2022年彩灯控制系统 .pdf

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1、大理学院毕业设计基于模拟开关的彩灯控制系统The Lantern Control System based on the Analog switch学院： 物理与电子信息学院项目组成员：刘文华指导教师：马江涛专业： 电子信息科学与技术年级（班级）：06 电子信息本科班起止日期： 2009 年 8 月2010 年 1 月制表日期： 2009年 8 月17 日名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 24 页 - - - - - - - - - 2 摘要 ：随着科技的不

2、断进步， 模拟开关技术在数字电路中的应用也越来越广泛。依据五路彩灯系统的控制要求，在MAX-PLUS II软件平台上设计出了彩灯系统的框架结构，介绍了各模块的功能及工作过程，并对各模块进行了详细描述和定义。本控制系统采用数字集成块， 通过此系统的仿真与调试， 证明了五路彩灯可逐行递增点亮、再逐行递增熄灭。 关键词 ：模拟开关数字电路彩灯 MAX-PLUS Abstract:With advancements in technology and science,so come changes in some software fields,the Analog switch ,for examp

3、le.Nowadays,it is widely used in digital circuit design.this paper talks about a hardware platform design.It develops the design at the MAX-PLUS environment ,aiming to meet the requirements of lantern control system.The author has designed functional frame of lantern control system,as well as introd

4、uced the function of every module and their working processes.Besides,it has made description of modules in detail.The system adapts module architecture .Through simulation and debugging ,the test results prove that it can realize the function ,namely it works in the state of expectation. Key words:

5、The Analog switch Digital-circuit Lantern MAX-PLUS 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 24 页 - - - - - - - - - 3 目录第 1 章引言 . 4 11 数字电路 . 4111 数字电路的发展 . 4 112 数字逻辑电路分类 . . 5 1、按功能来分 . 5 2、按电路有无集成元器件来分. . 5 3、按集成电路的集成度进行分类. . 5 113 数字电路的特点 . 6 114 数字电路的

6、应用 . 6 12 模拟开关技术 . 6121 模拟开关的工作原理 . . 7 122 数字模拟开关具有的特点：. 8 第 2 章：系统功能原理与设计. 8 21 总体设计框图及原理 . . 8211 电路工作原理 . . 10 22 元器件的选择 . 20第 3 章：结论 . 21 参考文献 . 22 致 谢 . 24名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 24 页 - - - - - - - - - 4 第 1 章引言彩灯由于其丰随着人们生活环境的不断改善和美

7、化，在许多场合可以看到彩色霓虹灯。 LED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。但目前市场上各式样的 LED彩灯控制器电路结构复杂、 功能单一，这样一旦制作成品只能按照固定的模式闪亮，不能根据不同场合、不同时间段的需要来调节亮灯时间、模式、闪烁频率等动态参数。 本彩灯控制器采用模拟开关技术，集成芯片模块化， 实现了结构的简单化和可操作性强的功能。11 数字电路用数字信号完成对数字量进行算术运算和逻辑运算的电路称为数字电路，或数字系统。由于它具有逻辑运算和逻辑处理功能，所以又称数字逻辑电路。现代的数字电路由半导体工艺制成的若干

8、数字集成器件构造而成。逻辑门是数字逻辑电路的基本单元。存储器是用来存储二值数据的数字电路。从整体上看，数字电路可以分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两大类。111 数字电路的发展从前面的介绍，大家已经了解到数字电路是以二值数字逻辑为基础的，其工作信号是离散的数字信号。电路中的电子晶体管工作于开关状态，时而导通，时而截止。数字电路的发展与模拟电路一样经历了由电子管、半导体分立器件到集成电路等几个时代。但其发展比模拟电路发展的更快。从60 年代开始，数字集成器件以双极型工艺制成了小规模逻辑器件。随后发展到中规模逻辑器件； 70 年代末，微处理器的出现，使数字集成电路的性能产生质的飞跃。数字集成器件所用

9、的材料以硅材料为主，在高速电路中，也使用化合物半导体材料，例如砷化镓等。逻辑门是数字电路中一种重要的逻辑单元电路。TTL 逻辑门电路问世较早，其工艺经过不断改进，至今仍为主要的基本逻辑器件之一。随着CM名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 24 页 - - - - - - - - - 5 OS工艺的发展 ,TTL 的主导地位受到了动摇，有被CMOS 器件所取代的趋势。近年来 , 可编程逻辑器件 PLD特别是现场可编程门阵列FPGA 的飞速进步，使数字电子技术开创

10、了新局面， 不仅规模大， 而且将硬件与软件相结合， 使器件的功能更加完善，使用更灵活。112 数字逻辑电路分类1、按功能来分（1）组合逻辑电路简称组合电路，它由最基本的逻辑门电路组合而成。特点是：输出的值与当时的输入值有关，即输出只由当时的输入值决定。电路没有记忆功能，输出状态随着输入状态的变化而变化，类似于电阻性电路，如加法器、译码器、编码器、数据选择器等都属于此类。（2）时序逻辑电路简称时序电路，它是由最基本的逻辑门电路加上反馈逻辑回路（输出到输入）或器件组合而成的电路，与组合电路的本质区别在于时序电路具有记忆功能。时序电路的特点是：输出不仅取决于当时的输入值，而且还与电路过去的状态有关。

11、它类似于含储能元件的电感或电容的电路，如触发器、锁存器、计数器、移位寄存器、储存器等电路都是时序电路的典型器件。2、按电路有无集成元器件来分可分为分立元件数字电路和集成数字电路。3、按集成电路的集成度进行分类可分为小规模集成数字电路(SSI) 、中规模集成数字电路(MSI) 、大规模集成数字电路(LSI) 和超大规模集成数字电路(VLSI) 。4、按构成电路的半导体器件来分类可分为双极型数字电路和单极型数字电路。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 24 页 -

12、 - - - - - - - - 6 113 数字电路的特点1、 同时具有算术运算和逻辑运算功能数字电路是以二进制逻辑代数为数学基础，使用二进制数字信号，既能进行算术运算又能方便地进行逻辑运算（与、或、非、判断、比较、处理等） ，因此极其适合于运算、比较、存储、传输、控制、决策等应用。2、 实现简单，系统可靠以二进制作为基础的数字逻辑电路，简单可靠，准确性高。3、 集成度高，功能实现容易集成度高，体积小，功耗低是数字电路突出的优点之一。电路的设计、维修、维护灵活方便， 随着集成电路技术的高速发展，数字逻辑电路的集成度越来越高，集成电路块的功能随着小规模集成电路（SSI） 、中规模集成电路 （M

13、SI） 、大规模集成电路（LSI ） 、超大规模集成电路（VLSI）的发展也从元件级、器件级、部件级、板卡级上升到系统级。 电路的设计组成只需采用一些标准的集成电路块单元连接而成。对于非标准的特殊电路还可以使用可编程序逻辑阵列电路，通过编程的方法实现任意的逻辑功能。114 数字电路的应用数字电路与数字电子技术广泛的应用于电视、雷达、通信、电子计算机、自动控制、航天等科学技术各个领域。12 模拟开关技术开关在电路中起接通信号或断开信号的作用。最常见的可控开关是继电器，当给驱动继电器的驱动电路加高电平或低电平时，继电器就吸合或释放， 其触点接通或断开电路。 CMOS 模拟开关是一种可控开关，它不像

14、继电器那样可以用在大电流、高电压场合， 只适于处理幅度不超过其工作电压，电流较小的模拟或数字信号。近年来，便携式产品越来越多地采用多源设计，因此开关功能是视频、 音频传输及处理过程中的一个重要组成部分。早期采用的机械开关具有可靠性低、体名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 24 页 - - - - - - - - - 7 积大、功耗大的缺点， 所以模拟开关已经引起了越来越多人的重视，并已被广泛应用于各种电子产品中。图 1.1- 模拟开关原理图模拟开关模拟开关电路

15、由两个或非门、 两个场效应管及一个非门组成，如图一所示。121模拟开关的工作原理模拟开关是一种三稳态电路， 它可以根据选通端的电平， 决定输入端与输出端的状态。 当选通端处在选通的状态时，输出端的状态取决于输入端的状态；当选通端处于截止状态时，则不管输人端电平如何，输出端都呈高阻状态。工作原理如下：当选通端和输入端同为1时，则S2端为，1端为，这时 1导通， 2截止，输出端输出为，=，相当于输入端和输出端接通。当选通为 1时，而输人端为时，则S2端为1，S1端为，这时 1截止，VT2 导通，输出端为，也相当于输人端和输出端接通。当选通端为时，这时 1和 2均为截止状态，电路输出呈高阻状态。从上

16、面的分析可以看出， 只有当选通端为高电平时， 模拟开关才会被接通，此时可从向传送信息； 当输人端为低电平时， 模拟开关关闭， 停止传送信息。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 24 页 - - - - - - - - - 8 模拟开关的真值表如下表一所示：表一-模拟开关的真值表E A B 1 0 0 1 1 1 0 0 高阻状态0 1 高阻状态122 数字模拟开关具有的特点：1.微功耗。2.导通电阻 RON小（约数百欧），截止电阻 ROFF大（一般大于 100

17、M欧） 。3.适合作小电流传输。当电源电压升高时，导通电阻相应下降，工作频率可相应提高。4.被传输的信号幅度应在VSSVDD之间 。有些模拟开关电路具有VEE 端，当此端加上比 VSS更负的电源电压时，被传输信号幅度允许在VEEVDD之间。5.控制端的信号幅度应在VSSVDD之间。第 2 章：系统功能原理与设计21 总体设计框图及原理本彩灯控制器可控制五路彩灯逐行递增点亮，再逐行递减熄灭。 若将一定数量的彩色灯组合联接， 就能营造出平面上色彩变化的场景，这比通常控制一条线上的色彩流动更加丰富绚丽。 本控制器采用数字集成块， 外围元器件少、 电路结构简单，只要元器件完好、装接无误，装后无须调试即

18、可一举成功。本文以二维彩灯控制信号流程为线索，分析了相关数字集成电路基本工作过程，按电子装接工艺要求介绍了二维彩灯控制器的制作过程。彩灯控制系统的总体设计框图如下图所示。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 24 页 - - - - - - - - - 9 图 2.1-彩灯控制电路方框图图 2.2- 彩灯控制器逻辑电路名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - -

19、 - - 第 9 页，共 24 页 - - - - - - - - - 10 211 电路工作原理二维彩灯控制器电路如上三个图所示，本控制器主要由非门IC1（CD4069 ）、计数/ 时序分配电路 IC2（CD4017 ）、模拟电子开关 IC3（CD4066 ）及触发 IC4（CD40174 ）等组成。1、脉冲产生电路本控制器使用的非门来自CD4069 ， CD4069 的功能引脚图如图 2.3 所示。图五-CD4069的功能引脚图图 2.3-CD4069 引脚图其中非门 D1-1、D1-2 和外接电阻 R2 、R3 、电容 C4构成多谐振荡器，产生约 3Hz的脉冲方波 (f =1/2.2R3

20、C4) ，供给 CD4017作计数脉冲和五位移位寄存器作移位脉冲。 各触发器的时钟脉冲输入端也连接在一起，作为寄存器的移位脉冲输入端。R3、C4为振荡定时元件，调节这两个元件可改变振荡信号频率，从而控制彩灯色彩的流动速度， 以呈现各种不同的视觉效果。 多谐和振荡器的原理图如下图 2.4 所示。1,3 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 24 页 - - - - - - - - - 11 图 2.4- 多谐振荡器电路2、计数 / 时序分配电路多谐振荡器输出端送

21、出的脉冲串，一路直接送入CD4017的计数脉冲输入端14 脚。CD4017 为十进制计数 / 时序分配器，用于产生CD4066 模拟开关切换的控制信号。其引脚功能如图2.5 所示。图 2.5-CD4017 的功能引脚图引出端符号功能CO ：进位脉冲输出名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 24 页 - - - - - - - - - 12 CL：时钟脉冲输入端CR ：清除端EN ：使能端Q0-Q9 计数脉冲输出端VDD ：正电源VSS ：地CD4017工作的逻

22、辑功能表如下表二所示：表二-CD4017的逻辑功能表输入脉冲个数输出端（ Y0-Y9）进位端Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 Y8 Y9 C0 1 1 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 2 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 3 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 4 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 5 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 6 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 7 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 8 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 9 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 10 0

23、 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 Cr 为复位端， 当 Cr 端输入高电平时、 计数器处于置零状态。 Co为进位输出端，当计数满 10 个时钟脉冲时输出一个正脉冲。CD4017有 CL和 EN两个计数输入端， CL端为脉冲上升沿触发端，若计数脉冲从CL端输入，则 EN端应接低电平；EN端为脉冲下降沿触发端，若计数脉冲从EN端输入，则 CL端应接高电平，否则禁止输入计数脉冲。取自CD4069的计数脉冲从其 CL端14 脚输入，故 EN端13 脚接地。 Y0Y9为计数器的十个输出端，输出端送出的脉冲方波通过隔离二极管 VD3 VD12连接成两路控制信号，加到模拟开关CD4066 。本控制器

24、中只使用了 B、D两开关，其工作框图如下图2.6 所示。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页，共 24 页 - - - - - - - - - 13 图 2.6-CD4017 在控制器中的功能图3、模拟开关控制电路当第一个计数脉冲到来时，CD4017内电路翻转， Y0 呈高电平，经二极管VD5加到 CD406612脚。CD4066 为双向模拟开关，其引脚功能如图2.7 所示。图 2.7-CD4069 的功能引脚图其内部含有A、B、C、D 四个独立的模拟开关，本控制

25、器使用了其中B、D两个开关。每个开关有一个输入端和一个输出端，这两端可以互换使用。B开关的输入端 11 脚与电源相连、接入高电平；D 开关的输出端 8 脚接地；由于两个开关接成串联形式， B 开关的输出端 10 脚与 D 开关的输入端 9 脚相连，作名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 13 页，共 24 页 - - - - - - - - - 14 为高、低电平的切换点。另外，CD4066的12 脚和6 脚分别为开关B、D 的选通端，输入高电平时、开关闭合；输入低电平时开

26、关断开。开关B 在其选通端12 脚输入的高电平作用下， 接通11 脚和10 脚，10 脚变为高电平。 与此同时，CD4017其余各输出端 Y1Y9 均为低电平，于是CD4066开关 D的选通端也为低电平，开关 D关断，这样不影响 10 脚的电平状态。4、五位移位寄存器本控制系统中的五位移位寄存器有五个D触发器组成。CD406610脚输出的高电平信号直接送入D触发器 CD40174的串行输入端 3 脚。CD40174 内部含有 6 个 D型触发器，如下图 2.8 所示。本控制器将其中的5 个连接成串行输入、并行输出的五位移位寄存器。其中D6 为最高位触发器，D2为最低位触发器（ D1未用），依次

27、排列。图 2.8-CD40174的功能引脚图每个触发器都有各自的输入端和输出端，高一位触发器的输出端Q与低一位触发器的输入端 D相接，只有最高位触发器D6的输入端 CD401743脚接收脉冲信号。CD4017424 脚、56 脚、711 脚、1013 脚、1214 脚分别为各相邻触发器输入端和输出端的连接点，作为五位寄存器的并行输出端。 各触发器的复位端连在一起，作为寄存器的总清零端。D触发器的工作特性和寄存器的工作原理分别如下图表所示。D触发器的特性表如下，其中 Qn为现态， Qn+1为次态， D为输入信号。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - -

28、 - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 14 页，共 24 页 - - - - - - - - - 15 表三-D 触发器的特性表D QnQn+10 0 0 0 1 0 1 0 1 1 1 1 由上可得 D触发器的特性方程： Qn+1=D 图 2.9- 移位寄存器的工作原理图名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 15 页，共 24 页 - - - - - - - - - 16 图 2.10- 寄存器中各触发器的输出端时序图寄存器随着输入脉

29、冲的个数而相应地控制着彩灯的亮与灭，其真值表如下表四所示：表四- 寄存器的输出端 Q1-Q5的真值表输 入 脉冲数输入端输出端 Q1-Q5 CD40174的 3 脚Q5 Q4 Q3 Q2 Q1 1 1 1 0 0 0 0 2 1 1 1 0 0 3 1 1 1 1 0 0 4 1 1 1 1 1 0 5 1 1 1 1 1 1 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 16 页，共 24 页 - - - - - - - - - 17 6 0 0 1 1 1 1 7 0 0 0

30、1 1 1 8 0 0 0 0 1 1 9 0 0 0 0 0 1 10 0 0 0 0 0 0 移位脉冲取自 CD40694脚的脉冲串， 从 CD401749脚输入。在第一个移位脉冲的上升沿， CD401743脚输入的高电平信号移入触发器D6 ，寄存器的输出端 状态由初始的“ 00000”变为“10000”，CD4017424 脚呈高电平。此高电平经隔离电阻R11加到三极管 VT1 放大、再从其发射极输出，送入双向晶闸管VS1的控制极，驱动 VS1导通，第路彩灯因其电流回路形成而被点亮。与此同时，寄存器其余的四个输出端均为低电平，双向晶闸管VS2 VS5无驱动信号而阻断，所控制的四路彩灯、不

31、亮。彩灯控制电路如下图2.11 所示。图 2.11 彩灯控制电路5、微分复位电路移位寄存器工作前低电平复位有效，工作开始后复位信号应跳变为高电平，并在工作期间一直保持。 复位信号是由电容器C3 、电阻器 R4及 CD4069的非门 3 -D1-3 构成的复位电路提供的。在接通电源瞬间，电源电压经C3 、R4微分成一名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 17 页，共 24 页 - - - - - - - - - 18 个正脉冲，此脉冲通过非门D1-3 倒相，从 CD4069输

32、出，送入 CD40174 复位端 1脚，用以完成寄存器工作前的置零任务。随着时间的延续，C3充电结束，在其负极端形成一个稳定的低电平， 经 F3倒相 后来满足寄存器工作期间的需要。微分复位电路的原理图如下图所示。5,6 图 2.12- 微分复位电路当第二个计数脉冲到来时，CD4017计数输出端 Y1 呈高电平。此高电平从其2 脚输出，经二极管 VD4加到 CD406612脚。保持开关 B的接通，从而维持CD401743脚串行输入端的高电平状态。 在第二个移位脉冲作用下， 寄存器的输出状态由“ 10000”变为“ 11000”，CD4017424 脚、56 脚呈高电平，经三极管 VT1 、VT2

33、放大，驱动晶闸管 VS1 、VS2导通。这样在保持第路彩灯点亮的同时，第路彩灯相继被点亮，而其余三路彩灯则仍为熄灭状态。当第三个计数脉冲到来时，CD4017计数输出端 Y2 呈高电平。此高电平从其4 脚输出，经二极管VD6加到 CD406612脚。开关 B 继续接通，继续维持CD401743脚的高电平。第三个移位脉冲使寄存器的输出状态由“11000”变为“11100”，CD4017424 脚、56 脚、711 脚 同时呈高电平，经三极管VT1 、VT2 、VT3驱动晶闸管 VS1 、VS2 、VS3导通。第、路彩灯继续点亮，第路彩灯又被点亮。同理，当第四、五个计数脉冲到来时，CD4017计数输

34、出端 Y3、Y4 依次呈名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 18 页，共 24 页 - - - - - - - - - 19 高电平。 CD4066保持开关 B的接通， CD401743脚维持高电平状态。第四、五个移位脉冲使寄存器的输出状态依次为“11110”和“11111”，晶闸管在控制点亮前三路彩灯的基础上，又依次点亮了第、路彩灯。由此可见，五路彩灯是按逐行递增的方式点亮的。当第六个计数脉冲到来时，CD4017计数输出端 Y5呈高电平。此高电平从其1 脚输出， 经二极

35、管 VD3加到 CD4066开关 D的选通端 6 脚， 接通8 脚和9脚，从而使 9 脚接地。同时， CD4017 其余的计数输出端均为低电平，CD4066开关 B因此而关断，以防止电源被接通的开关D短路。由于 CD401743脚与CD40669脚 直接相连，于是 CD40174寄存器的串行输入端变为低电平。在第六个移位脉冲作用下， 寄存器的输出状态由 “11111” 变为 “01111” ， CD4017424脚输出 低电平， 三极管 VT1截止。 晶闸管 VS1失去触发信号，在交流电源过零瞬间自行阻断，第路灯熄灭。 而寄存器其余四路输出端的高电平，通过 VT2 、 VT3 、VT4 、VT

36、5和 VS2 、VS3 、VS4 、VS5继续控制第、四路彩灯点亮。当第七个计数脉冲到来时， CD4017计数输出端 Y6呈高电平。此高电平从其5 脚输出，经二极管VD7加到 CD40666脚，保持 9 脚接地。以维持CD40174寄存器串行输入端的低电平。第七个移位脉冲使寄存器的输出状态由“01111”变为“ 00111”，CD4017424 脚、56 脚 同时输出低电平，三极管 VT1 、VT2截止。晶闸管 VS1因无触发信号而维持其阻断状态；VS2因失去触发信号，在交流电源过零瞬间而阻断。 第、路彩灯熄灭。 而寄存器其余三路输出的高电平，依然控制第、三路彩灯点亮。同理，当第八、九、十个计

37、数脉冲到来时，CD4017 计数输出端 Y7、Y8、Y9依次输出的高电平控制CD4066开关 D的接通，维持 CD40174寄存器串行输入端的低电平。当寄存器的移位脉冲输入端依次接收到第八、九、十个脉冲时，寄存器的输出状态则依次为“00011”、“ 00001”、“ 00000”，第 3、4、5 位的低电平控制晶闸管 VS3 、VS4 、VS5依次阻断，在第、路彩灯熄灭的情况下，第、三路彩灯依次熄灭。 上述说明，五路彩灯是按逐行递减的方式熄灭的。当计数器 CD4017计数满 10 个脉冲时，其进位端 12 脚输出一个正脉冲， 直名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - -

38、- - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 19 页，共 24 页 - - - - - - - - - 20 接反馈到其复位端 15 脚，使计数器复位， 然后开始下一轮的计数过程，这样彩灯就周而复始地循环工作。五路彩灯控制系统的电路图如下图2-13 所示。图 2.13- 彩灯控制电路图22 元器件的选择非门选择数字集成电路CD4069, 计数/ 时序分配电路选择数字集成电路CD4017,模拟开关控制电路选择数字集成电路CD4066,五位移位寄存器选择数字集成电路 CD40174 。VT1 VT5选择晶体三极管 C9014 ；VS1 VS5选择双

39、向晶闸管。VD1选择整流二极管 1N4007 ，VD2选择稳压二极管 1N4742A ，VD3-VD12选择开关二极管 1N4148 。电阻全部选择色环电阻器。 其中， R2为 1兆欧/0.25W， R3 、 5为100千欧/0.25W，R4为 47千欧/0.25W，R6-R10为 470 欧/0.25W，R11-R15为 10 千欧/0.25W。电容 C3选择涤纶电容器。其中， C3为 0.47 微法/63V；4 选择电解电容器，其中， 4 为 1.5 微法/25V。电源选择 DC12V 。21名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - -

40、- - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 20 页，共 24 页 - - - - - - - - - 21 第 3 章：结论经过三个月的学习和， 我终于完成了五路彩灯控制系统的设计。从开始接到论文题目到设计方案的确定， 再到论文文章的完成， 每走一步于我来说都是新的尝试和挑战。 这也是我在大学期间独立完成的最大的项目。在这段时间里， 我学到了很多知识，也有了很大的感受。通过这次设计，我开始独立的学习和探索，查看相关的资料和书籍， 让自己从模糊、 大概走向清晰， 使自己的设计逐步完善起来，每一步改进都受益颇丰。虽然我的设计不是很成熟， 还有很多的不足之处， 但毕竟是我自己付出

41、而得的，其中的酸甜苦辣只有自己深知，“临渊羡渔，不如退而结网”，说不上事必躬亲吧，但这也为自己的人生走向作好了定位。这次设计让我懂得， 做设计是要真正用心去做的一项工作， 是真正的自己学习和研究的过程。没有学习就不可能有研究的能力，对自己的研究也就不会有所突破。总而言之，这次设计让我更加坚定自己的目标，我将义无反顾地走下去。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 21 页，共 24 页 - - - - - - - - - 22 参考文献1.（美）拉贝艾（Rabaey,J.M)

42、 等著，周润德等译数字集成电路：电路系统与设计电子工业出版社出版 2004 年 10 月2.邹虹、贺利芳数字电路与逻辑设计人民邮电出版社出版 2008 年 03 月3.（巴西）佩德罗尼（Pedroni,V.A.） 著，乔庐峰等译 VHDL 数字电路设计电子工业出版社出版时间：2005 年 09 月4.拉贝（ Rabaey， J.M. ），钱德拉卡山（Chandrkasan ，A.） 数字集成电路：设计透视清华大学出版社出版时间：2004 年 03 月5.（日）汤山俊夫著，关静等译数字电路设计科学出版社出版时间： 2006年 08 月6.蔡良伟主编 数字电路与逻辑设计西安电子科技大学出版社出版时

43、间： 2003年 06 月7.王毓银数字电路逻辑设计高等教育出版社出版时间： 2007 年 01 月8.万国庆数字集成电路物理设计科学出版社出版时间： 2008 年 08 月9.于红云，刘俊岭数字系统设计/ 实用电子电路设计科学出版社出版 2003 年 7月10.王毓银数字电路逻辑设计高等教育出版社出版时间：2006 年 01 月11.林丰成， 竺红卫， 李立数字集成电路设计与技术科学出版社出版时间： 2008年 10 月12.王振红图说 VHDL 数字电路设计化学工业出版社出版时间：2009 年 01 月13.叶晓慧， 李小珉数字电路逻辑设计华中科技大学出版社出版时间：2006 年 01月1

44、4.（日）小林芳直数字逻辑电路的ASIC 设计 / 实用电子电路设计 2006 年 4 月15.蒋民 数字集成电路设计与技术科学出版社出版时间： 2008 年 10 月16.（美）康松默 CMOS数字集成电路分析与设计电子工业出版社出版时间：2009 年 06 月17.赵宝瑛 VHDL数字电路设计与应用实践教程机械工业出版社 2006 年 01 月18.林红数字电路与逻辑设计清华大学出版社 2009年 04 月19.周鑫霞数字电路与逻辑设计华中科技大学出版社 2004 年 09 月名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - -

45、名师精心整理 - - - - - - - 第 22 页，共 24 页 - - - - - - - - - 23 20.刘培植数字电路设计与数字系统：北京邮电大学出版社 2005 年 02 月21.张旭东数字电路及制作实例人民邮电出版社 2002 年 05 月名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 23 页，共 24 页 - - - - - - - - - 24 致 谢首先，衷心感谢我的论文指导老师马江涛老师对我的教导。在完成论文的各个阶段，马老师富有创造性的研究思路、 渊博的

46、学术知识给了我很大的启发和帮助。本论文的完成，自始自终包含着马老师对我的悉心指导，从系统硬件设计、软件设计、 力控组态软件的连接， 处处有着老师的辛勤和心血，而且老师不断的指导我研究的方向、思路，不断的鼓励我独立思考，耐心做实验，锻炼了我的独立科研能力， 这一切将会使我终身受益。 在完成此毕业设计过程中， 不仅巩固了自己的专业知识， 而且还学会了独立科研的方法，这一切将在我未来的生活、 学习中起着重要的指导作用，在此，向老师表示感谢，感谢您对我的关怀和帮助。其次，我要深深地感谢我的父母。 虽然他们是农民， 不能教会我太多的道理，但是，他们却以独特的方式在背后默默地支持我、鼓励我、关心我、爱护我，让我能够在这大学四年中不断地茁壮成长并且能够顺利地完成此次毕业设计。此外，还要感谢我的朋友们，他们不断地鼓励我、帮助我，我也才能更好的完成此次毕业设计。最后，也深深地感谢在此毕业设计过程中提供帮助的老师们，感谢您们对我的帮助和支持，在此，我表示深深地敬意和谢意。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 24 页，共 24 页 - - - - - - - - -