数电教学规划-循环彩灯控制器.doc

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1、,循环彩灯设计要求及思路设计1.1 设计要求(1)共有红、绿、黄3色彩灯各9个，要求安一定顺序和时间关系运行。(2)动作要求：先红灯，后绿灯，再黄灯，分别按0.5S的速度跑动一次，然后，全部红灯亮5S，再黄灯，后绿灯，各一次。以此循环。(3)对各组灯的控制，要求有驱动电路。(4)对跑动电路，可以每3个一组，交叉安装，分别点亮每一组，利用视觉暂停，达到跑动的效果。1.2 设计思路提供的元件有4017十进制计数器，555定时器。3个一组红、黄，绿灯依次0.5s跑动循环电路9个一组红、黄，绿灯各持续亮5s跑动图1.1根据此框架图设的实现方案该任务要求：先红灯，后绿灯，再黄灯，分别按0.5S的速度跑动

2、一次，然后，全部红灯亮5S，再黄灯，后绿灯，各一次。以此循环。根据此要求电路总体上可以分为三部分：一部分电路为控制0.5s的跑动。一部分电路为控制5s的跑动。一部分电路为实现这两种跑动的循环。因些可以选用一个555多谐振荡器（周期为0.5秒，然后使用4017实现十分频，使周期为5秒）用来控制跑动的速度，再选两个4017芯片，因为4017芯片在正常工作下，连续送入时钟脉冲时，其十个输出端会依次输出高电平。这样可以用一个4017芯片点亮0.5s的跑动，用一个4017芯片来点亮5s的跑动。因为在两个周期恰好为10倍关心，故5s周期的4017的Q0端口可以实现控制0.5s周期的4017的开通与关闭，选

3、用一个9014NPN改装成非门从而来实现循环功能，即用9014来控制4017芯片的开通和关闭，最后加上复位电路即可实现实验目的。1.3 单元电路设计与参数计算在整个电路中，其主要的组成部分有：555定时器和4017芯片组成的 3个一组0.5s依次跑动：图1.2(由于仿真时，设置的时间跟实际理论计算的不符合，故仿真时时间可能不是0.5s)555定时器和4017芯片组成的9个一组持续亮5s的：图1.3（由于仿真时，设置的时间跟实际理论计算的不符合，故仿真时时间可能不是5s）NPN组成的一个循环电路：（本来是要用hc4060+CD4013（D触发器，用它做2分频电路）+32768Hz的晶振组成秒定时

4、，产生秒脉冲来做循环电路的，不过由于其中的芯片没接触过也比较复杂，所以就没用此方案，改为用NPN组成的循环电路。）设计过程中各个单元的详细原理、电路图和仿真状态如下：第一部分电路：实现3个一组红灯，后黄灯，再绿灯，分别依次跑动一次的电路，电路如下图：图1.4图1.5图1.6此电路主要用到一个555多谐振荡器和一个4017芯片，4017芯片有十个输出端口，而每3个一组的灯都接一个4017的输出端口，这样可控制任务中的9组灯。电路中的555多谐振荡器的输出端接4017的脉冲输入控制，555多谐振荡器不断的产生脉冲送入4017芯片的脉冲输入端，从而使4017芯片的输出端（01，02，03，04，05

5、，06，07，08，09）依次为高电平，这样就控制指灯不断的跑动！第二部分电路：用来实现全部9个一组红灯，再黄灯，后绿灯，各亮一次。电路如下图：图1.7图1.8图1.9此电路主要用到一个555多谐振荡器和一个4017芯片，4017芯片有十个输出端，而每9个亿组的灯都接一个4017的输出端（共接三个），这样可控制任务中的3组灯。电路中的555多谐振荡器的输出端接4017的脉冲输入控制，555多谐振荡器不断的产生脉冲送入4017芯片的脉冲输入端，从而使4017芯片的输出端（01，02，03）依次为高电平，这样就控制3组指灯持续亮5s依次跑动循环！第三部分电路：用来实现两种的跑动不断循环。此部分电路

6、主要是用一个NPN改装成的非门来实现交替循环工作！1.4 电路完整工作过程电路运行时第一部分的555多谐振荡器首先工作不断的给控制着9组灯（3个一组）的4017芯片送去脉冲，从而使4017的十个输出端依次为输出高电平。接到高电平的组灯就会发光。这样就实现先红灯，后黄灯，再绿灯，分别依次0.5s跑动。这时第二部分的电路开始运行。这样就使全部红灯，再黄灯，后绿灯，各亮一次。而当绿灯全部亮完后，这时第二部分的4017的第一个输出端（Q0）输出高电平，也给NPN送去一个脉冲，使NPN导通，然后第一部分的4017不在清零，使第一部分的电路工作3个一组的组灯依次点亮、依次跑动。如此实现了3个一组先红灯，后

7、黄灯，再绿灯0.5s依次跑动，让后再9个一组，先红灯，后黄灯，再绿灯持续亮5s.如此循环下去。1.5 总原理设计根据上述的原理设计出总的电路图为：图1.101.6 元件清单表1.1型号主要参数数量备注40175V3555定时器5V1二极管19发光二极管2.V10磁片电容103,1044,1电解电容10u2电阻68k,1k,10k5,实验步骤2.1 PROTEL原理图设计根据PROTUES原理图改装设计PROTEL原理图，根据实际设计，分别分配好。图2.12.2 PCB设计图2.22.3 电路板的制作与焊接先按照PCB制作电路板，然后按照电路图进行接线，按照单元电路设计中的方法连接好每一块电路，

8、然后把每一块接在一起。准备对每单元电路进行调试。2.4 电路的调试焊接完成后，电路并没有按照预期的设计进行工作，然后进行调试，在调试过程中，发现下几个问题。2.4.1 NPN与PNP的分别最初发现第一部分电路并不工作，起15脚始终为高电平，大致判断出是非门出现问题，然后更换电阻并无问题，认为三极管出问题，然后进行资料查询，发现失误之处，应该使用9014，却用了9013，更换后发现非门仍然没有正常工作。2.4.2 基极在电路板上短路然后检测电路方面的问题，发现基极通过电阻后电压接近于0，猜测出问题，然后验证出由于制作的失误导致电路板中NPN的基极和地线短路。2.4.3 芯片管脚短路与断路由于做完

9、电路板后，并没有及时涂抹松香水，倒是氧化，从而倒是部分断路，在解决断路过程中，不小心导致部分短路，使用万用表测出，逐一解决。2.4.4 发光二极管烧坏当解决以上问题后，观察灯并没有按照设计的亮，总有几个不发光，然后取下测量，发现可能在调试过程中导致烧坏。,结果分析当制作完成后，发现发光二极管按照预期的方式发亮（虽然由于仪器误差导致时间周期并没有按照预期的理想），先是按照顺序发光，然后同色的发光。其中发光顺序如表1。表3.1单个灯亮时3个灯亮时10000000010010010001000000001001001000100000000100100100010000000001000000000

10、1000000000100000000010000000001,附录设计原理图 CD4017引脚图： 555定时器引脚图：松开的记忆，飘落的莫名的尘埃，像起伏的微风，拂过脑海，留下一份情愁。一条街，没有那些人，那些身影，却能来回徘徊穿梭。街，行走时，纵然漫长，漫长，有时只为听一颗流动的心的呓语。沉默，倔强，回望，忘记，记住，一切像断了的弦，有时希望生活简单就好，有时却又莫名的颓废其中。有些路，只能一个人走；有些事，只能一个人去经历。粗读加缪、萨特的存在主义，它告诉我，人就是非理性的存在。光秃秃的枝桠、清寂的清晨、流动的阳光，飘落于心，或快意，或寂寥，映照心境，然而，有时却只属于那一刻。总之，一

11、切只是心情。人生的画面一幅幅地剪辑，最后拼凑出的是一张五彩斑斓的水彩画，有艳丽的火红色，凝重的墨黑以及一抹忧郁的天蓝色。人的记忆很奇特，那些曾经的过往，就像一幅幅的背景图，只有一个瞬间，却没有以前或以后。比如，只能记得某个瞬间的微笑，只能在记忆的痕迹寻觅某时刻骑着单车穿过路口拐角的瞬间，却都不知晓为何微笑，为何穿过街角。一切，有时荒诞得像一场莫名情景剧。然而，这就是生活。曾经的梦，曾经的痛，曾经的歌，曾经的热情相拥，曾经的璀璨星空。也许，多年以后，再也见不到的那些人，和着记忆的碎片飘荡而来，曾经伴着我们走过春华秋实。天空蔚蓝，杜鹃纷飞，飞过季节，曾经萍水相逢，欢聚一堂，蓦然回首，唯歌声飘留。让

12、人忆起米拉波桥里的诗句：夜幕降临，钟声悠悠，时光已逝，唯我独留。人在天涯，绵绵的思绪随着微风飘浮，从布满礁石的心灵海滩上穿过千山万水，来到游荡的身躯里，刻下一篇篇笺章。而这，或许在多年以后，当再次翻动时，原以为什么都已改变，松开的记忆，飘落的莫名的尘埃，像起伏的微风，拂过脑海，留下一份情愁。一条街，没有那些人，那些身影，却能来回徘徊穿梭。街，行走时，纵然漫长，漫长，有时只为听一颗流动的心的呓语。沉默，倔强，回望，忘记，记住，一切像断了的弦，有时希望生活简单就好，有时却又莫名的颓废其中。有些路，只能一个人走；有些事，只能一个人去经历。粗读加缪、萨特的存在主义，它告诉我，人就是非理性的存在。光秃秃

13、的枝桠、清寂的清晨、流动的阳光，飘落于心，或快意，或寂寥，映照心境，然而，有时却只属于那一刻。总之，一切只是心情。人生的画面一幅幅地剪辑，最后拼凑出的是一张五彩斑斓的水彩画，有艳丽的火红色，凝重的墨黑以及一抹忧郁的天蓝色。人的记忆很奇特，那些曾经的过往，就像一幅幅的背景图，只有一个瞬间，却没有以前或以后。比如，只能记得某个瞬间的微笑，只能在记忆的痕迹寻觅某时刻骑着单车穿过路口拐角的瞬间，却都不知晓为何微笑，为何穿过街角。一切，有时荒诞得像一场莫名情景剧。然而，这就是生活。曾经的梦，曾经的痛，曾经的歌，曾经的热情相拥，曾经的璀璨星空。也许，多年以后，再也见不到的那些人，和着记忆的碎片飘荡而来，曾

14、经伴着我们走过春华秋实。天空蔚蓝，杜鹃纷飞，飞过季节，曾经萍水相逢，欢聚一堂，蓦然回首，唯歌声飘留。让人忆起米拉波桥里的诗句：夜幕降临，钟声悠悠，时光已逝，唯我独留。人在天涯，绵绵的思绪随着微风飘浮，从布满礁石的心灵海滩上穿过千山万水，来到游荡的身躯里，刻下一篇篇笺章。而这，或许在多年以后，当再次翻动时，原以为什么都已改变，松开的记忆，飘落的莫名的尘埃，像起伏的微风，拂过脑海，留下一份情愁。一条街，没有那些人，那些身影，却能来回徘徊穿梭。街，行走时，纵然漫长，漫长，有时只为听一颗流动的心的呓语。沉默，倔强，回望，忘记，记住，一切像断了的弦，有时希望生活简单就好，有时却又莫名的颓废其中。有些路，

15、只能一个人走；有些事，只能一个人去经历。粗读加缪、萨特的存在主义，它告诉我，人就是非理性的存在。光秃秃的枝桠、清寂的清晨、流动的阳光，飘落于心，或快意，或寂寥，映照心境，然而，有时却只属于那一刻。总之，一切只是心情。人生的画面一幅幅地剪辑，最后拼凑出的是一张五彩斑斓的水彩画，有艳丽的火红色，凝重的墨黑以及一抹忧郁的天蓝色。人的记忆很奇特，那些曾经的过往，就像一幅幅的背景图，只有一个瞬间，却没有以前或以后。比如，只能记得某个瞬间的微笑，只能在记忆的痕迹寻觅某时刻骑着单车穿过路口拐角的瞬间，却都不知晓为何微笑，为何穿过街角。一切，有时荒诞得像一场莫名情景剧。然而，这就是生活。曾经的梦，曾经的痛，曾

16、经的歌，曾经的热情相拥，曾经的璀璨星空。也许，多年以后，再也见不到的那些人，和着记忆的碎片飘荡而来，曾经伴着我们走过春华秋实。天空蔚蓝，杜鹃纷飞，飞过季节，曾经萍水相逢，欢聚一堂，蓦然回首，唯歌声飘留。让人忆起米拉波桥里的诗句：夜幕降临，钟声悠悠，时光已逝，唯我独留。人在天涯，绵绵的思绪随着微风飘浮，从布满礁石的心灵海滩上穿过千山万水，来到游荡的身躯里，刻下一篇篇笺章。而这，或许在多年以后，当再次翻动时，原以为什么都已改变，松开的记忆，飘落的莫名的尘埃，像起伏的微风，拂过脑海，留下一份情愁。一条街，没有那些人，那些身影，却能来回徘徊穿梭。街，行走时，纵然漫长，漫长，有时只为听一颗流动的心的呓语

17、。沉默，倔强，回望，忘记，记住，一切像断了的弦，有时希望生活简单就好，有时却又莫名的颓废其中。有些路，只能一个人走；有些事，只能一个人去经历。粗读加缪、萨特的存在主义，它告诉我，人就是非理性的存在。光秃秃的枝桠、清寂的清晨、流动的阳光，飘落于心，或快意，或寂寥，映照心境，然而，有时却只属于那一刻。总之，一切只是心情。人生的画面一幅幅地剪辑，最后拼凑出的是一张五彩斑斓的水彩画，有艳丽的火红色，凝重的墨黑以及一抹忧郁的天蓝色。人的记忆很奇特，那些曾经的过往，就像一幅幅的背景图，只有一个瞬间，却没有以前或以后。比如，只能记得某个瞬间的微笑，只能在记忆的痕迹寻觅某时刻骑着单车穿过路口拐角的瞬间，却都不

18、知晓为何微笑，为何穿过街角。一切，有时荒诞得像一场莫名情景剧。然而，这就是生活。曾经的梦，曾经的痛，曾经的歌，曾经的热情相拥，曾经的璀璨星空。也许，多年以后，再也见不到的那些人，和着记忆的碎片飘荡而来，曾经伴着我们走过春华秋实。天空蔚蓝，杜鹃纷飞，飞过季节，曾经萍水相逢，欢聚一堂，蓦然回首，唯歌声飘留。让人忆起米拉波桥里的诗句：夜幕降临，钟声悠悠，时光已逝，唯我独留。人在天涯，绵绵的思绪随着微风飘浮，从布满礁石的心灵海滩上穿过千山万水，来到游荡的身躯里，刻下一篇篇笺章。而这，或许在多年以后，当再次翻动时，原以为什么都已改变，若能觅得一方喜欢的山水，在空旷的风里，种上淡暖如许，清欢如许。我愿用无

19、尘的诗句，沾染些许晨露，轻叩那些老去的时光，让曾经的你我，重走一遍依旧开满鲜花的小径。时光里的我们，不说话。只是凝望着彼此旧时的模样，任凭花落清溪，任凭日暮烟霞。陌上的时光，匆匆如流。指尖，一直贪恋着世间所有的暖香。而那些没有着落过往，早已随风而散。往事已旧，一切，终会在念与不念，忘与不忘之间，莞尔一笑，变得风轻云淡。岁月的风，就这样翩跹而过。还好，总有一些不离不弃的相伴，安暖着岁月的荣辱沧桑。然后，在玲珑的小字里尘埃落定。珍惜着，不早也不晚的缘分。愿你永远在我文字的四季，可以与那些草木葳蕤的深情一样，青青又青青。纵使某天，错过了所有，只剩下一个人忧伤，也不要怪罪时光。时光里那些牵过的手，给错

20、的爱，都是情不由衷。开始与结束，一样美丽。我们应该，原谅时光，记住爱！那些过往里的施与舍，恩与惠，何必计较太多。我们在山水间喂养清风，在草木间描摹明月，云淡风轻一天又一天。任凭年华一去不返，依旧无怨无悔，不负岁月，不负时光。那些风花雪月的重逢与离别，终将陨落在时光深处，被过往的烟尘一一覆盖。当时光里，那些被岁月漂白的光阴，再回首时，风住尘香，缘已渺渺，我们也不必遗憾。苍茫处，风景依旧，繁华笙歌，人事无恙。那些散落在流年深处的芬芳，也是依旧静美如初，相宜静好。不如，安静着，于寂寂红尘中，为自己开一扇般若门，将一切浮云过往都放逐在红尘之外，只留一颗琉璃心，只守一池为我而开的莲荷，一粥一饭，一笔一墨

21、，闲渡流年。未来的路，那么远。从未想过会遇见谁，也从未想过会错过谁。今朝，一壶浊酒，一扑流萤，几许明媚，几许嫣然，我依然是那个朴素的琉璃女子。不敷衍，不趋势，简单的行走，简单的生活，简单的爱与被爱。当时光里，那些被光阴漂白的过往，再回首时，风住尘香，缘已渺渺，我们也不必遗憾。苍茫处，风景依旧，繁华笙歌，人事无恙。那些散落在流年深处的芬芳，也是依旧静美如初，相宜静好。若是，光阴辞去旧年，初心不改。我依然愿意，在心里种半亩花田，在文字里养一个春天。这样，无论你来不来，在不在，我都一样安静的开落。那样，你偶尔回眸，看到的风景，都是春天般，含着香，透着暖。喜欢让心在那一刻，静如菩提明镜。那么，且许我一

22、程走旧的岁月，温一壶经年的雨水，煮一段曾经的往事，不提花开，不说花落。就让那所有的喜怒哀乐，淡暖清欢，如茶般，氤氲出缕缕清香。而你我，亦愈来愈通透，有了茶的芬芳，即使喝到无味，亦有一股回甘，令人回味留恋。桃花酿酒，醉了光阴。春水煎茶，赴了风雅。我人生四季，永远是那一抹剔透的琉璃色，不必虚张，不必声势，只做安静的自己，善待生命里遇见的一切，感恩并珍重，且温柔的对待。若有一天，我们隔着茫茫人海，穿过人流车流，你是否会一眼将我认出，并且微笑着喊出我的名字。若有一天，经年的路口，人烟渺渺。你是否会收集所有花香，用思念为我铺一条洒满落花的小路。那些失落的前尘往事，你是否愿意陪我一一捡拾，然后一起装帧成流

23、年里最美的那一册画卷。人生云水一梦，寻一份清幽，养一颗禅心。那些迎面而来的风景，让我们微笑着迎接，并且一一纳入流年的画卷。愿世间美好，都是恰逢其时。至于那些聚了又散的人或事，淡记就好。或许，终有一天，心归宁静，从容朴素。那么，我便在南山寻一处清幽。春来，采一壶桃花，酿一壶三生三世。夏来，养一池荷，掬一捧莲子醉清风。秋来，邀一缕秋风，修篱种菊，种下一个人的浮世清欢，种下一些心悦的小情绪。曾经的往事，不提花开，不说花落。就让那所有的喜怒哀乐，淡暖清欢，如茶般，氤氲出缕缕清香。而你我，亦愈来愈通透，有了茶的芬芳，即使喝到无味，亦有一股回甘，令人回味留恋。桃花酿酒，醉了光阴。春水煎茶，赴了风雅。我人生

24、四季，永远是那一抹剔透的琉璃色，不必虚张，不必声势，只做安静的自己，善待生命里遇见的一切，感恩并珍重，且温柔的对待。若有一天，我们隔着茫茫人海，穿过人流车流，你是否会一眼将我认出，并且微笑着喊出我的名字。若有一天，经年的路口，人烟渺渺。你是否会收集所有花香，用思念为我铺一条洒满落花的小路。那些失落的前尘往事，你是否愿意陪我一一捡拾，然后一起装帧成流年里最美的那一册画卷。人生云水一梦，寻一份清幽，养一颗禅心。那些迎面而来的风景，让我们微笑着迎接，并且一一纳入流年的画卷。愿世间美好，都是恰逢其时。至于那些聚了又散的人或事，淡记就好。或许，终有一天，心归宁静，从容朴素。那么，我便在南山寻一处清幽。春来，采一壶桃花，酿一壶三生三世。夏来，养一池荷，掬一捧莲子醉清风。秋来，邀一缕秋风，修篱种菊，种下一个人的浮世清欢，种下一些心悦的小情绪。冬来，红泥小炉煮一杯绿蚁酒，邀月，邀你，浅酌，微醺，共守流年。