电子设计与制作课程设计

湖南工业大学

课程设计

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电气与信息工程学院（系、部）2016-2017 学年第 2 学期课程名称《电子设计与制作》指导教师职称

学生姓名_________________ 专业班级电气工程及其自动化学号

题目___________________________ 循环彩灯的设计与制作

成绩______________________ 起止日期2017年04 月_24_日〜2017年05 月07 日

目录清单

湖南工业大学

课程设计任务书

2016-2017学年第二学期

电气与信息工程学院（系、部）电气工程及其自动化专业1402 班级

课程名称：电子设计与制作

设计题目：循环彩灯的设计与制作

完成期2017年04月24日〜2017年05月07日共 2 周

指导教师（签字）：___________________________ 年月日系（教研室）主任（签字）：___________________

HUWANUNIVERSITVOFTECHNOLOGY

电子技术课程设计

设计说明书

循环彩灯的设计与制作

学生姓名

班级 _____________________________

学号 _____________________________

成绩 _____________________________ 指导教师（签字）_______________________________

电气与信息工程学院（部）

2017年04月24日

1、设计任务及要求

要求设计一个循环彩灯，采用 8个LED 实现顺序/逆序流水，LED 交替频率可调。自行 设计电源部分，为电路板提供直流电源。自行设计信号发生部分，为电路板提供工作频率。 根据技术指标进行循环彩灯总体方案设计，说明设计思路，选择相应的元器件型号，列出元 器件清单，介绍主要芯片的功能，介绍各具体单元电路设计，画出完整的电路原理图、 PCB

图。

2、 设计思路

循环彩灯主要由桥式变压器、整流电路、 RC 滤波器、稳压电路、555定时器、功能切换 开关、74LS192计时器、74LS138译码器等部分组成。首先是将220V 交流电通过变压器转换 成较小的交流电，通过桥式整流将电压加到直流负载上从而输出直流电压，通过滤波稳压从 而实现其稳定的5V 直流电压，使用555定时器通过调节滑动变阻器实现脉冲振荡器， 加到计 时器的加法或者减法脉冲端口实现 8进制计算，通过译码器从而实现循环彩灯功能。

3、 各单元电路说明

(1) 电源模块

电源模块采用桥式变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路构成，首先是将

220V 交流电

通过变压器转换成较小的交流电，通过桥式整流将电压加到直流负载上从而输出直流电压， 通过滤波稳压从而实现其稳定的 5V 直流电压输出。电路如图1所示。

图1电源模块电路

(2) 信号发生模块设计

2W06G

C1 C2

470uF

~ 0.1uF

5

VCC

DNG

C3

470uF

C4

TRAN-2P2S

BR 1

0.1uF

使用555定时器构成多谐脉冲振荡器，用作为信号发生模块，通过调节 R 、C 的大小(本

实习中采用电位器)，即可实现发生信号脉冲的 T1、T2调节，从而控制LED 亮灭频率。电路 如图2所示。

图2信号发生模块设计

(3) LED 控制与顺/逆序功能切换模块设计

利用74LS192计数器和74LS138译码器构成LED 控制电路，将脉冲信号加到计时器的加 法或者减法脉冲端口实现8进制计算，通过译码器从而实现循环彩灯功能。利用双刀双掷开 关实现顺/逆序功能的切换。电路如图3所示。

图3 LED 控制与顺/逆序功能切换模块设计

------------------------------- 1

8

U1

R1

40k

4 ---- --C R

C

Q

3

—

NOT

D0 Q0 D1 Q1 D2 Q2 D3

Q3 UP

TCU DN TCD

PL MR

74LS192

A

Y0

B

Y1 C

Y2

Y3

Y4

E1 Y5 E2 Y6 E3

Y7

2 T "5 6 7 ~8 "9

RP2

RESPACK-8

SW2

U5

SW-DPDT -MOM U3

■ 3 ■

5

■ 4 ■ 11 14

15 ■ 1

■ 10

9一 1

・ 2

U4

15 14 12

11 6.

10 9 7

74LS138

D1

)-GREEN

；

LUE

)-RED 1-GREEN

)-BLUE

)-BLUE

)-

BLUE

4、 总电路说明

220V 交流电通过变压器转换成较小的交流电，通过桥式整流将电压加到直流负载上从而 输出直流电压，通过滤波稳压从而实现其稳定的 5V 直流电压，使555定时器通过调节滑动变 阻器实现脉冲振荡器，加到计时器的加法或者减法脉冲端口实现 8进制计算，通过译码器从

而实现循环彩灯功能。总电路如图 4所示。

图4循环流水灯总电路图

5、 元器件清单

序号

名称/型号

数量

备注

1 单面板（电墨板）50*100mm 1

2 500K 普通可调电阻直插 1

3 1K*8(9)排阻 SIP9 1

4 12K AXIAL 1/4W 1

5 470 欧 AXIAL 1/4W 1

6 1/4W 250 欧

1

78

05

R C Q

V

DC

CV

TR1

C3 C4

470U F ^T" 0.1uF

丄C5

——0.01uF

TR D TH

555

D0 Q0 D1 Q1 D2 Q2 D3 Q3 UP TCU DN TCD

PL MR

A Y0

B Y1 C

Y2 Y3

Y4 E1 Y5 E2 Y6 E3

Y7

RESP A CK -8

BR1

C2

O.luF

C1

470uF

3

V

DNG

vl

U2

3

7

6

50k

C6

10uF

2W06G

D1

LED-BLUE

RP2