課程設(shè)計--圣誕樹的設(shè)計與制作

1、<p><b>　　電子課程設(shè)計</b></p><p>　　-----圣誕樹的設(shè)計與制作 </p><p>　　學(xué)院：電子信息工程學(xué)院</p><p><b>　　班級： </b></p><p><b>　　姓名： </b></p&g

2、t;<p><b>　　學(xué)號： </b></p><p>　　指導(dǎo)老師： </p><p><b>　　2010年12月</b></p><p><b>　　圣誕樹的設(shè)計與制作</b></p><p><

3、;b>　　一、設(shè)計任務(wù)與要求</b></p><p>　　圣誕樹一共有七層彩燈控制電路組成。頂層用一個五角星紅色閃光燈構(gòu)成；第一層由CD4017和LM555構(gòu)成一個雙閃或三閃式信號閃光電路；第二層有8個不同顏色的彩燈組成的控制電路，控制要求彩燈依次由暗變亮，又變暗不斷重復(fù)閃爍發(fā)光；第三層由兩組不同顏色的彩燈構(gòu)成，形成紅燈閃爍完畢綠燈接著閃爍，然后停3s到5s后紅燈再次閃爍，然后綠燈再次閃爍，從而

4、形成一個周期閃爍的彩燈控制電路；第四層由一只雙四位串入/并出移位存儲器CD4015組成形成光點逐個發(fā)光又逐個熄滅的移動閃爍效果；第五層在第四層的基礎(chǔ)上對電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖兓纬梢涣烈话到惶骈W爍發(fā)光電路；第六層雙色花樣流動燈，通過輸出端與發(fā)光二極管的交叉連接在時鐘脈沖的作用下兩計數(shù)器輸出的脈沖使雙色發(fā)光二極管呈現(xiàn)出復(fù)雜的流動花樣變化。</p><p>　　任務(wù)完成后，總體效果就是各層設(shè)計的彩燈電路在各自控制的電路

5、下形成交替動感閃爍發(fā)光效果。</p><p>　　二、總體框圖 </p><p>　　在閃光燈電路中，我決定用門電路組成低頻多諧振蕩器，將它輸出的脈沖加以放大，用來驅(qū)動一只發(fā)光二極管，從而組成一個LED閃光燈電路。在雙閃電路中，按題目要求用LM555和CD4017組成一個雙閃電路，將CD4017的輸出端與發(fā)光二極管連接組合，但是沒有達(dá)到預(yù)期的效果，所以最

6、終用LS160實現(xiàn)了雙閃電路。在動感閃爍燈電路中，我打算采用一只雙四位串入/并出移位寄存器CD4015組成LED燈光移動閃爍電路，然后再由六反相器CD4069組成移位脈沖發(fā)生器，在一位脈沖的作用下，移位寄存器的輸出端依次輸出驅(qū)動脈沖，通過驅(qū)動二極管的發(fā)光，形成光點逐個發(fā)光又逐個熄滅的移動閃爍效果。交替發(fā)光式LED閃光燈電路是在動感閃爍電路的基礎(chǔ)上改變的，即改變輸入數(shù)據(jù)。</p><p><b>　　三、

7、選擇器件</b></p><p><b>　　CD4069</b></p><p><b>　　簡要說明:</b></p><p>　　CC4069是由六個COS/MOS反相器電路組成，此器件主要用作通用反相器，</p><p>　　即用十不需要中功率TTL驅(qū)動和邏輯電平轉(zhuǎn)換的電路中。&

8、lt;/p><p>　　CC4069提供了14引線多層陶瓷雙列直插(D)、熔封陶瓷雙列直插(J),塑</p><p>　　料雙列直插(P)和陶瓷片狀載體(C) 4種封裝形式。</p><p><b>　　推薦工作條件:</b></p><p>　　電源電壓范圍............3V~15V</p><

9、;p>　　輸入電壓范圍............OV~VDD</p><p><b>　　工作溫度范圍</b></p><p>　　M類..........－55℃~125 ℃</p><p>　　E類..........－40℃~85℃</p><p><b>　　極限值:</b></p

10、><p>　　電源電壓……－0.5V~18V</p><p>　　輸入電壓.....－0.5V~VDD+0.5V</p><p>　　輸入電流.............±10mA ~ </p><p>　　儲存溫度……..－65℃~150℃</p><p><b>　　引出端符號：</b>

11、</p><p>　　1A~6A 數(shù)據(jù)輸出端</p><p>　　V cc 正電源</p><p>　　Vss 地</p><p>　　1Y~6Y 數(shù)據(jù)輸入端</p><p><b>　　邏輯符號</b></p><p&

12、gt;<b>　　:</b></p><p>　　引出端排列（俯視）:</p><p><b>　　邏輯表達(dá)式：Y=A</b></p><p><b>　　靜態(tài)特性：</b></p><p>　　動態(tài)特性（TA=25℃）</p><p><b>

13、;　　邏輯圖：</b></p><p><b>　　CD4017</b></p><p>　　CD4017 是5 位Johnson 計數(shù)器，具有10 個譯碼輸出端，CP、CR、INH 輸入端。時鐘輸 </p><p>　　入端的斯密特觸發(fā)器具有脈沖整形功能，對輸入時鐘脈沖上升和下降時間無限制。INH 為 </p>&l

14、t;p>　　低電平時，計數(shù)器在時鐘上升沿計數(shù)；反之，計數(shù)功能無效。CR 為高電平時，計數(shù)器清零。 </p><p>　　Johnson 計數(shù)器，提供了快速操作、2 輸入譯碼選通和無毛刺譯碼輸出。防鎖選通，保證了 </p><p>　　正確的計數(shù)順序。譯碼輸出一般為低電平，只有在對應(yīng)時鐘周期內(nèi)保 持高電平。在每10 個 </p><p>　　時鐘輸入周期CO 信

15、號完成一次進(jìn)位，并用作多級計數(shù)鏈的下級脈動時鐘。 </p><p>　　CD4017 提供了16 引線多層陶瓷雙列直插(D)、熔封陶瓷雙列直插(J)、塑料雙列直插(P) </p><p>　　和陶瓷片狀載體(C)4 種封裝形式。 </p><p><b>　　推薦工作條件 </b></p><p>　　電源電壓范圍：3V

16、-15V </p><p>　　輸入電壓范圍：0V-VDD </p><p><b>　　工作溫度范圍 </b></p><p>　　M 類：55℃-125℃ </p><p>　　E 類：40℃-85℃ </p><p><b>　　極限值 </b></p>

17、<p>　　電源電壓：-0.5V-18V </p><p>　　輸入電壓：-0.5V-VDD 十0.5V </p><p>　　輸入電流：±10mA </p><p>　　貯存溫度：-65℃-150℃ </p><p><b>　　引出端功能符號 </b></p><p>　　

18、CO：進(jìn)位脈沖輸出 </p><p><b>　　CP：時鐘輸入端 </b></p><p><b>　　CR：清除端 </b></p><p><b>　　INH：禁止端 </b></p><p>　　Q0-Q9 計數(shù)脈沖輸出端 </p><p>&l

19、t;b>　　VDD：正電源 </b></p><p><b>　　VSS：地</b></p><p><b>　　CD4017引腳圖</b></p><p>　　CD4017引腳圖的功能：</p><p>　　CD4017內(nèi)部是除10的計數(shù)器及二進(jìn)制對10進(jìn)制譯碼電路。CD4017

20、有16支腳，除電源腳VDD及VSS為電源接腳，輸入電壓范圍為3–15V之外，其余接腳為：A、頻率輸入腳：CLOCK(Pin14)，為頻率信號的輸入腳。B、數(shù)據(jù)輸出腳：a、 Q1-Q9(Pin3，2，4，7，10，1，5，6，9，11)，為解碼后的時進(jìn)制輸出接腳，被計數(shù)到的值，其輸出為Hi，其余為Lo 電位。b、CARRY OUT（Pin12），進(jìn)位腳，當(dāng)4017計數(shù)10個脈沖之后，CARRY OUT將輸出一個脈波，代表產(chǎn)生進(jìn)位，

21、共串級計數(shù)器使用。D、 控制腳：a、 CLEAR(Pin15)：清除腳或稱復(fù)位(Reset)腳，當(dāng)此腳為Hi時，會使CD4017的Q0為“1”，其余Q1-Q9為“0”。b、CLOCK ENABLE(Pin13)，時序允許腳，當(dāng)此腳為低電位，CLOCK輸入脈波在正緣時，會使CD4017計數(shù)，并改變Q1-Q9的輸出狀態(tài)。</p><p><b>　　CD4015</b></p>

22、<p>　　CD4015是一個串入并出/串出移位寄存器，從邏輯結(jié)構(gòu)上看，移位寄存器有以下兩個顯著特征：(1)移位寄存器是由相同的寄存單元所組成。一般說來，寄存單元的個數(shù)就是移位寄存器的位數(shù)。為了完成不同的移位功能，每個寄存單元的輸出與其相鄰的下一個寄存單元的輸入之間的連接方式也不同。(2)所有寄存單元共用一個時鐘。在公共時鐘的作用下，各個寄存單元的工作是同步的。每輸入一個時鐘脈沖，寄存器的數(shù)據(jù)就順序向左或向右移動一位。通常

23、可按數(shù)據(jù)傳輸方式的不同對CMOS移位寄存器進(jìn)行分類。移位寄存器的數(shù)據(jù)輸入方式有串行輸入和并行輸入之分。串行輸入就是在時鐘脈沖作用下，把要輸入的數(shù)據(jù)從一個輸入端依次一位一位地送入寄存器；并行輸入就是把輸入的數(shù)據(jù)從幾個輸入端同時送入寄存器?！　≡贑MOS移位寄存器中，有的品種只具有串行或并行中的一種輸入方式，但也有些品種同時兼有串行和并行兩種輸入方式。串行輸入的數(shù)據(jù)加到第一個寄存單元的D端，在時鐘脈沖的作用下輸入，數(shù)據(jù)傳送速度較慢；并行輸

24、入的數(shù)據(jù)一般由寄存單元的R、S端送入，傳送速度較快。移位寄存器的移位方向有右移和左移之分。右移是指數(shù)據(jù)由左邊最低位輸入，依次由右邊的最高位輸出；左</p><p>　　串入－并出移位寄存器CD4015是由兩組獨立的4位串入－并出移位寄存器組成。每組寄存器都有一個CP輸入端、一個清零端Cr和一個串行數(shù)據(jù)輸入端DS。每位 寄存單元都有輸出端引出，因而即可作串行輸出，又可實現(xiàn)并行輸出。加在DS端上的數(shù)據(jù)在時鐘脈沖上升沿

25、的作用下向右移位。當(dāng)在Cr端加高電平時，寄存器的 輸出被全部清零。下表為CD4015真值表,下圖示出數(shù)據(jù)在CD4015中的移位過程。該圖可以看出，CD4015的初始狀態(tài)為“0101”， 要串行輸入4位數(shù)據(jù)，就要給CP端加4個脈沖。通過信息在CD4015中的流動過程，我們可知CD4015具有下述功能：(1)從串行輸入到串行輸出，數(shù) 據(jù)延遲了4個時鐘周期。因此，CD4015可用作延遲電路。(2)串行數(shù)據(jù)經(jīng)過CD4015以后，轉(zhuǎn)換成了并行數(shù)據(jù)

26、，可由Q0～Q3端并行輸出。(3)可作為數(shù)據(jù)寄存器使用。</p><p><b>　　NE555</b></p><p>　　NE555為8腳時基集成電路，各腳主要功能（集成塊圖在下面）</p><p>　　1----地 GND</p><p><b>　　2----觸發(fā) </b></p&g

27、t;<p><b>　　3----輸出 </b></p><p><b>　　4----復(fù)位</b></p><p>　　5----控制電壓 </p><p>　　6----門限(閾值） </p><p><b>　　7----放電 </b></p>

28、<p>　　8----電源電壓Vcc</p><p>　　應(yīng)用十分廣泛，可裝如下幾種電路：1。單穩(wěn)類電路作用：定延時，消抖動，分（倍）頻，脈沖輸出，速率檢測等。2。雙穩(wěn)類電路作用：比較器，鎖存器，反相器，方波輸出及整形等。3。無穩(wěn)類電路NE555的作用：方波輸出，電源變換，音響報警，玩具，電控測量，定時等。</p><p>　　我們知道，555電路在應(yīng)用和工作方式上

29、一般可歸納為3類。每類工作方式又有很多個不同的電路。在實際應(yīng)用中，除了單一品種的電路外，還可組合出很多不同電路，如：多個單穩(wěn)、多個雙穩(wěn)、單穩(wěn)和無穩(wěn)，雙穩(wěn)和無穩(wěn)的組合等。這樣一來，電路變的更加復(fù)雜。為了便于我們分析和識別電路，更好的理解555電路，這里我們這里按555電路的結(jié)構(gòu)特點進(jìn)行分類和歸納，把555電路分為3大類、8種、共18個單元電路。</p><p><b>　　5.LM555　　</b&

30、gt;</p><p><b>　　功能簡介 </b></p><p>　　LM555/LM555C 系列是美國國家半導(dǎo)體公司的時基電路。我國和世界各大集成電路生產(chǎn)商均有同類產(chǎn)品可供選用，是使用極為廣泛的一種通用集成電路。LM555/LM555C 系列功能強大、使用靈活、適用范圍寬，可用來產(chǎn)生時間延遲和多種脈沖信號，被廣泛用于各種電子產(chǎn)品中。 </p>

31、<p>　　555 時基電路有雙極型和 CMOS 型兩種。LM555/LM555C 系列屬于雙極型。優(yōu)點是輸出功率大，驅(qū)動電流達(dá) 200mA。而另一種 CMOS 型的優(yōu)點是功耗低、電源電壓低、輸入阻抗高，但輸出功率要小得多，輸出驅(qū)動電流只有幾毫安。 </p><p>　　另外還有一種雙時基電路 LM556，14腳封裝，內(nèi)部有兩個相同的時基電路單元。 </p><p><b&

32、gt;　　特性簡介 </b></p><p>　　直接替換 SE555/NE555。 </p><p>　　定時時間從微秒級到小時級。 </p><p>　　可工作于無穩(wěn)態(tài)和單穩(wěn)態(tài)兩種方式。 </p><p><b>　　可調(diào)整占空比。 </b></p><p>　　輸出端可接收和提供

33、 200mA 電流。 </p><p>　　輸出電壓與 TTL 電平兼容。 </p><p>　　溫度穩(wěn)定性好于 0.005%/℃。 </p><p><b>　　應(yīng)用范圍 </b></p><p><b>　　精確定時 </b></p><p><b>　　脈沖發(fā)

34、生 </b></p><p><b>　　連續(xù)定時 </b></p><p><b>　　頻率變換 </b></p><p><b>　　脈沖寬度調(diào)制 </b></p><p><b>　　脈沖相位調(diào)制 </b></p><

35、p><b>　　封裝形式 </b></p><p>　　TO-5金屬封裝 DIP8 雙列直插封裝 </p><p><b>　　引腳說明 </b></p><p>　　引腳編號 符號 功能說明 </p><p><b>　　1 GND 地線 </b></p>

36、<p><b>　　2 TR 觸發(fā) </b></p><p><b>　　3 OUT 輸出 </b></p><p><b>　　4 RES 復(fù)位 </b></p><p>　　5 CV 控制電壓 </p><p><b>　　6 TH 閥值 </b

37、></p><p><b>　　7 DIS 放電 </b></p><p><b>　　8 VCC 電源 </b></p><p>　　極限參數(shù) 電源電壓+18V </p><p><b>　　耗散功率 </b></p><p><b>

38、　?。ㄗ?1） </b></p><p>　　LM555H、LM555CH 760mW </p><p>　　LM555N、LM555CN 1180mW </p><p><b>　　工作溫度范圍 </b></p><p>　　LM555C 0℃ 至 +70℃ </p><p>　　L

39、M555 -55℃ 至 +125℃ </p><p><b>　　存儲溫度范圍 </b></p><p>　　-65℃ 至 +150℃ </p><p><b>　　焊接信息 </b></p><p>　　雙列直插封裝（DIP） </p><p>　　錫焊（10 秒） 260

40、℃ </p><p>　　小外形封裝（SOP） </p><p>　　汽相焊（60 秒） 215℃ </p><p>　　紅外焊（15 秒） 220℃ </p><p>　　注 1：對于運行在更高溫度環(huán)境的器件必需降低額定值使用。額定值是在環(huán)境溫度為 25℃ ，最高 +150℃ 結(jié)溫，結(jié)到 </p><p>　　環(huán)境的

41、熱阻是 164℃/W（TO-5）、106℃/W（DIP）和 170℃/W（SO-8）的條件下測得。 </p><p><b>　　電氣參數(shù) </b></p><p>　　LM555/555C 電氣參數(shù)表（TA=25℃，VCC=+5V 至 +15V，除非另外說明。） 參數(shù) 條件 LM555 LM555C 單位 </p><p>　　最小 典型 最

42、大 最小 典型 最大 </p><p>　　電源電壓 4.5 18 4.5 16 V </p><p>　　電源電流 VCC=5V，RL=∞ 3 5 3 6 mA </p><p>　　VCC=5V，RL=∞ </p><p>　　（低電平狀態(tài)）（注 2） 10 12 10 15 mA </p><p><b&g

43、t;　　單穩(wěn)態(tài)定時誤差 </b></p><p>　　初始精度 RA、RB=1k 至 100k </p><p>　　C=0.1μF（注 3） 0.5 1 % </p><p>　　溫度偏差 30 50 ppm/℃ </p><p>　　中止溫度精度 1.5 1.5 % </p><p>　　電壓偏差 0.

44、05 0.1 %/V </p><p><b>　　無穩(wěn)態(tài)定時誤差 </b></p><p>　　初始精度 1.5 2.25 % </p><p>　　溫度偏差 90 150 ppm/℃ </p><p>　　中止溫度精度 2.5 3.0 % </p><p>　　電壓偏差 0.15 0.30 %

45、/V </p><p>　　閥值電壓 0.667 0.667 xVCC </p><p>　　觸發(fā)電壓 VCC=15V 4.8 5 5.2 5 V </p><p>　　VCC=5V 1.45 1.67 1.9 1.67 V </p><p>　　觸發(fā)電流 0.01 0.5 0.5 0.9 μA </p><p>　　

46、復(fù)位電壓 0.4 0.5 1 0.4 0.5 1 V </p><p>　　復(fù)位電流 0.1 0.4 0.1 0.4 mA </p><p>　　閥值電流 （注 4） 0.1 0.25 0.1 0.25 μA </p><p>　　控制電壓級別 VCC=15V 9.6 10 10.4 9 10 11 V </p><p>　　VCC=5V 2

47、.9 3.33 3.8 2.6 3.33 4 V </p><p>　　引腳 7 漏電輸出高電平 1 100 1 100 nA </p><p>　　引腳 7 處置（注 5） </p><p>　　輸出低電平 VCC=15V，I7=15mA 150 180 mV </p><p>　　輸出低電平 VCC=4.5V，I7=4.5mA 70 10

48、0 80 200 mV </p><p>　　輸出電壓降（低電平） VCC=15V，ISINK=10mA 0.1 0.15 0.1 0.25 V </p><p>　　VCC=15V，ISINK=50mA 0.4 0.5 0.4 0.75 V </p><p>　　VCC=15V，ISINK=100mA 2 2.2 2 2.5 V </p><p

49、>　　VCC=15V，ISINK=200mA 2.5 2.5 V </p><p>　　VCC=5V，ISINK=8mA 0.1 0.25 V </p><p>　　VCC=5V，ISINK=5mA 0.25 0.35 V </p><p>　　輸出電壓降（高電平） VCC=15V，ISOURCE=200mA 12.5 12.5 V </p>&

50、lt;p>　　VCC=15V，ISOURCE=100mA 13 13.3 12.75 13.3 V </p><p>　　VCC=5V 3 3.3 2.75 3.3 V </p><p>　　輸出上升時間 100 100 nS </p><p>　　輸出下降時間 100 100 nS </p><p>　　注 2：電源電流是當(dāng) VCC=

51、5V 輸出高電平典型電流小于 1mA 時。 </p><p>　　注 3：在 VCC=5V 和 VCC=15V 時測得。 </p><p>　　注 4：將測定 15V 工作時 RA+RB 的最大值。（RA+RB）最大值的和是 20MΩ。 </p><p>　　注 5：在沒有外接反相保護(hù)時引腳 7 的電流不允許超過封裝的額定值。 </p><p&g

52、t;<b>　　內(nèi)部結(jié)構(gòu) </b></p><p><b>　　電路特點 </b></p><p>　　LM555 時基電路內(nèi)部由分壓器、比較器、觸發(fā)器、輸出管和放電管等組成，是模擬電路和數(shù)字電路的混合體。其中 6 腳為閥值端（TH），是上比較器的輸入。2 腳為觸發(fā)端（TR），是下比較器的輸入。3 腳為輸出端（OUT），有 0 和 1 兩種狀態(tài)，

53、它的狀態(tài)由輸入端所加的電平?jīng)Q定。7 腳為放電端（DIS），是內(nèi)部放電管的輸出，它有懸空和接地兩種狀態(tài)，也是由輸入端的狀態(tài)決定。4 腳為復(fù)位端（R），叫上低電平（< 0.3V）時可使輸出端為低電平。5 腳為控制電壓端(CV )，可以用它來改變上下觸發(fā)電平值。8 腳為電源（VCC），1 腳為地（GND）。 </p><p>　　一般可以把 LM555 電路等效成一個大放電開關(guān)的 R-S 觸發(fā)器。這個特殊的觸發(fā)器

54、有兩個輸入端：閥值端（TH）可看成是置零端 R，要求高電平；觸發(fā)端（TR）可看成是置位端 S，低電平有效。它只有一個輸出端 OUT，OUT 可等效成觸發(fā)器的 Q 端。放電端（DIS）可看成由內(nèi)部放電開關(guān)控制的一個接點，放電開關(guān)由觸發(fā)器的反 Q端控制：反 Q=1 時 DIS 端接地；反 Q=0 時 DIS 端懸空。此外這個觸發(fā)器還有復(fù)位端 R，控制電壓端 CV，電源端 VCC 和接地端 GND。 </p><p>

55、　　這個特殊的 R-S 觸發(fā)器有兩個特點：（1）兩個輸入端的觸發(fā)電平要求一高一低：置零端 R 即閥值端 TH 要求高電平，而置位端 S 即觸發(fā)端 TR 則要求低電平。（2）兩個輸入端的觸發(fā)電平，也就是使它們翻轉(zhuǎn)的閥值電壓值也不同，當(dāng) CV 端不接控制電壓是，對 TH（R） 端來講，> 2/3VCC 是高電平 1，< 2/3VCC 是低電平 0；而對 TR（S）端來講，> 1/3VCC 是高電平 1，< 1/3VC

56、C 是低電平 0。如果在控制端 CV 加上控制電壓 VC，這時上觸發(fā)電平就變成 VC 值，而下觸發(fā)電平則變成 1/2VC?？梢姼淖兛刂贫说目刂齐妷褐悼梢愿淖兩舷掠|發(fā)電平值。 </p><p><b>　　LM555引腳圖</b></p><p><b>　　6.IN4001</b></p><p>　　IN4001是一個二

57、極管，在主板上二極管的作用是：做指示燈、整流、穩(wěn)壓、鉗位、開關(guān)的作用。 主板二極管的標(biāo)注是 在主板中二極管一般用D或VD表示。其標(biāo)注一般由5部份組成。二極管的主要參數(shù)： 1、最大整流電流 是指二極管長期連續(xù)工作時允許通過的最大正向電流值，其值與PN結(jié)面積及外部散熱條件等有關(guān)。因為電流通過管子時會使管芯發(fā)熱，溫度上升，溫度超過容 許限度（硅管為140左右，鍺管為90左右）時，就會使管芯過熱而損壞。所以在規(guī)定散熱條件下，二極管使用中不要超過

58、二極管最大整流電流值。例如，常用的 IN4001－4007型鍺二極管的額定正向工作電流為1A。 2、最高反向工作電壓 加在二極管兩端的反向電壓高到一定值時，會將管子擊穿，失去單向?qū)щ娔芰?。為了保證使用安全，規(guī)定了最高反向工作電壓值。例如，IN4001二極管反向耐壓為50V，IN4007反向耐壓為1000V。 3、反向電流 反向電流是指二極管在規(guī)定的溫度和最高反向電壓作用下，流過二極管的反向電流。反向電流越小，管子的單方向?qū)щ娦阅茉胶谩Ｖ?/p>

59、得注意的是反向電流與溫度 有著密切的關(guān)系，大約溫度每升高10℃，反向電流增大一倍。例如2AP1型鍺二</p><p><b>　　7.IN4148</b></p><p>　　1N4148開關(guān)二極管。主要在儀器儀表、電子設(shè)備的開關(guān)電路、檢波電路、高頻和脈沖整流電路及自動控制電路中。</p><p>　　8.74LS160十進(jìn)制同步加法計數(shù)器&l

60、t;/p><p>　　74LS160N為十進(jìn)制同步加法計數(shù)器。其邏輯功能描述如下：</p><p>　　在CT74LS160中為預(yù)置數(shù)控制端，D0-D3為數(shù)據(jù)輸入端，C為進(jìn)位輸出端，為異步置零端，Q0-Q3位數(shù)據(jù)輸出端，EP和ET為工作狀態(tài)控制端。</p><p>　　當(dāng)=0時所有觸發(fā)器將同時被置零，而且置零操作不受其他輸入端狀態(tài)的影響。當(dāng)=1、=0時，電路工作在預(yù)置數(shù)

61、狀態(tài)。這時門G16-G19的輸出始終是1，所以FF0-FF1輸入端J、K的狀態(tài)由D0-D3的狀態(tài)決定。當(dāng)==1而EP=0、ET=1時，由于這時門G16-G19的輸出均為0，亦即FF0-FF3均處在J=K=0的狀態(tài)，所以CP信號到達(dá)時它們保持原來的狀態(tài)不變。同時C的狀態(tài)也得到保持。如果ET=0、則EP不論為何狀態(tài)，計數(shù)器的狀態(tài)也保持不變，但這時進(jìn)位輸出C等于0。當(dāng)==EP=ET=1時，電路工作在計數(shù)狀態(tài)。從電路的0000狀態(tài)開始連續(xù)輸入1

62、0個計數(shù)脈沖時，電路將從1111的狀態(tài)返回0000的狀態(tài)，C端從高電平跳變至低電平。利用C端輸出的高電平或下降沿作為進(jìn)位輸出信號。</p><p>　　下表為74LS160N的邏輯功能表：</p><p>　　表(3) 74LS160的邏輯功能表</p><p>　　74LS160N的邏輯框圖、邏輯符號及內(nèi)部原理圖分別如圖（3）、圖（4）和圖（5）所示：</

63、p><p>　　圖(3) 74LS160的邏輯框圖</p><p>　　74LS160的邏輯框圖</p><p>　　74LS160的內(nèi)部原理圖</p><p><b>　　9.74LS04N</b></p><p>　　74LS04N是一個非門，其邏輯功能表如下表所示：</p>&l

64、t;p>　　表（6）74LS04N的邏輯功能表</p><p><b>　　下圖是其邏輯框圖：</b></p><p>　　圖（11） 74LS04N的邏輯框圖</p><p><b>　　四、功能模塊</b></p><p>　　1、LED閃光燈電路</p><p>

65、　　該電路由一只六反相器CD4069組成，用其中的兩個反相器D1、D2和 C1、R2等組成一個多諧振蕩器。其振蕩頻率f=1/(2.2R2C1),按圖中數(shù)值，其振蕩頻率約1HZ,脈沖占空比為4:1。由多諧振蕩器輸出的振蕩脈沖經(jīng)D3緩沖后，加至由D4-D6并聯(lián)組成的門電路放大器放大后，驅(qū)動發(fā)光二極管發(fā)光。</p><p><b>　　2、雙閃信號燈電路</b></p><p&

66、gt;　　該圖由NE555與C1、C2組成的多諧振蕩器向計數(shù)器CD4017提供時鐘脈沖，使它的輸出端由Q0依次輸出高電平。發(fā)光二極管LED通過隔離二極管VD4、VD3與輸出端QO、Q2相連，輸出端Q6通過VD1與復(fù)位端R相連。接通電源后，IC2的Q0輸出高電平，通過VD4使LED發(fā)光。當(dāng)?shù)谝粋€時鐘脈沖輸入后，Q1輸出高電平，LED滅。當(dāng)?shù)诙€時鐘脈沖輸入后，Q2輸出高電平，LED又亮。當(dāng)?shù)?-5個時鐘脈沖輸入時，LED不發(fā)光。當(dāng)?shù)诹鶄€脈

67、沖輸入后，Q6輸出的高電平通過VD加至復(fù)位端R,使計數(shù)器復(fù)位，Q0有又出高電平使LED發(fā)光。如此循環(huán)，就形成了“閃兩次停一段時間”這樣循環(huán)發(fā)光的雙閃發(fā)光狀態(tài)。</p><p><b>　　改良后的圖：</b></p><p>　　該圖的工作原理是通過控制74LS160這個計數(shù)器將信號轉(zhuǎn)化為3個信號，分別為0000,0001,0010，比較三個信號在QB處為與前兩個數(shù)字

68、與第三個數(shù)字的不同之處，故設(shè)計0000,0001的QB=0為燈亮?xí)r的信號控制燈亮，反之0010時發(fā)光二極管陰極信號為高電平，發(fā)光二極管滅，如此循環(huán)得到控制雙閃燈的電路。</p><p>　　3、LED動感閃爍燈電路</p><p>　　圖中，CD4015中的兩個移位寄存器，第二寄存器的數(shù)據(jù)端D2接第一個寄存器的1D輸出端，構(gòu)成了一個八位移位寄存器。第一寄存器的數(shù)據(jù)端1D通過一只反相器與第二

69、寄存器的QD輸出端相連，使電路開機(jī)復(fù)位后第一寄存器的數(shù)據(jù)端為“1”。C2、R9組成的開機(jī)復(fù)位電路，接通電源后使寄存器復(fù)位，各輸出端均輸出低電平“0”。當(dāng)由移位脈沖發(fā)生器輸出的移位脈沖同時加以至移位寄存器的兩個脈沖輸出端CP1和CP2后，由于第一寄存器的數(shù)據(jù)端為“1”，所以它的輸出端Q1-Q4依次輸出高電平，接在它的輸出端的發(fā)光二極管LED1-LED4依次發(fā)光；而第二寄存器的數(shù)據(jù)端為“0”,所以它的輸出端QA-QD依次輸出低電平，接在它的

70、輸出端的發(fā)光二極管LED5-LED8不發(fā)光。由于第一寄存器的Q4輸出端和第二寄存器的QD輸出端分別向兩個寄存器輸出移位“數(shù)據(jù)”，為了不影響其效果，在該兩輸出端各加入一只反相器，同時將發(fā)光二極管LED4、LED8的極性反接，并將其負(fù)極接電源正極。當(dāng)電路在完成第一個發(fā)光循環(huán)后，Q4輸出地低電平被加至第二寄存器的數(shù)據(jù)端。QD輸出的高電平通過反相器反向為低電平后加至第一寄存器的數(shù)據(jù)端。這樣就使第二個循環(huán)中各輸</p><p&

71、gt;　　4、交替發(fā)光式LED閃光燈</p><p>　　當(dāng)電路接通電源后使電路復(fù)位后，Q1的低電平首先通過反相變?yōu)楦唠娖胶蠹又恋谝患拇嫫鞯臄?shù)據(jù)端。當(dāng)?shù)谝粋€移位脈沖輸入后，Q1變?yōu)楦唠娖?，LED1發(fā)光。Q1的高電平經(jīng)反相器反相后變?yōu)榈碗娖郊又翑?shù)據(jù)端，當(dāng)?shù)诙€移位脈沖輸入后，Q1變?yōu)榈碗娖剑琇ED1不發(fā)光。而此時原Q1端的高電平被移位至Q2，使LED2發(fā)光。此后在連續(xù)輸入移位脈沖的作用下，發(fā)光二極管LED1-LED

72、8將按照一亮一暗的形式交替閃爍發(fā)光。</p><p><b>　　五、總體設(shè)計電路圖</b></p><p>　　按下開關(guān)后，在第一層電路中由多諧振蕩器輸出的震蕩脈沖經(jīng)D3緩沖后，加至由D4-D6并聯(lián)組成的門電路放大器放大后驅(qū)動發(fā)光二極管發(fā)光。在第二層電路中，NE555與C1、R1組成的多諧振蕩器向計數(shù)器CD4017提供時鐘脈沖，從而使各個發(fā)光二極管按照“閃兩次停一段

73、時間”的循環(huán)發(fā)光的雙閃發(fā)光狀態(tài)。在第三層電路中，當(dāng)由移位脈沖發(fā)生器輸出的移位脈沖同時加至移位寄存器的兩個脈沖輸入端，從而實現(xiàn)依次發(fā)光與不發(fā)光的狀態(tài)，并且按照第一和第二周期的狀態(tài)繼續(xù)下去。第四層電路是在第三層電路的基礎(chǔ)上改變的，改變的是寄存器的輸入數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)一亮一暗的交替閃爍效果。在原電路中，雙閃信號電路沒有很好的實現(xiàn)，也許是因為LM555沒能產(chǎn)生脈沖，也可能是CD4017的脈沖不穩(wěn)定，所以我將這個電路改成了由LS160組成的雙閃信號

74、電路，最終的得以實現(xiàn)。第三層和第四層電路雖然實現(xiàn)了閃爍效果，但是無法持續(xù)循環(huán)，原因可能是中間單元電路連線過于繁多，容易出錯，也可能是CD4015沒能正確工作是使得彩燈在一種工作狀態(tài)完成之后沒能順利進(jìn)入到另一循環(huán)的工作狀態(tài)。</p><p><b>　　課設(shè)心得</b></p><p>　　課程設(shè)計剛開始，拿著選定的題目不知如何入手。畢竟課程設(shè)計不同于實驗課，電路圖都要

75、自己設(shè)計。靜下心來，仔細(xì)分析題目，再加上指導(dǎo)老師的說明與提示，心中才有了一些設(shè)計方案。將整個系統(tǒng)根據(jù)不同的功能分成不同的模塊，再分別進(jìn)行設(shè)計，逐個攻破，最后再將其整合。</p><p>　　在設(shè)計過程中，我接觸的芯片都是平時上課沒有接觸過的，所以我必須從頭了解每個陌生芯片的作用以及管腳圖，盡管最后還不是運用的很熟練，但是至少對這些芯片有了初步的認(rèn)識與了解。通過這次課程設(shè)計，使我受益頗多。既鞏固了課上學(xué)過的理論知識

76、，又掌握了一些課外芯片的用處。在此基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)了數(shù)字設(shè)計系統(tǒng)的基本思想和方法，學(xué)會了科學(xué)的分析實際問題，通過查資料，分析資料和請教老師、同學(xué)，等多種學(xué)習(xí)途徑，獨立思考。同時也培養(yǎng)了我嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度。在此次的圣誕樹彩燈設(shè)計過程中,我更進(jìn)一步地熟悉了芯片的結(jié)構(gòu)及掌握了各芯片的工作原理和其具體的使用方法。在設(shè)計電路中,往往是先仿真后連接實物圖，在仿真時我深刻的體會到理論與實踐的差距，在連接實物圖時,你又會發(fā)現(xiàn)有時仿真和電路連接并不是完全一致的，

77、在實際的電路連接中往往容易遺漏。因此仿真圖和電路連接圖還是有一定區(qū)別的。 但是在設(shè)計電路的連接圖中出錯的主要原因都是接線和芯片的接觸不良以及接線的錯誤所引起的.。</p><p>　　總之，經(jīng)過這次的課程設(shè)計，我對理論知識有了進(jìn)一步的理解，尤其時芯片的結(jié)構(gòu)及掌握了各芯片的工作原理和其具體的使用方法。其次是我又明白了許多理論與實踐的不同之處，最后就是學(xué)會了調(diào)試較復(fù)雜數(shù)字電路的方法，驗證所設(shè)計電路的功能，增強了動手能