不指导规则循环彩灯.doc

课 程 设 计 说 明 书

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题 目:
1 方波器制作

2 不规则变速循环彩灯制作

3声控延时夜灯制作和调试

指引教师：

12月22日

目录

第1章 方波发生器制作 3
1.1 设计任务 3
1.2 系统总体设计方案 3
1.3系统分析与设计 4
1.4 总电路图、元器件清单、仪器仪表清单 4
1.5 系统调试与测量参数及误差分析 5
1.6 改进意见与收获体会 5
第2章 不规则变速循环彩灯制作 6
2.1 设计任务 6
2.2 总体设计方案 6
2.3 电路分析与设计 7
2.4 总电路图、元器件清单、仪器仪表清单 8
2.5 系统安装、调试与参数测量 10
2.6 改进意见与收获体会 10
第3章 声控延时夜灯制作与调试 11
3.1设计任务 11
3.2 总体设计方案 11
3.3 电路分析与设计 12
3.4总电路图、元器件清单、仪器仪表清单 13
3.5 系统安装、调试与测量参数 14
3.6 改进意见与收获体会 14
重要参照文献: 14

第1章 方波发生器制作

1.1 设计任务
设计一种简易方波发生器。在给定适当电源状态下运用有关器件制作一电路使该电路能输出一定频率方波。当输出端接示波器，可观测并计算出所产生方波波形及频率。
1.2 系统总体设计方案

依照有关资料查找，运用74LS00及电容电阻设计一种方波发生电路。

图1-1 方波发生器电路图
电路工作原理为：该引脚图表达74LS00为“四2输入与非门”，内部有四个两输入与非门。A、B为输入端，Y为输出端，其共用电源端为（14脚）接地端为GND（7脚）。
当给5脚输入高电平，空脚4输入低电平，通过74LS00输出高电平，对电容C1进行充电，示波器上显示信号在Y轴正半某些。
当电容C1充电结束后，C1继续放电，当放电结束后，C1处相称于断开。2脚接地，输出低电平。空脚1输入高电平，通过74LS00输出高电平，对电容C2进行充电，此时4脚输入高电平。空脚5也输入高电平，经74LS00后输出电平。即输出为低电平，在示波器显示信号为Y轴负半某些。C2充电结束后断开，重复第一过程。从此重复产生稳定方波
1.3系统分析与设计
1.4 总电路图、元器件清单、仪器仪表清单

图1.3 总电路图
元器件清单如表1—1所示：
表1—1 元器件清单

元器件名称
个数
74LS00
2
电阻
2
电容
2

仪器仪表清单如1—2所示：

表1—2 仪器仪表清单
仪器仪表名称
个数
万用电路板
1
万用表
1
电烙铁
1
焊芯
1
电工钳
1
导线
若干

1.5 系统调试与测量参数及误差分析
1.5.1 电路连接
电路连接环节为：
（1）依照设计规定，画实验电路图；
（2）依照实验电路图，画出实物位置电路线路，并印制装配图；
（3）运用仿真软件对系统进行仿真；
（4）准备电烙铁，预热，摆放好材料；
（5）依照电路图进行焊接，布线，注意器件正负极；
（6）认真检查焊接与否对的，用万用表检测所焊某些通电状况与否正常；
（7）测试与否成功。
1.5.2实验调试成果
实验测试成果为：将输出端接正弦波发生器，输出端接示波器。通过调节在示波器上可观测到方波。

1.6 改进意见与收获体会
通过这次课程设计，让我体会到只有理论知识是远远不够，在实践时，总会浮现各种各样问题。特别在调试过程中，会遇到各种各样困难，咱们仔细认真重复检查电路与否有连错或浮现短路、焊接不牢地方。总来说，电路图较简朴，调试过程较复杂。让我理解了团队合伙重要性与必要性。

第2章 不规则变速循环彩灯制作
2.1 设计任务
运用两组不规则周期发生器4069和CD4017彩灯和有关器件制作一组可以变速并且每一次变速都是不规则彩灯电路。
2.2 总体设计方案
（1） 参照电路图如下：

图2-1 不规则循环彩灯电路图
（2）电路工作原理：
它是由不规则周期脉冲发生器和CD4017彩灯电路构成。CD4017是一块能产生序列脉冲CMOS计数/分派器。它有2个时钟端：CP端是上升沿触发计数端（=0。当=1，则输出状态保持不变）、端是下降沿触发计数端（CP=1。当CP=0，则输出状态保持不变）；
CR为其异步清0端，加高电平时，无论、CP为什么值，只有Y0输出为高电平；在时钟信号作用下，Y0~Y9依次输出为正脉冲。不规则周期脉冲发生器（由CD4069构成）采用两个脉冲信号发生器分别输出频率不同两路脉冲信号，再由一种或门电路把它们合成为一种不规则周期脉冲信号；用这个不规则 脉冲信号作为CD4017彩灯电路计数脉冲，就可以使彩灯循环变化速度忽快忽慢，多路彩灯每一路灯光发光时间也变得各不相似。通过度别调节两个脉冲信号发生器频率，可以变化不规则周期脉冲信号变化规律。
2.3 电路分析与设计
2.3.1 CD4069
CMOS反相器

图2.2为CD4069引脚图

CD4069工作是，引脚7接地，CD4069为惯用CMOS集成门电路为六反相器。CMOS集成门电路完毕功能为CMOS反相器基本电路如图2—2所示。为驱动管，又称输入管，为负载管，两管栅极连在一起作输入端，漏极连在一起作输出端。规定＞，且。
2.3.2 CD4017引脚图

图2.3 CD4017引脚图
十进制计数／分频器CD4017，其内部由计数器及译码器两某些构成，由译码输出实现对脉冲信号分派，整个输出时序就是O0、O1、O2、…、O9依次浮现与时钟同步高电平，宽度等于时钟周期。
CD4017有10个输出端（O0～O9）和1个进位输出端～O5-9。每输入10个计数脉冲，～O5-9就可得到1个进位正脉冲，该进位输出信号可作为下一级时钟信号。
CD4017有3个控制（MR、CP0和~CP1），MR为清零端，当在MR端上加高电平或正脉冲时其输出O0为高电平，别的输出端（O1～O9）均为低电平。CP0和～CPl是2个时钟输入端，若要用上升沿来计数，则信号由CP0端输入；若要用下降沿来计数，则信号由～CPl端输入。设立2个时钟输入端，级联时比较以便，可驱动更多二极管发光。
由此可见，当CD4017有持续脉冲输入时，其相应输出端依次变为高电平状态，故可直接用作顺序脉冲发生器。
1.工作原理
当输入时，＜，截止，＞，导通，输出。
当输入时，＞，导通，＜，截止，因此输出。
2.3.2 发光二极管
发光二极管是由Ⅲ-Ⅳ族化合物，如GaAs（砷化镓）、GaP（磷化镓）、GaAsP（磷砷化镓）等半导体制成，其核心是PN结。因而它具备普通P-N结I-N特性，即正向导通，反向截止、击穿特性。此外，在一定条件下，它还具备发光特性。在正向电压下，电子由N区注入P区，空穴由P区注入N区。进入对方区域少数载流子（少子）一某些与多数载流子（多子）复合而发光
2.4 总电路图、元器件清单、仪器仪表清单

图2.4 总电路图
2.4.1 元器件清单
表2—1 元器件清单
元器件名称
个数
CD4069芯片
1
CD4017芯片
1
电阻
13
二极管
2
发光二极管
10

表2-2 仪器仪表清单
仪器仪表名称
个数
万用电路板
1
万用表
1
电烙铁
1
焊芯
1
电工钳
1
导线
若干
2.5 系统安装、调试与参数测量
2.5.1电路连接
系统安装环节为：
（1）依照设计规定，画出实验电路图；
（2）依照实验电路图，画出实物位置电路线路图和印制装配图；
（3）运用仿真软件对系统进行仿真；
（4）准备电烙铁，预热，摆放好材料；
（5）依照电路图进行焊接，布线，注意器件正负极连接与否对的；
（6）认真检查焊接与否对的，用万用表检测所焊某些通电状况与否正常；
（7）测试与否成功
2.5.2 实验调试成果
实验测试成果为：接入恰当电源后发现彩灯工作状况满足实验要
求，因此调试成果成功。

2.6 改进意见与收获体会
通过这次课程设计，使我加深了对各零器件理解与结识，理解了CD4069和CD4017这两个电子芯片工作原理及有关知识，尚有对电路调试，对循环彩灯工作原理有了更深理解。加强了动手能力。让我真正学会了将理论知识应用于实践.

第3章 声控延时夜灯制作与调试
3.1设计任务
设计一种声控延时夜灯器。详细规定如下：
（1）电路通过对声强感应和检测解决，来控制照明灯亮灭。
（2）电路在照明灯点亮t秒后自动关断，并且时间t可以手动调节。
（3）依照电路图设计印制电路板，并进行组装与调试，印制电路 板安装工艺应符合原则规定。
3.2 总体设计方案
依照实验规定和器材实际，运用555定期器 7805芯片构造声控延迟夜灯，按照电路图连接实验所需电路。

图3.1声控延时夜灯电路图

3.3 电路分析与设计
3.3.1 NE555引脚图

图3.2 NE555引脚图

本电路使用一块时基电路NE555，其高电平触发端6脚和低电平触发端2脚相连，构成施密特触发器，当加在2脚和6脚上电压超2/3VCC时，3脚输出低电平，当加在2脚和6脚上电压低于1/3VCC时，3脚输出高电平。
3.3.2 电路工作原理：
当有声波传入驻极话筒MIC时，MIC将声波转变成交变电压信号通过电容C1偶合到三极管Q1上，通过Q1、Q2两级电压放大后将交变信号送到IC1低出触发端2脚，信号负半周使电路翻转，TC1由稳态进入暂态，即TC1被置位，3脚输出高电平使双向可硅V1导通，从而使灯泡DP发光；与此同步接在IC1内部7脚、1脚间三极管C、E极间呈高阻状态，直流电源通过R5向电容C2充电。大概通过t=1.1R5*C2时间，C2两端电压（即6脚电位）上升到2/3电源电压，IC1又被复位，暂态结束电路回到稳态灯泡DP熄灭、电容C2贮存电荷通过IC1内部三极管放电，为下次开灯作准备。直流电源由220V交流电通过C3、D2降压、D1半波整流和C4滤波后得到。R7是为C3提供放电回路，以避免维修线路板时受到电击，变化R5阻值可变化灯亮持续时间

3.4总电路图、元器件清单、仪器仪表清单

图3.3总电路图

3.4.1元器件清单
元器件名称
个数
NE555芯片
1
IN4007
1
MIC
1
电容
4
电阻
7
三极管
2
小灯泡
1
7805
1

3.4.2仪器仪表清单
仪器仪表名称
个数
万用电路板
1
万用表
1
电烙铁
1
焊芯
1
电工钳
1
导线
若干

3.5 系统安装、调试与测量参数
3.5.1 电路连接环节为
（1）依照设计规定，画出电路图；
（2）印制电路板装配图并进行成形解决；
（3）用万用表检测电源端与接地之间阻值；
（4）按照声控延时夜灯印制装配图进行安装；
（5）焊接；
（6）认真检测焊接与否正常，万用表测所焊某些；
测试与否成功。
3.5.2 实验调试成果
当在驻极话筒处喊一声，声控延时夜灯立即亮了起来，并持续一段时间后熄灭。重复调试几遍成果同样，因此调试成果成功。

3.6 改进意见与收获体会
运用电子计数器原理实现延时功能。 延时电路可以以为就是一种计数器，对于由硬件构成定期器，普通是用变化R、C元件值控制定期，555定期器其效率较高，但灵活性，通用性较差；而由软件构成定期器是用执行一段程序来实现定期，其灵活性通用性较高，但效率较差；故当前设计定期器普通都是采用软硬相结合办法集两者之长通过编程设定不同延时常数，而由硬件控制定期过程，其效率和灵活性都得到了较大提高。

这次课程设计让我不止学到了理论知识，更在实际操作方面有所提高。更深切体会到团队合伙重要性和必要性。对电路调试以及器件理解更加深刻。

重要参照文献：
1.《模仿电子技术基本》 韩学军 中华人民共和国电力出版社
2.《电子技术基本（模仿某些）》 康花光 陈大钦 高等教诲出版社
3.《电子技术应用实验教程》 电子技术应用实验室 电子科技大学出版社
4.《电子技术》 董尔令 科学出版社