课程设计报告(彩灯控制器).docx

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1、西安文理学院机械电子工程系课程设计报告专业班级电子信息工程1班课程数字电子技术题目彩灯把握器学号学生姓名指导教师2023 年 1 月5西安文理学院机械电子工程系课程设计任务书学生姓名专业班级学号指导教师职称教授教研室课程数字电子技术题目彩灯把握器任务与要求1. 把握NE555 定时器的原理及使用方法。2. 学习 74LS138 译码器的使用方法。3. 把握CD4040 计数器的使用方法。4. 依据设计图连好电路，实现所需功能。5. 攥写课程设计报告开头日期 2023 年 12 月 28 日完成日期2023 年 1 月 8 日2023 年 1 月 8 日名目设计目的1设计任务和要求1总体设计方案

2、2功能模块设计与分析5电路的安装与调试8试验仪器及元器件清单11心得体会10附录一 系统电路图9一、设计目的用 CD4040 芯片、LS138 芯片、NE555 芯片完成彩灯把握器。二、设计要求和任务通过循序渐进地独立完成数字电路的设计任务，加深对理论学问的理解，有效地提高了动手力气，独立分析问题、解决问题力气，协调力气和制造性思维力气。重点提高在数字电路应用方面的实践技能，树立严谨的科学作风，培育综合运用理论学问解决实际问题的力气。通过电路的设计、安装、调试、整理资料等环节，初步把握工程设计方法和组织实践的根本技能，逐步生疏开展科学实践的程序和方法。根本要求：一把握数字规律电路分析和设计的根

3、本方法1. 依据设计任务和指标，初选电路；2. 通过调查争论、设计计算，确定电路方案；3. 选测元器件，安装电路，独立进展试验，并通过调试改进方案；4. 分析课程设计结果，写出设计报告。二培育确定自学力气和独立分析问题、解决问题力气1. 学会分析、找出解决问题的方法；2. 对设计中遇到的问题，能独立思考，查阅资料，查找答案；3. 把握一些测试电路的根本方法，课程设计中消灭一般故障，能通过“分析、观看、推断、试验、再推断”的根本方法独立解决；4. 能对课程设计结果进展分析和评价。三把握安装、布线、调试等根本技能1. 把握常用的仿真软件，并能够利用仿真软件进展确定的电路调试、改进；2. 把握数字电

4、路布线、调试的根本技巧；3. 稳固常用仪器的正确使用方法。四培育实践力气通过严格的科学训练和工程设计实践，树立严峻认真、一丝不苟、实事求是的科学作风， 并培育团结协作的精神。三.实践原理本实践电路原理如图 3-1 所示，用555 组成多谐振荡器，f=101HZ。由CD4040 经分频后，高三位Q、Q、Q 输出分别接在 74LS138 译码器的C、B、A 三端。每隔t=256/f2.的5s时间。A 变化一次，11109+5V448UD DQUC CAY01K93C PC DYQB111605 5 51 0Q71 1C4LY2Y1610 76240S34S1 103Y415S2 8S3YUS SC

5、 R5Y60.47 0.01 GND每隔约 5S 的时间 B 变化一次每隔 10S 的时间 C 变化一次，从而使其输出端Y0 Y7 驱动的发光二极管呈现挨次循环亮与灭。总电路图设计如下：图 实3-践图7 3彩-1 彩灯灯控把握制电电路路四、功能模块设计与分析1. 时钟脉冲电路：在本电路中信号源由NE555 定时器产生，NE 555 定时器是一种中规模集成电路，外形为双列直插 8 脚构造，体积很小，使用起来便利。只要在外部配上几个适当的阻容元件，就可以构成史密特触发器、单稳态触发器及自激多谐振荡器等脉冲信号产生与变换电路。它在波 形的产生与变换、测量与把握、定时电路、家用电器、电子玩具、电子乐器

6、等方面有广泛的应用。集 成 555 定时器有双极性型和CMOS 型两种产品。一般双极性型产品型号的最终三位数都是555，CMOS 型产品型号的最终四位数都是 7555.它们的规律功能和外部引线排列完全一样。器件电源电压推举为4512V，最大输出电流 200mA 以内，并能与TTL、CMOS 规律电平相兼容。其主要参数见表。555 定时器的内部电路框图及规律符号和管脚排列分别如以下图。84CdR7VDisCQ32555TRD56NTHVcoG1.VCCRdR5 KVcoQVoC1RG1G3Vi1 (TH)R5 KVi2G2(TR)C2QDisSR1Vo ”R5 KT.(a) 555的规律符号VC

7、C8Dis TH76Vco55551234GND TRVoRd图 1555 定时器内部构造(b) 555的引脚排列图.2555 定时器规律符号和引脚.引脚功能： Vi1TH：高电平触发端，简称高触发端，又称阈值端，标志为 TH。 Vi2 TR ：低电平触发端，简称低触发端，标志为TR 。VCO：把握电压端。VO：输出端。 Dis：放电端。Rd ：复位端。13两定时器内含一个由三个阻值一样的电阻 R 组成的分压网络，产生VCC 和VCC 两23个基准电个电压比较器 C1、C2；一个由与非门 G1、G2 组成的根本 RS 触发器低电平触发；放电三极管 T 和输出反相缓冲器 G3。Rd 是复位端，低

8、电平有效。复位后, 根本 RS 触发器的Q 端为 1高电平，经反相缓冲器后，输出为 0低电平。分析图 1 的电路：在555 定时器的 VCC 端和地之间加上电压，并让VCO 悬空，则比较23器 C1 的同相输入端接参考电压VCC，比较器 C2 反相输入端接参考电压VCC ，为了学13习便利，我们规定： 当 TH 端的电压23VCC 时，写为VTH=1，当 TH 端的电压 1 VCC 时，写为VTR=1，当TR 端的电压 1 VCC 时，写为 VTR=0。33 低触发：当输入电压Vi2 1 VCC 且 Vi1 1 VCC 且 Vi1 2 VCC，则VTH=1，比较器C1 输出为低电平，无论C2

9、输出何种电平，根本 RS 触发器因R =0，使Q 1，经输出反相缓冲器后，VO0；T 导通。这时称 555 定时器“高触发”。555 定时器的“低触发”、“高触发”和“保持”三种根本状态和进入状态的条件即VTH、VTR 的“0”、“1”必需牢牢把握。表 2555 定时器把握功能表VCO 为把握电压端，在 VCO 端参与输入THTR输 出dRVODis电压，可转变两比较器C1、C2 的参考电压。正常工作时，要在 VCO 和地之 2 3 VCCLL导通 13 VCCHH截止间接 001F电容量标记为 103V23CC1V3CCH不变不变HL导通电容。放电管 Tl 的输出端 Dis 为集电极开路输出

10、。555 定时器的把握功能说明见表 2。基于 NE555 的功能特点,本设计中所用的电路图图所示：NE555 多谢振荡器如下相关参数计算：Q=7故得到：=又由 T=T1+T2=(+2)故 T=(+2) C本试验中 R1=R2=16K2. CD4040 功能引脚：使用二进制集成电路可制作电子电位器。集成电路各脚功能。电位可有挡次，如电压在，每伏有个变化进位挡，每进位上升，电路二进制位位以高位电阻最小。如第位、第位、第位、第位 、第位、第位、第位、第位、第 位、第位、第位、第位，向下按每退位、阻值加倍挨次排列。如排错，或电阻不是倍数，电位的上升值会不均匀， 进到某数值便突然跳变。3.74LS138

11、 功能：74LS138 为 8 线译码器。其主要电特性的典型值如下：74LS138传播延迟时间 22ns 功耗 32mW原理：当一个选通端G1为高电平，另两个选通端/(G2A)和/(G2B)为低电寻常，可将地址端A、B、C的二进制编码在一个对应的输出端以低8电平译出。利用 G1、/(G2A)和/(G2B)可级联扩展成 24 线译码器；假设外接一个反相器还可级联扩展成 32 线译码器。假设将选通端中的一个作为数据输入端时，138 还可作数据安排器。图 1 引脚图图 2 内部规律管脚图引脚功能：A、B、C 译码地址输入端G1 选通端/(G2A)、/(G2B) 选通端低电平有效Y0Y7 译码输出端低

12、电平有效 真值表：9五.试验总结试验刚开头连接完后，每次只亮一个灯，检查电路也无问题，更换元件后也一样，后来觉察是 由于和 NE555 相连的两个电阻阻值太小，导致分频周期太长，观看不到所需试验结果。后换成16K 的两个电阻后，功能圆满实现。心得与体会通过这次课程设计，我深刻生疏到了“理论联系实际”的这句话的重要性与真实性。而且通过对此课程的设计，我不但知道了以前不知道的理论学问，而且也稳固了以前知道的学问。最重要的是在实践中理解了书本上的学问，明白了学以致用的真谛。也明白教师为什么要求我们做好这个课程设计的缘由。他是为了教会我们如何运用所学的学问去解决实际的问题，提高我们的动手力气。在整个设

13、计到电路的插线以及调试过程中，我个人感觉调试局部是最难的，由于你理论计算的值在实际当中并不愿定是最正确参数，我们必需通过观看效果来转变参数的数值以期到达最好。而参数的调试是一个阅历的积存过程，没有阅历是不行能在短时间内将其完成的，而这个可能也是教师要求我们加以提高的一个重要方面吧！对于我来说，收获最大的是方法和力气；那些分析和解决问题的力气。在整个课程设计的过程中，我觉察我们学生在阅历方面格外缺乏，空有理论学问，没有理性的学问；有10些东西可能与实际脱节。总体来说，我觉得像课程设计这种类型的作业对我们的帮助还是很大的，它需要我们将学过的相关学问系统地联系起来，从中暴露出自身的缺乏，以待改进！本次的课程设计，培育了我数字电路，模拟电路设计课程及其他课程的理论学问和理论联系实际，应用生产实际学问解决工程实际问题的力气；在设计的过程中还培育出了我们的团队精神，同学们共同协作，解决了很多个人无法解决的问题；在今后的学习过程中我们会更加努力和团结本次试验所需元器件清单：名称规格数量(个)定时器NE555 定时芯片1译码器74LS1381集成芯片CD40401瓷片电容0.01u1瓷片电容0.471电阻16K2电阻1K1发光二极管LED8直流稳压电源 +5V1面包板1万用表导线 剥线钳1假设干111