多功能流水燈課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、<p>　　多功能流水燈課程設(shè)計(jì)報(bào)告</p><p>　　2013—2014學(xué)年第一學(xué)期</p><p>　　學(xué)院： 機(jī)電與汽車工程學(xué)院</p><p>　　專業(yè)： 機(jī)械電子工程</p><p>　　班級(jí)： 11級(jí)機(jī)電子3班</p><p>　　姓名：

2、 </p><p>　　學(xué)號(hào)： </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(jì)的多功能流水燈，這種燈主要利用計(jì)數(shù)器，觸發(fā)器，本設(shè)計(jì)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(guò)74HC240驅(qū)動(dòng)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(jìn)，多功能流水燈憑著簡(jiǎn)易，高效，穩(wěn)定等特點(diǎn)在各種娛樂(lè)場(chǎng)所、店鋪門面裝飾、家居裝潢、城市墻壁更是隨

4、處可見(jiàn)，與此同時(shí)，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(jì)具有相當(dāng)?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(jì)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(jì)過(guò)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(rèn)真布局，在連接過(guò)程中更要仔細(xì)認(rèn)真。</p><p>　　第一章 設(shè)計(jì)意義及目的</p><p><b>　　1.1、設(shè)計(jì)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(huì)如何用555時(shí)鐘電路產(chǎn)生方波信號(hào)；&l

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

7、、進(jìn)一步鞏固所學(xué)的理論知識(shí)，提高運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析和解決實(shí)際問(wèn)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(shí)驗(yàn)報(bào)告的能力。</p><p>　　第二章 方案設(shè)計(jì)</p><p><b>

8、;　　2.1、設(shè)計(jì)思路：</b></p><p>　　由555時(shí)鐘電路產(chǎn)生的方波信號(hào)，輸入到10位計(jì)數(shù)——分頻器(CD4017)，分頻計(jì)數(shù)產(chǎn)生輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)74HC240驅(qū)動(dòng)后輸出到發(fā)光二極管上，發(fā)光二極管循環(huán)依次點(diǎn)亮。</p><p>　　由于74HC240只能對(duì)8位二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行反相，所以電路中加入了兩個(gè)三極管非門。三極管非門應(yīng)保證當(dāng)輸入低電平時(shí)三極管可靠地截至，則輸出為高電平

9、；當(dāng)輸入高電平時(shí)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(jì)思路，可知多功能流水燈有以下元件組成：NE555諧振蕩器、CD4017計(jì)數(shù)器、74HC240反相、9014三極管（2個(gè)）、電阻為470?（10個(gè)）、電阻10K（3個(gè)）電阻300K（1個(gè)），LED燈（10個(gè)），電容

10、0.47μF/10 V（1個(gè)）和電容0.01μF/10V（1個(gè)）。</p><p><b>　　系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(dāng)電源經(jīng)R1、R2向C3充電到2/3電源電壓時(shí)，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(shí)，555的③腳又由低電平變?yōu)楦唠娖?，C2又再次充電，如此循環(huán)工作，形成振蕩。555的頻率可以通過(guò)改變電位器的阻值而改變，其時(shí)鐘輸出直接進(jìn)入4017的14腳，這樣來(lái)驅(qū)動(dòng)10個(gè)LED負(fù)載，使其循環(huán)點(diǎn)亮。</p><p>　　3.2、分頻器CD4017</p><p>　　CD4017計(jì)數(shù)器總共有16個(gè)引腳，其中它有10個(gè)

12、引腳是輸出端，CLK為脈沖信號(hào)輸入端，時(shí)鐘輸入端的斯密特觸發(fā)器具有脈沖整形功能，對(duì)輸入時(shí)鐘上升和下降時(shí)間無(wú)限制，隨著脈沖的輸入CHF4017 10個(gè)輸出引腳依次輸出高電平，當(dāng)完成10個(gè)輸出時(shí)CHF4017自動(dòng)復(fù)位，CO（進(jìn)位輸出）在前五個(gè)脈沖為高電平，后五個(gè)脈沖時(shí)為低電平。運(yùn)用555時(shí)基電路構(gòu)成多諧震蕩器以提供時(shí)鐘脈沖。</p><p>　　3.3、74HC240</p><p>　　由于

13、74HC240只能對(duì)8位二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行反相，所以電路中加入了兩個(gè)三極管非門。三極管非門應(yīng)保證當(dāng)輸入低電平時(shí)三極管可靠地截至，則輸出為高電平；當(dāng)輸入高電平時(shí)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>　?。?）檢查電路設(shè)計(jì)的原理圖，并確定連接無(wú)誤；</p><p>　?。?）檢測(cè)導(dǎo)線是否斷路，再用萬(wàn)用表檢測(cè)每部分是否完好；</p><p>　?。?）檢查整個(gè)電路是否都正確，看每個(gè)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(wèn)題及處理方法：</p><p>　?。?）如果流水燈不能正常工作，檢查電路是否正確，如果仍然無(wú)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(méi)有亮，那就檢查看那些沒(méi)亮的LED燈是否有故障，如果沒(méi)有故障再看那部分的連接有沒(méi)有錯(cuò)誤； <

16、/p><p>　?。?）如果只有一個(gè)燈光點(diǎn)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(wèn)題。</p><p>　?。ǎ矗┤绻由想娫春?，出現(xiàn)冒煙等現(xiàn)象，應(yīng)立即斷開(kāi)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(gè)燈泡都不工作，無(wú)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(guò)于緊密，造成短路，這可能是最為主要原因；</p><p>　　因?yàn)槿鄙俳?jīng)驗(yàn)，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(guò)這一次課程設(shè)計(jì)，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(hào)，學(xué)會(huì)了制作多功能流水燈的一般工藝，在這一次的課程設(shè)計(jì)中第一次接觸到了仿真軟件Ｐｒｏｔｕｅｓ，學(xué)會(huì)了一些的簡(jiǎn)單基本操作。通過(guò)焊電路板的過(guò)程，學(xué)到了焊電路的一些東西，雖說(shuō)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(shuō)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(kāi)關(guān)端； 8腳 電源；</p>

21、<p>　　6、CD4017引腳說(shuō)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(shí)，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(fù)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(jí)聯(lián)進(jìn)位輸出端，每輸入10個(gè)時(shí)鐘脈沖時(shí)，就可以得到一個(gè)計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘信號(hào)13腳：時(shí)鐘輸入端，脈沖輸入端，脈沖下降沿有效14腳：時(shí)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(shí)，CD4017計(jì)數(shù)器中，各計(jì)數(shù)單元輸出低電平“0”，在譯碼器中，只有對(duì)應(yīng)“0”狀態(tài)的輸出端3腳為高電