电子技术课程设计.docx
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电子技术课程设计
电子技术课程设计
—彩灯控制电路
专业班级：
学生学号：
学生姓名：
指导教师：
电气工程与自动化学院
目录
一、摘要……………………………………………………3
二、数字部分（彩灯控制电路设计）…………………4
2.1设计任务与要求……………………………………………4
2.2电路原理及框图阐述………………………………………4
2.3总原理图及元器件清单……………………………………5
2.4性能测试与分析……………………………………………7
三、模拟部分（稳压电源）…………………………8
3.1设计任务与要求……………………………………………8
3.2硬件原理及单元电路分析…………………………………8
3.3总原理图及元器件清单……………………………………9
3.4软硬件调试…………………………………………………10
3.5性能测试与分析……………………………………………12
四、课程设计心得体会………………………………………13
五、参考文献……………………………………………………14
摘要
本文从研究单元电路出发，结合要求设计出使用简单易行的彩灯电路，以理论联系实际为基础，突出电子设计的实用性。
其中以NE555和CD4017为基础，用发光二级管来显示，做成不同的图案，以达到绚丽的效果，它在晚会和灯光布置也可以收到很好的妙用。
具有较广的实用价值。
关键词：
NE555，CD4017，发光二级管
二、数字部分（彩灯控制电路设计）
2.1设计任务与要求
1.设计一个电路，利用不同颜色的二极管实现彩灯功能
2.电路接通电源后可以实现自动闪烁的功能
2.2电路原理及框图阐述
电路主要有NE555和CD4017构成，另外需要用到不同颜色的发光二极管。
2.2．1NE555主要构成时钟信号电路，其特点是：
1.只需简单的电阻器、电容器，即可完成特定的振荡延时作用。
其延时范围极广，可由几微秒至几小时之久。
2.它的操作电源范围极大，可与TTL，CMOS等逻辑电路配合，也就是它的输出电平及输入触发电平，均能与这些系列逻辑电路的高、低电平匹配。
3.其输出端的供给电流大，可直接推动多种自动控制的负载。
4.它的计时精确度高、温度稳定度佳，且价格便宜。
2.2.2十进制计数／分频器CD4017，其内部由计数器及译码器两部分组成，由译码输出实现对脉冲信号的分配，整个输出时序就是O0、O1、O2、…、O9依次出现与时钟同步的高电平，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的时钟信号。
CD4017有3个输入（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，其余输出端（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。
由此可见，当CD4017有连续脉冲输入时，其对应的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。
CD4027管脚图
2.3总原理图及元器件清单
2.3.1该彩灯总的原理图如下：
2.3.2元器件清单如下：
序号
名称
规格
数量
1
十进制计数器
CD4017
1
2
定时器
NE555
1
3
瓷片电容
103
1
4
电阻
10K
2
5
滑线变阻器
20K
1
6
发光二极管
10
7
导线
若干
8
直流5v稳压电源
1
2.4性能测试与分析
2.4．1实物图如下：
分析：
由于各个二极管发光强度随电压的不同而有强弱之分，并且，每种二极管所需电压又不同，还有就是，由于焊接时的误差每一路的电阻又有所不同，导致有些二极管发光强度有些差别。
三、模电部分（稳压电源）
3.1设计任务与要求
1．输入220V交流，通过电路输出1.25V~10V左右的直流电
2．通过改变滑线变阻器的阻值来改变输出的直流电源幅值
3．稳压系数Sr<0.05；
3.2硬件原理及单元电路分析
根据设计要求，采用图3-1所示的线性稳压直流电源方案。
要求设计电源有降压、整流、滤波、稳压4个部分组成。
图3-1直流稳压电源
第一部分：
降压，输入220V，经过变压器输出9V。
第二部分：
整流，通过二极管桥路使交流整流成半波。
第三部分：
滤波，通过大小电容高通滤波、低通滤波。
第四部分：
稳压，稳压管317稳压，在经过电容输出。
3.3总原理图及元器件清单
1．总原理图：
图3-2稳压电源仿真图即原理图
2．元件清单
序号
名称
规格
数量
1
稳压管
LM317
1
4
电阻
1K
2
5
滑线变阻器
20K
1
6
二极管
4001
4
7
电容
220uf
4
7
导线
若干
8
变压器
1
3.4软硬件调试
用Multisim软件仿真，如图3-2所示。
在输入端加220V的交流电源，在桥路和输出两端用模拟示波器测器波形如图3-4所示，得到稳定的直流电压（红线）。
图3-3
图3-4模拟示波器输出波形
图3-5模拟万用表显示的最低输出电压
图3-6模拟万用表显示的最大输出电压
3.5性能测试与分析
图3-7为实物连接图，完成后用示波器调试输出波形，为一恒定的直线。
由图3-3和图3-4比较可得，电压达到想要的值需要一个上升的过程。
由图3-5和图3-6可得最低输出1.233v,最高输出8.191v
图3-7实物连接图1
四、课程设计心得体会
这次课程设计在我们开来，处在一个非常时期，一方面有实验课，另一方面，我们又面临来之数电模电的考试，需要做好大量的准备工作，因此，刚开始我们就信心满满，但是又急切的去上网查质料。
首先，我和同学确定了做彩灯的决定，然后开始模拟仿真。
但是，原原本本那么连的线居然效果出不来。
这使我们很苦恼。
后来经过分析，我们认识到我们并没有搞懂查到资料连线图的原理。
后来经过多次的模拟仿真，实现了应有的功能。
然后，我们就开始往板子上焊接了，这种活，总是看起来，但是，真要做起来，去并不像想象中的那么简单了。
这说明理论和实践总是存在很大的差异的。
由于是第一次焊板子，刚拿到电烙铁的时候，手总是忍不住的发抖。
焊锡总是焊不到想要焊的地方。
然后，经过多次焊接，自己也慢慢的领悟到焊接的一些知识，对自己是一个很大的提高，像这种都是在课本上所不能学到的，使我深刻的领悟到实践的重要性。
通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。
在设计的过程中遇到问题，可以说是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。
这些都使我了解到自己的不足，使我自己更加明白哪些方面是自己需要提高的，只有将学到的理论知识应用于实践，才能对自己所学的知识有一个更加深刻的了解。
1.4参考文献
[1]康华光.电子技术基础（模拟部分）第五版[J].高等教育出版社.2005,7（5）.
[2]康华光.电子技术基础（数字部分）第五版[J].高等教育出版社.2005.7（5）
[3]艾永乐.付子义.数字电子技术基础.中国电力出版社.2008
[4]艾永乐.付子义.模拟电子技术基础.中国电力出版社.2008
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