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1、循环彩灯赣南师院物理与电子信息学院数字电路课程设计报告书姓名： 李婷 班级： 电子科学与技术 学号： 110803025 时间：2013年 3 月 12 日 论文题目七彩循环灯课程论文要 求设计一七彩循环灯，实现以下功能：1.随着时钟脉冲的输入使相应的10个发光二极管依次逐个点亮2.每个灯亮的时间为1秒。设计过程1. 设计简介七彩循环装饰灯可广泛用于宾馆、饭店、酒吧、商店橱窗、家庭装饰和广告制作等场所，它能按主人意愿或快或慢地循环发出红、绿、黄、蓝、紫、青、白七色光；也可停留在主人所喜爱的某一颜色上不变化，形成一个彩色气氛，给人以梦幻般的享受。它通过巧妙构思与创作，可以做到广告、彩灯等作品色彩

2、鲜艳，富有创意，变化形式丰富，起着宣传和美化环境的作用，营造文明亮丽氛围。本设计即试图利用简单的数字集成器件完成七彩序循环灯控制器的设计。数字电子技术已经广泛地应用于计算机，自动控制，电子测量仪表，电视，雷达，通信等各个领域。例如在现代测量技术中，数字测量仪表不仅比模拟测量仪表精度高，功能高，而且容易实现测量的自动化和智能化。随着集成技术的发展，尤其是中，大规模和超大规模集成电路的发展，数字电子技术的应用范围将会更广泛地渗透到国民经济的各个部门，并将产生越来越深刻的影响。随着现代社会的电子科技的迅速发展，要求我们要理论联系实际，数字电子逻辑课程设计的进行使我们有了这个非常关键的机会。 每逢节日

3、晚上都能看到街道旁都挂起五彩缤纷彩灯，给人一种节日的气氛。然而，彩灯作为我们生活中的一部分，我们既要知道其然，还要知其之所以然。因此，我们有必要去研究彩灯的工作原理。 数字电子技术课程设计也是培养学生综合运用所学知识，发现、提出、分析和解决实际问题，锻炼实践能力的重要环节，是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程。2.设计整体思路2.1设计目的2.1.1 了解并掌握电路的一般设计方法，具备初步的独立设计能力。2.1.2 熟悉七彩循环装饰灯控制器工作原理、电路的组成。 2.1.3 熟悉CD4017、整流、滤波电路的的组成、工作原理、特点及用途。2.1.4 .掌握触发器、计数器的工作原理、使用方法

4、、特点、用途。 2.1.5 学习EWB或其他仿真软件。 2.2 方案设计在实际学习和工作中，能够实现上述设计任务要求的电路形式或方案有很多，但是由于我们学习的知识有限性，又只能局限于数字电路和模拟电路两种来实现，考虑到循环彩灯控制器对频率的要求不高，以及数字电子的简易性，所选择了数字电子来实现这个实验的功能方案一. 图1.系统框图 图2.方案一设计图 方案二 图3.系统框图 图4.方案二设计图由振荡器产生触发，再由数控分频器系统将触发脉冲进行分频，产生不同频率的脉冲，作为顺序脉冲发生器的输入脉冲，当输入脉冲的频率变化时顺序脉冲发生器产生的顺序脉冲也会有不同的频率，从而达到控制彩灯循环时间的目的

5、。产生顺序脉冲后将它加到彩灯循环系统上，使彩灯系统产生简单的循环变化的效综上所述，方案一简便，方案二复杂，所以选择方案一进行设计。3.实验电路原理图3.1系统框图 图5.系统框图3.2实验总原理图 图6.总原理图3.3电路各部分介绍3.3.1十进制计数器分配器4017集成电路它是由计数器和译码器两部分组成。它有3个输入端：复位端CLK、时钟端RST和ENA。有10个译码输出端：Q0Q9。在复位状态下，只有Q0输出高电平“1”状态，其它输出端为低电平“0”状态。当有脉冲输入时，输出端依次变为高电平“1”状态，Q0端变为低电平“0”。另外，电路还设有进位端C0可作为连接时使用。3.3.2振荡器由I

6、C1六反相器集成电路4069的两个门组成。其震荡频率由R2和C1决定。振荡器产生的脉冲信号送至IC2十进制计数器分配器集成电路4017的脉冲输入端CLK（14脚），使计数器计数。随着时钟脉冲的输入，4017的输出端Q0Q9依次变为高电平“1”状态，使相应的10个发光二极管依次逐个点亮。彩灯的循环速度由R2和C1的取值所决定。电路中的电阻R3为发光二极管D1D10的限流电阻。3.4 组成芯片介绍3.4.1 CD4017图7.集成块CD4017 图8.CD4017真值表 CD4017 是5 位Johnson 计数器，具有10 个译码输出端，CP、CR、INH 输入端。时钟输入端的斯密特触发器具有脉

7、冲整形功能，对输入时钟脉冲上升和下降时间无限制。INH 为低电平时，计数器在时钟上升沿计数；反之，计数功能无效。CR 为高电平时，计数器清零。Johnson 计数器，提供了快速操作、2 输入译码选通和无毛刺译码输出。防锁选通，保证了正确的计数顺序。译码输出一般为低电平，只有在对应时钟周期内保持高电平。在每10 个时钟输入周期CO 信号完成一次进位，并用作多级计数链的下级脉动时钟。CD4017 提供了16 引线多层陶瓷双列直插(D)、熔封陶瓷双列直插(J)、塑料双列直插(P)和陶瓷片状载体(C)4 种封装形式。电源电压范围：3V-15V，输入电压范围：0V-VDD。工作温度范围M 类：55-12

8、5，E 类：40-85CO：进位脉冲输出CP：时钟输入端CR：清除端INH：禁止端Q0-Q9 计数脉冲输出端VDD：正电源VSS：地3.4.2 74ls0474LS04是6非门(反相器)他的工作电压5V，他的内部含有6个coms反相器，74LS04的作用就是反相把1变成0 图9.74LS04管脚图4.原件清单 类型 名称个数 电阻 150K 1 20K 1 470K 1电容 1uF 1 100uF 1六反相器 74LS04 1集成电路 CD4017 1LED发光二极管 10万能板 15.实验体会参考本次的课程设计让我受益匪浅。首先，我们平时学习的都是书本上纯理论的知识，没有结合实际来运用所学的

9、知识。而这次课程设计很多都要用到数电的知识，比如CD4017和74LS04都是数子电子技术教材里面重点讲解的电路图，在计算整流电路二极管参数时所运用的是模电里的知识。可能在学理论知识时对这些原理还了解得不深刻，通过这次课程设计，让我对这些知识能够运用自如了；其次，此次设计也锻炼了我们分析问题和解决问题的能力。开始选择七彩灯这个题目的原因是觉得它很简单，可是接下来的电路设计和仿真遇到了很多问题，用Mulitism仿真时，一开始就找不到电路元件，于是上网查找方法还有就是问同学，逐渐把所有的元件都找齐了。电路图连接好时，灯泡却不是按预想的亮灭，经过一步一步的分析，发现是所选的滤波电容取值太小，改变参

10、数后灯泡的亮灭就变得正常了。最后，这次设计的题目是七彩灯，七彩灯在生活中运用是十分广泛的，使我们感到可以把所学的知识运用与实际生活中，激发了我们学习的热情文件6.参考文献1 1、阎石.数字电子技术基础.北京,高等教育出版社.2004.4 2.李海.74系列芯片手册.重庆大学出版社.1999.93.谢自美.电子线路设计、实验、测试.华中理工大学出版社.2003.4.张庆双.电子元器件的选用与检测.机械工业出版社.2003.5.思忠.数子电路实验与课程设计.哈尔滨工业大学出版社.2001.6.陈大钦.电子技术基础实验.北京,高等教育出版社.2003.47。康华光.电子技术基础.数字部分（第四版）.

11、高等教育出版社.2003.38.陈永甫.555集成电路应用800例.北京,电子工业出版社.1992.9、吴培生.电子元器件检测入门.北京,机械工业出版社.2004.17.电路板实物图 图10.背面 图11 正面赣南师范学院2012-2013学年第二学期数字电路课程设计 专业：电子科学与技术 班级： 11电子 学号：110803025 姓名：李婷课题名称七彩循环灯设计任务与要求设计一七彩循环灯，实现以下功能：随着时钟脉冲的输入使相应的10个发光二极管依次逐个点亮设计报告成绩评分标准：有合理的方案设计和论证、电路参数的计算、总原理图和清单。（0-20分）电路板制作、调试规范，有详细制作和调试过程。（0-10分）电路板测试合理，对性能指标测试数据完整，正确；进行数据处理规范，进行了数据分析。（0-15分）对课程设计进行了总结，有体会，并能提出设计的改进、建设性意见。 （0-5分）设计报告成绩：电子作品成绩评分标准：电路正确，能完成设计要求提出的基本功能。（0-30分）电路板焊接工艺规范，焊点均匀，布局合理。（0-20分） 电子作品成绩：课程设计成绩 总成绩：指导教师：