------ 七、彩灯的控制----------------------------------------------------------------------------- 八.设计原理电路-------------------------------------------------------------------------- 九.电路仿真波----------------------------------------------------------------------------- 十.元件列表-------------------------------------------------------------------------------- 十一.故障分析与改进------------------------------------------------------------------ 十二.心得体会----------------------------------------------------------------------------- 【摘要】【摘要】 本次数字电路课程设计内容是多功能彩灯控制器设计,随着电子技术的快速发展尤其是数字技术的突飞猛进,术的快速发展尤其是数字技术的突飞猛进,多功能彩灯凭着坚毅,多功能彩灯凭着坚毅,多功能彩灯凭着坚毅,高效,高效,高效,稳定特稳定特点得到普遍的应用,有各种娱乐场所,店铺门面装饰、驾驭装潢、城市墙壁更是随处可见,于此合同时,还有一些城市采用不同的彩灯打造属于自己的城市文明,塑造自己的城市魅力。
8路彩灯控制器

设计报告学院电子与信息学院课程名称电子电路课程设计设计题目八路彩灯循环电路专业班级姓名学号指导教师时间目录1.内容摘要(1)2.设计目的(1)3.设计任务与要求(1)4.选定系统设计方案(1)5. 单元电路的设计(3)6. 总体电路图(3)7. 芯片介绍(4)8.电路的组装和调试(7)9.电路的特点及改进意见(7)10心得和体会(8)11参考文献 (9)12附录 A (9)光控八路彩灯循环显示电路内容摘要由光实现控制的八路彩灯循环控制电路,彩灯由发光二极管模拟代替。
该电路在有光照的条件下,没有电源输入,555震荡电路不工作,电路也没有输出,彩灯不会亮;当没有光照的条件,555开始工作,计数器开始计数,译码器有输出,彩灯自然会循环亮。
一、设计目的1、学会将一个实际情况抽象为逻辑电路的逻辑状态的方法。
2、掌握计数、译码、显示综合电路的设计与调试。
3、掌握实际输出电路不同要求的实现方法。
4、学会光敏电阻与继电器的使用。
二、设计内容及要求1. 设计内容:本课程要求设计一个由光控制的八路循环彩灯。
2、性能要求:1)在有光的条件下,八路彩灯没有输出显示。
2)当没有光的条件下,八路彩灯有输出显示。
3)彩灯的闪烁按一定的规则变化,可通过输入电压调节彩灯闪烁的规律。
三、选定系统设计方案拿到题目后,我经过一番的分析及初步的整体思考,列出了三个方案:方案1:555定时器组成的振荡器,其输出的脉冲作为下一级的时钟信号,计数器是用来累计和寄存输入脉冲个数的时序逻辑部件。
在此电路中采用十进制计数/分频器CD4017,其内部由计数器及译码器两部分组成,由译码输出实现对脉冲信号的分配,整个输出时序就是O0、O1、O2、…、O9依次出现与时钟同步的高电平,宽度等于时钟周期。
方案2:电路中555定时器组成多谐振荡器,输出一定频率的矩形脉冲。
74HCl63是同步4位二进制计数器,当输入周期性脉冲信号时,其输出为二进制数形式,并且随着脉冲信号的输入,其输出在0000-1111之间循环变化。
8彩灯控制器课程设计

8彩灯控制器课程设计一、课程目标知识与理解:1. 学生能理解8彩灯控制器的基本原理,掌握其电路组成及功能。
2. 学生能描述8彩灯控制器的编程方法,了解与掌握相关编程语言的运用。
3. 学生了解8彩灯控制器在现实生活中的应用,认识到其在科技领域的重要性。
技能与运用:1. 学生能够独立完成8彩灯控制器的组装,并运用所学知识进行调试。
2. 学生能够运用编程语言对8彩灯控制器进行编程,实现不同的灯光效果。
3. 学生能够运用8彩灯控制器解决实际问题,培养创新意识和动手能力。
情感态度与价值观:1. 学生在课程学习中培养对电子科技的兴趣,激发学习热情。
2. 学生通过团队合作,培养沟通、协作能力和集体荣誉感。
3. 学生在创作过程中,体验科技与艺术的结合,提高审美情趣。
课程性质:本课程为电子技术与编程实践课程,注重理论知识与实际操作相结合,培养学生的动手能力、创新意识和实际问题解决能力。
学生特点:学生处于中学阶段,具备一定的电子基础和编程知识,对新鲜事物充满好奇心,喜欢动手实践。
教学要求:教师需引导学生通过理论学习和实践操作,掌握8彩灯控制器相关知识,注重培养学生的实际操作能力和创新精神。
同时,关注学生的情感态度价值观的培养,使学生在课程学习中获得全面发展。
二、教学内容1. 8彩灯控制器基础知识:- 电路原理与组成:介绍8彩灯控制器的电路结构、元件功能及其相互关系。
- 控制器编程语言:学习控制器编程的基础语法,掌握编程方法。
2. 实践操作:- 8彩灯控制器组装:按照电路图完成控制器组装,学习使用相关工具和仪器。
- 灯光编程与调试:运用编程语言,设计不同的灯光效果,并进行调试。
3. 应用与创新:- 实际案例分享:分析8彩灯控制器在现实生活中的应用案例,激发学生创新意识。
- 创意设计实践:指导学生运用所学知识,完成创意8彩灯控制器设计。
教材章节关联:1. 电路原理与组成:对应教材第3章“电子电路基础”。
2. 控制器编程语言:对应教材第5章“编程基础与技巧”。
数电课程设计报告-八路彩灯循环电路

摘要数字电子技术已经广泛地应用于计算机,自动控制,电子测量仪表,电视,雷达,通信等各个领域。
例如在现代测量技术中,数字测量仪表不仅比模拟测量仪表精度高,功能高,而且容易实现测量的自动化和智能化。
随着集成技术的发展,尤其是中,大规模和超大规模集成电路的发展,数字电子技术的应用范围将会更广泛地渗透到国民经济的各个部门,并将产生越来越深刻的影响。
随着现代社会的电子科技的迅速发展,要求我们要理论联系实际,数字电子逻辑课程设计的进行使我们有了这个非常关键的机会。
每逢节日晚上都能看到街道旁都挂起五彩缤纷彩灯,给人一种节日的气氛。
然而,彩灯作为我们生活中的一部分,我们既要知道其然,还要知其之所以然。
因此,我们有必要去研究彩灯的工作原理。
数字电子技术课程设计也是培养学生综合运用学知识,发现、提出、分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程。
关键词:彩灯控制器、循环控制、电子电路仿真目录第1章设计方案 (5)1.1 设计目的 (5)1.2 设计要求 (5)1.3 总体框图设计 (5)第2章单元电路的设计 (6)2.1 定时器电路 (6)2.2 计数器电路 (8)2.3 译码器电路 (10)2.4 总电路设计 (12)第3章仿真 (13)3.1 Multisim软件的介绍 (13)3.2 EWB软件的介绍 (13)3.4 仿真步骤 (13)3.3 仿真结果 (14)第4章总结 (15)参考文献 (16)附录一 (17)附录二 (18)第1章设计方案1.1 设计目的1.学会将一个实际情况抽象为逻辑电路的逻辑状态的方法。
2.掌握计数、译码、显示综合电路的设计与调试方法。
3.掌握实际输出电路不同要求的实现方法。
1.2 设计要求1.八路彩灯输出显示。
2.彩灯的闪烁按一定规则变化,可通过输出开关设置彩灯闪烁的规律。
3.电路有复位控制,复位按钮闭合时彩灯循环输出,复位按钮断开时彩灯熄灭。
8彩灯控制器课程设计

8彩灯控制器课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解并掌握8彩灯控制器的基本原理,包括电路组成、工作流程及功能特点。
2. 学生能描述8彩灯控制器的编程方法,运用相关指令实现不同灯光效果的切换。
技能目标:1. 学生能够独立完成8彩灯控制器的组装和调试,具备实际操作能力。
2. 学生能够运用已学知识,设计出具有创意的8彩灯控制程序,实现个性化灯光效果。
情感态度价值观目标:1. 学生通过学习8彩灯控制器,培养对电子技术和编程的兴趣,激发创新意识和探索精神。
2. 学生在团队合作中,学会相互沟通、协作,培养集体荣誉感和责任感。
课程性质:本课程为电子技术实践课程,注重理论与实践相结合,强调学生的动手能力和创新能力。
学生特点:六年级学生具备一定的电子技术基础,对新事物充满好奇心,喜欢动手实践,但需引导培养团队合作意识。
教学要求:教师应关注学生的个体差异,提供个性化指导,鼓励学生积极参与,充分发挥学生的主观能动性。
同时,注重培养学生的安全意识,确保实践活动顺利进行。
通过本课程的学习,使学生将理论知识与实际操作相结合,提高综合素养。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分:1. 8彩灯控制器原理介绍:讲解控制器的基本组成、工作原理及功能特点,对应教材第3章“智能控制器原理与应用”。
2. 电路组成与连接:学习如何识别并连接8彩灯控制器所需元器件,掌握电路搭建方法,对应教材第4章“电子电路的搭建与调试”。
3. 编程方法与指令:学习8彩灯控制器的编程方法,掌握相关指令,实现灯光效果的切换,对应教材第5章“控制器编程与应用”。
4. 实践操作:分组进行8彩灯控制器的组装、调试与编程,培养实际操作能力,对应教材第6章“实践项目:智能控制器应用”。
5. 创意设计与展示:鼓励学生运用所学知识,设计具有创意的8彩灯控制程序,进行作品展示,对应教材第7章“创新设计与实践”。
教学进度安排如下:1. 第1课时:8彩灯控制器原理介绍,电路组成与连接。
数字电子技术课程设计-8路输出的彩灯循环控制电路模板

绪论数字电子技术已经广泛地应用于计算机,自动控制,电子测量仪表,电视,雷达,通信等各个领域。
例如在现代测量技术中,数字测量仪表不仅比模拟测量仪表精度高,功能高,而且容易实现测量的自动化和智能化。
随着集成技术的发展,尤其是中,大规模和超大规模集成电路的发展,数字电子技术的应用范围将会更广泛地渗透到国民经济的各个部门,并将产生越来越深刻的影响。
随着现代社会的电子科技的迅速发展,要求我们要理论联系实际,数字电子逻辑课程设计的进行使我们有了这个非常关键的机会。
随着科学的发展,人们生活水平的提高,人们不满足于吃饱穿暖,而要有更高的精神享受。
不论是思想,还是视觉,人们都在追求更高的美。
特别使在视觉方面,人们不满足于一种光,彩灯的诞生让人们是视觉对美有了更深的认识。
本设计是一个彩灯控制器,使其实用于家庭、商场、橱窗、舞厅、咖啡厅、公共广场等场所的摆设、装饰、广告、环境净化与美化。
本次课程设计在编写时参考了大量优秀教材,并得到太原科技大学机械电子工程学院测控技术与仪器教研室刘畅老师的大力支持,他提出来许多的意见和建议,在此表示衷心的感谢。
由于编者水平有限,本设计说明书难免出现不妥之处,恳请老师和广大读者给与批评并提出宝贵的意见,我将由衷地欢迎与感激。
编者2010年于太科大目录绪论 (1)一、课程设计题目 (4)二、课程设计目的 (4)三、课程设计基本要求: (4)四、课程设计任务和具体功能 (5)五、工作原理 (5)六、设计总框图 (6)七、电路元器件的说明 (6)八、总电路图 (27)九、调试与检测 (29)十、误差分析: (31)十一、设计心得体会。
(32)附录 (33)参考文献 (34)一、课程设计题目:8路输出的彩灯循环控制电路二、课程设计目的:1、巩固和加强“数字电子技术”、“模拟电子技术”课程的理论知识的理解和应用。
2、掌握电子电路的一般设计方法,了解电子产品研制开发的过程。
3、提高电子电路实验技能及Multisim10仿真软件的使用能力。
八彩灯电路循环课程设计

目录一、课程设计的题目与要求 (3)课程设计题目要求 (3)二、所需实验器材 (3)所需实验器材 (3)三、题目分析与原理设计 (3)1、总体思路 (3)2、各个模块的实现 (4)四、各个模块的制作 (5)1、函数信号发生器 (5)2、计数器 (7)3、5-32 译码器 (7)4、总体电路图的实现 (9)五、心得体会 (10)六、参考文献 (11)一、课程设计的题目与要求课程设计题目:彩灯循环显示控制电路设计题目要求:1.有八只LED:L1…L82.显示方式:①由L1到L8依次点亮;②先奇数灯依次点亮,再偶数灯依次点亮,循环四次,显示间隔200ms;二、所需实验器材三、题目分析与原理设计1、总体思路按课程设计题目来看,要求实现彩灯的2 种状态:1.由L1到L8依次点亮;2.先奇数灯依次点亮,再偶数灯依次点亮,循环四次;我们可以将电路分成两个部分,即:由L1到L8依次点亮一种状态,先奇数灯依次点亮,再偶数灯依次点亮,循环四次又一种状态,所以在开始接一个开关即可,然后将震荡电路过来的脉冲通过计数器的计数到译码器,译成可以实现的高低电平再通过门电路的链接便可实现题目要求的彩灯控制。
由上分析可知需要计数器,译码器,然后在由门电路连接LED 灯。
总体设计思路图如下:2、各个模块的实现(1)函数信号发生器:函数信号发生器是由555定时器构成的多谐振荡器,555 集成时基电路是一种数字、模拟混合型的中规模集成电路,可连接成多谐振荡电路,产生单位脉冲,用于触发计数器(2)计数器:计数器是由74LVC161构成,它是一种高性能,低功耗CMOS4位同步二进制加计数器,它的内部所有逻辑输入端都可内受高达5.5V的电压,因此,在电源电压为3.3V时,可直接接5V供电的TTL逻辑电路接口,它的工作速度快,对整体电路延迟很小。
(3)译码器74LS138是3线—8线译码器,在这个电路的设计过程中,我将用5线—32线译码器,怎样才能用3线—8线实现5线—32线的功能,这是在设计电路当中的一个重点,为了实现现5线—32线,我们用到5个74LS138的 3线—8线译码器,由它构成5线—32线译码器,在我们学的课本里会找到。
8彩灯plc循环控制课程设计

8彩灯plc循环控制课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解PLC(可编程逻辑控制器)的基本原理和功能;2. 掌握8彩灯PLC循环控制的相关知识,包括PLC编程、I/O配置及程序下载;3. 学会运用PLC实现8彩灯循环控制的基本步骤和技巧。
技能目标:1. 能够独立进行8彩灯PLC循环控制程序的编写和调试;2. 能够分析并解决8彩灯PLC循环控制过程中出现的问题;3. 培养学生的动手操作能力和团队协作能力。
情感态度价值观目标:1. 激发学生对PLC技术及自动化控制领域的兴趣和热情;2. 培养学生严谨、细致、负责任的学习态度;3. 增强学生的创新意识和实践能力,使其认识到科技对社会发展的作用。
分析课程性质、学生特点和教学要求,将课程目标具体分解如下:1. 针对课程性质,结合PLC技术的实际应用,使学生掌握8彩灯循环控制的相关知识;2. 针对学生特点,以直观、易懂的方式讲解PLC编程和调试方法,提高学生的学习兴趣;3. 针对教学要求,注重理论与实践相结合,让学生在实际操作中掌握PLC循环控制技术;4. 通过团队合作,培养学生的沟通与协作能力,提高解决问题的效率。
二、教学内容本章节教学内容依据课程目标,结合教材内容进行选择和组织,主要包括以下几部分:1. PLC基本原理与结构:介绍PLC的定义、功能、工作原理及结构,使学生了解PLC的基本概念。
2. PLC编程基础:讲解PLC编程语言(如梯形图、指令表等),使学生掌握PLC编程的基本方法。
3. 8彩灯PLC循环控制原理:分析8彩灯循环控制系统的组成、工作原理及控制要求。
4. PLC I/O配置与程序下载:学习如何配置PLC的输入输出端口,并下载程序至PLC。
5. 8彩灯PLC循环控制编程与调试:教授如何编写8彩灯循环控制程序,并通过调试实现预期效果。
6. 故障分析与处理:分析8彩灯PLC循环控制过程中可能出现的故障,教授相应的解决方法。
具体教学安排如下:1. 第1课时:PLC基本原理与结构;2. 第2课时:PLC编程基础;3. 第3课时:8彩灯PLC循环控制原理;4. 第4课时:PLC I/O配置与程序下载;5. 第5课时:8彩灯PLC循环控制编程与调试;6. 第6课时:故障分析与处理。
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说明书目录1前言 (1)1.1序言 (1)1.2目前彩灯的应用情况 (1)1.3主要工作概述 (2)2 总体方案设计 (3)2.1方案比较 (3)2.2方案论证 (4)2.3方案选择 (4)3.单元模块电路设计 (5)3.1时钟信号发生器 (5)3.2 序列信号发生器 (7)3.3 移位输出显示电路 (13)4软件设计 (16)4.1Proteus仿真软件 (16)4.2 Altium designer软件 (16)4.3软件的设计结构 (18)5系统调试 (19)5.1脉冲信号发生器的调试 (19)5.2序列信号发生器和以为输出显示电路调试 (20)5.3整体电路的调试 (20)5.4系统实现的功能 (21)6设计总结与收获 (22)7 参考文献 (24)附录:彩灯显示控制电路原理图 (25)说明书1前言1.1序言由于集成电路的迅速发展,使得数字逻辑电路的设计发生了根本性的变化。
在设计中更多的使用中,规模集成电路,不仅可以减少电路组件的数目,使电路简捷,而且能提高电路的可靠性,降低成本。
因此用集成电路来实现更多更复杂的器件功能则成为必然。
随着社会市场经济的不断繁荣和发展,各种装饰彩灯、广告彩灯越来越多地出现在城市中。
在大型晚会的现场,彩灯更是成为不可缺少的一道景观。
小型的彩灯多为采用霓虹灯电路则不能胜任。
在彩灯的应用中,装饰灯、广告灯、布景灯的变化多种多样,但就其工作模式,可分为三种主要类型:管做成各种各样和多种色彩的灯管,或是以日光灯、白炽灯作为光源,另配大型广告语、宣传画来达到效果。
这些灯的控制设备多为数字电路。
而在现代生活中,大型楼宇的轮廓装饰或大型晚会的灯光布景,由于其变化多、功率大,数字长明灯、流水灯及变幻灯。
长明灯的特点是只要灯投入工作,负载即长期接通,一般在彩灯中用以照明或衬托底色,没有频繁的动态切换过程,因此可用开关直接控制,不需经过复杂的编程。
流水灯则包括字形变化、色彩变化、位置变化等,其主要特点是在整个工作过程中周期性地花样变化。
本文所要设计的彩灯是用八个发光二极管代替的,能通过外部开关的操作,来实现彩灯亮点的左移、右移、全亮、全灭的效果。
因此其会在越来越多的场合中使用,这使本设计具有很大的借鉴意义。
这种控制电路可靠性,灵活性高,使用范围广,特别适合中小城市的交通灯、霓虹灯等的应用。
而且,它对其他类似系统的开发具有一定的借鉴意义。
1.2目前彩灯的应用情况LED彩灯由于其丰富的灯光色彩,低廉的造价以及控制简单等特点而得到了广泛的应用,用彩灯来装饰街道和城市建筑物已经成为一种时尚。
彩灯广泛应用于流水灯、跑马灯、鸳鸯戏水灯、流水灯、控制功能,并给出了具体的硬件电路和相应的程序。
此课题设计具有很大现实意义,LED彩灯广泛应用于商业街广告灯,也可作为歌厅、酒吧照说明书明灯,在超大屏LED设计中也应用了此类的设计思想,随着近几年LED技术的不断发展LED发亮度得到了很大提高。
1.3主要工作概述本文所要设计的八路彩灯的功能要求是通过手动开关操作,实现彩灯的两亮两灭的左移右移和全亮全灭的功能。
以及在正式试验之前对彩灯的预置数功能,本实验的扩展功能也可以实现一亮一灭,三亮一灭,或者两亮的循环移位功能。
本课题内容属于软件电路的设计与应用方面,实现过程包括总体方案的提出比较及选择、电路原理设计、元器件(芯片)参数计算。
针对现在彩灯的广泛应用,可见彩灯循环是今后提高节假日气氛的重要因之一,它的发展深度将更为广泛,使用率将会大幅度提高。
本课题设计的八路彩灯循环控制电路,在今后的生活中,在投入生产时,可以是多路彩灯,将集成芯片级联使用,扩展其功能。
本设计是由时钟信号发生器电路、序列信号发生器电路和移位输出显示电路组成。
负载变化频率高,变换速度快,使人有眼花缭乱之感,分为多灯流动、单灯流动等情形,将会更为广泛的应用。
说明书2 总体方案设计2.1方案比较方案一:本方案是由555定时器、7490计数器、74138译码器和74ls794移位寄存器组成。
7490计数器和74138译码器及74194移位寄存器的时钟信号由555振荡电路提供,改变555的振荡频率,即可改变计数器的计数快慢,即可控制彩灯闪烁快慢,计数器的输出信号输入至74138译码器,由74138译码。
根据计数器输出不同的计数结果,即可控制74138译码器译码得到8种不同的输出信号,决定控制彩灯的循环变化。
74138的输出接在74198的八个数据输入端,可以控制彩灯的循环移位的方向,即左移和右移。
当计数器清零时,可以实现全灭功能.图2.1方案一得设计框图方案二:本方案是由555组成的多谐振荡器作为信号的脉冲发生器,74161计数器和74153双向数据选择器组成的序列信号发生器以及移位输出显示电路所共同组成。
555多谐振荡器组成的信号脉冲源作为74161计数器、74194移位寄存器的clk 连续脉冲信号。
通过改变电阻、电容的大小,可以改变74161计数器的计数快慢程度,74161的输出端:Q0Q1作为74153的S0S1,Q2控制74153的两个使能端。
双向数据选择输入端接SWDIP-8双端的开关‘控制它的输入。
74153的两个输出端连接一个二输入的与非门,它的输出通过连接两个SWDIP-4接入74194的数据输入端,74194的两个芯片的S1S0通过SWDIP-2开关接电源以及电阻到地。
改变SWDIP-2的通断状态,可以实现预置数,右移、左移的555多谐振荡器 7490 计数器 74138译码器74194 译码器 彩灯显示电路说明书功能。
图2.2采用方案二的设计框图2.2 方案论证方案一:该系统是利用555多谐振荡器和7490计数器以及138译码器和74194移位寄器的彩灯显示功能。
555发出脉冲信号,移位寄存器由计数器和译码器控制,1s 的时间间隔,让彩灯实现间亮间灭的功能方案二:该方案是使用555振荡脉冲电路和循环移位控制电路以及彩灯显示电路实现它的全亮全灭,二亮二灭,以及它的扩展功能一亮一灭、三亮一灭的循环、还有就是在实现各功能之前时的预置数功能,此系统都是通过开关控制的,比较方便。
2.3方案选择上述两个方案最大区别就是,方案一采用的是译码器输出控制寄存器,实现功能的。
方案二采用的是74153双向数据选择器输出端控制移位寄存器的输入端,中间是开关连接的。
很方便,价格也低廉,通过上述方案的比较,最后我选择了方案二。
脉冲发生器 循环移位控制 彩灯显示控制电路说明书3.单元模块电路设计3.1时钟信号发生器主要用来产生脉冲信号。
因为流水灯对频率的要求不高,只要能产生高低电平就可以了,且脉冲信号的频率可调,所以可以采用555组成多谐振荡器,其输出脉冲作为下一级的时钟信号。
555定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。
一般用双极性工艺制作的称为555,用CMOS工艺制作的称为 7555,除单定时器外,还有对应的双定时器556/7556。
555定时器的电源电压范围宽,可在5~16V工作,最大负载电流可达200mA,7555可在3~18V工作,最大负载电流可达4mA,因而其输出可与TTL、CMOS或者模拟电路电平兼容。
555定时器成本低,性能可靠,只需要外接几个电阻、电容,就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。
555定时器构成多谐振荡器,组成信号产生电路接通电源后,VCC通过电阻R1、R2给电容C充电,充电时间常数为(R1+R2),电容上的电压vC按指数规律上升,当上升到VREF1=2VCC/3时,比较器C1输出高电平,C2输出低电平,RS=10,触发器被复位,放电管T28导通,此时v0输出低电平,电容C开始通过R2放电,放电时间常数约为R2C,vC 下降,当下降到VREF2=VCC/3时,比较器C1输出低电平,C2输出高电平,RS=01,触发器被置位,放电管T28截止,v0输出高电平,电容C又开始充电,当vC上升到时VREF1=2VCC/3,触发器又开始翻转。
如此周而复始,输出矩形脉冲。
其电路原理图如3.1所示。
图3.1555构成的多谐振荡器说明书按一下运行键后,可看见输出端是出现高低电平交替,时间间隔是由电路中的电容和电阻决定。
因为课程设计的任务中要求时间间隔为一秒,因此在仿真时,电阻和电容值还需要改变。
从而改变频率,将脉冲信号输出。
脉冲信号发生器是由555定时器连接而成,工作电压为+5v。
图3.2所示是555的引脚排列情况,表3.1是它的引脚功能。
图3.2 555管脚图将管脚2.6输入端连接到一起,将管脚5通过一个电容接地,将7管脚通过电阻和电容到地,在通过一个电阻接到电源上,3管脚作为脉冲的输出端。
电容是0.00001F,电阻是40K,电源和端口7之间的电阻是100K,就可以实现时间间隔为一秒。
振荡周期的计算:多谐振荡器的振荡周与两个暂稳态时间有关,两个暂稳态时间分别由电容充电、放电时间决定。
设电路的第一暂稳态和第二暂稳态时间分别为T1、T2,根据以上分析所得电路状态转换时VI的几个特征值,可以计算电路振荡周期的值。
T1的说明书计算:t1作为第一暂稳态起点,t2作为第二暂稳态。
T1=t2-t1,Vi(0+)=V=0V,VI(t为无穷大)=VDD,t=RC,根据RC电路过度过程的分析可知,当VI由0v变化到Vth所需要的时间为T1=ln(/)- T2的计算:同理,t2作为第二暂稳态时间起点,有RC VDD Vdd VthV(0+)=Vdd+V=Vdd,V(t为无穷大)=0vt=RC,由此可以求出T2=ln(/)RC Vdd Vth所以 T=T1+T2= T1=ln(/)RC Vdd VthRC Vdd Vdd Vth-+ln(/)将Vth=Vdd/2带入上式有 T=RCln(4)=1.4RC所以T=1.4RC=1⇒0.00001*R=1所以 R=100000=100K3.2 序列信号发生器在数字信号的传共有74161和74LS161两种线路结构模式,其主要电特性的典型值如下:表3.2序列信号发生器典型值型号Fmax PDCT54161/CT74161 32MHZ 305mWCT54LS161/CT74LS161 32MHZ 93mW 数字系统的测试中,有时需要用到一组特定的串行数字信号,这种数字信号称为序列信号。
产生序列信号的电路称为序列信号发生器。
序列发生器的构成方法有多种,比较简单、直观的方法是用计数器和数据选择器组成。
可以由四位同步二进制计数器74LS161和八选一数据选择器74LS151或者双四选一的数据选择器74LS153组成。
161有超前进位功能。
当计数溢出时,进位端(RCO)输出一个高电平脉冲,其宽度为QA的高电平部分。
下图3.3是161对应的管脚图,3.2表是它的管脚功能表。