CD4060音乐梦幻灯
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指导老师：
摘要:本次课设主要以学习为目的，课程设计要求设计一个电路实现三色彩灯循环亮，循环灭的功能。主要通过音乐梦幻灯的原理及硬件剖析，了解数电及模电的相关知识。而本文讲述了所设计的电路原理，利用protel99软件对其原理图，印刷电路板及调试和焊接等制作过程的介绍。
CD4060音乐梦幻灯可用于多种娱乐场合。对于场合的气氛程度有不同的提高随着音乐的音调不同从而有多种不同颜色的彩灯以多种组合形式闪烁相配合。给人营造出一种关于灯光与音乐相配合的美丽错觉。
关键字：梦幻灯，循环
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目录
CD4060音乐梦幻灯 (1)
1、课程设计的任务和要求 (3)
1.1课程设计的任务 (3)
1.2课程设计要求 (3)
2、CD4060音乐梦幻灯工作原理简介 (4)
3、课程设计理论准备 (4)
3.1、Protel简介： (4)
3.2、Proteus简介： (4)
4、电路原理图 (5)
5、元件清单: (6)
5.1、原理图中元件清单： (6)
5. 2、实物图见附表四: (7)
6、元件原理： (7)
6.1、三极管工作原理： (7)
6.2、光二极管 (8)
6.3、晶体二极管 (8)
6.4、电解电容的原理和作用标签： (8)
7、电路工作原理： (10)
7.1PNP三极管在电路中作用 (10)
7.2 CD4060工作简介 (11)
7.2.1 CD4060 仰角图7.1 (11)
7.2.3工作原理如图7.3 (12)
7.3 多谐震荡器简介 (13)
7.3.1 CD4060与多谐震荡 (13)
图7.5多谐震荡器图 (14)
7.3.2 工作原理： (14)
7.4 电路工作分析 (15)
8部分调试示意图 (15)
9、鸣谢 (17)
10、参考文献 (17)
附表一：元件清单 (18)
附表二：CD4060功能表 (18)
附表三：仿真图 (20)
附表四 (20)
1、课程设计的任务和要求
1.1课程设计的任务
1、通过本次课程设计使得自己对于CD4060梦幻灯的制作有一定的了解。对于所涉及到的有关电路方面的知识有更多的了解和认识，从而提高自己对于所学知识的运用能力和加深对知识的掌握程度
2.学会焊接电路板。
3. 熟悉电子线路Protel99软件及电子线路方针Proteus软件的使用方法
4.熟悉CD4060梦幻灯的设计与制作方法。
5．熟悉各电路部分的逻辑功能并掌握使用方法。
1.2课程设计要求
1、初步掌握一般电子电路设计的方法，得到一些工程设计的初步训练，并为以后的毕业设计奠定良好的基础。
2．培养自学能力，独立分析问题、解决问题的能力。对设计中遇到的问题，通过独立思考、查找工
4．学会查阅治疗和手册，学会选用各种电子元器件。
5．学会掌握安装电子线路的基本技能和调试方法，善于在调试中发现问题和解决问题。
6.提高分析解决实践问题的能力。
7．学会撰写课程设计。
8.提高自学能力和改善自学方法。
9．能很好的发现问题并解决问题。
2、CD4060音乐梦幻灯工作原理简介
电路中,U2为一带振荡器的14级二分频计数器ＣＤ4060,Ｒ1、Ｒ2、Ｒ4、Ｃ4和U2-⑨、⑩、(11)脚内电路组成振荡器,振荡频率可由Ｒ4调节。通电初始，定时时钟发生器首先经U2-12脚的电容清零复位，各输出级均为低电位。随着振荡器振荡，输出端Q4-Q14以二进制形式递进输出，三组发光管也随输出端的高低电平变化而亮灭，当某端输出高电平时，对应组发光管灭，输出低电平时，对应组发光管亮。Q1，Q2，Q3起驱动作用，D2，D3，D4起循环复位作用。（Q5，Q6，Q7均为高电平时复位
3、课程设计理论准备
3.1、Protel简介：
Protel99SE是Protel公司近10年来致力于Windows平台开发的最新结晶，能实现从电学概念设计到输出物理生产数据，以及这之间的所有分析、验证和设计数据管理。
本次课程设计Protel常用的快捷键：
快捷键功能
Space bar 在放置导线、总线、线段时切换放置模式
Tab 光标处于放置对象状态时弹出对象属性对话框
Esc 撤销当前正在进行的命令
Ctrl+tab 在打开的设计文件之间进行循环切换
Alt+tab 在当前windows中已打开应用程序中循环切换
F1 在光标成十字光标状态时弹出快捷键列表
Ctrl+delete 清除已框选中的对象组但不复制到剪贴板中
Delete 删除已点选中的对象
3.2、Proteus简介：
Proteus软件已有20多年的历史，采用PC进行虚拟仿真实验要比采用单片机实验箱更为有效，因为用户可以根据需要随时对原理电路图进行修改，并立即获得仿真结果。由于在PC上修改原理电路图要比在实验箱上修改硬件电路容易得多，而且还可以根据设计要求采用不同元器件，或者修改元器件参数以获得不同输出结果，在成功进行虚拟仿真并获得期望结果的条件下，再制作实际硬件进行在线调试，可以获得事半功倍的效果。
本次课程设计Proteus常用的快捷键：
Ctrl+s：打开关闭磁吸磁吸用于对准一些点的，如引脚等等x：打开关闭定位坐标显示一个大十字射线
o：重新设置原点将鼠标指向的点设为原点
u：撤销键
Pgdn：改变图层
Pgup：改变图层
Ctrl+Pgdn：最底层
Ctrl+pgup：最顶层
Ctrl+画线：可以划曲线
F5：重定位中心
4、电路原理图
图4.1 电路原理图
5、元件清单:
5.1、原理图中元件清单：
图
5.1 元件清单
5. 2、实物图见附表四:
6、元件原理：
6.1、三极管工作原理：
放大：b极提供信号（输入）c提供能量e输出常用在模电
还有一个重要的特点：Ubc在线性电路中通常为0.7v 这个性质可以稳压稳流等
饱和：利用它的开关特性常用在数字电路
晶体三极管按材料分有两种：锗管和硅管。而每一种又有NPN和PNP两种结构形式，但使用最多的是硅NPN和PNP两种三极管，两者除了电源极性不同外，其工作原理都是相同的，下面仅介绍NPN硅管的电流放大原理。
对于NPN管，它是由2块N型半导体中间夹着一块P型半导体所组成，发射区与基区之间形成的PN结称为发射结,而集电区与基区形成的PN结称为集电结,三条引线分别称为发射极e、基极b和集电极c。
当b点电位高于e点电位零点几伏时，发射结处于正偏状态，而C点电位高于b点电位几伏时，集电结处于反偏状态，集电极电源Ec要高于基极电源Ebo。在制造三极管时，有意识地使发射区的多数载流子浓度大于基区的，同时基区做得很薄，而且，要严格控制杂质含量，这样，一旦接通电源后，由于发射结正偏，发射区的多数载流子（电子）极基区的多数载流子（空穴）很容易地越过发射结互相向对方扩散，但因前者的浓度基大于后者，所以通过发射结的电流基本上是电子流，这股电子流称为发射极电流Ie。
由于基区很薄,加上集电结的反偏，注入基区的电子大部分越过集电结进入集电区而形成集电集电流Ic，只剩下很少（1-10%）的电子在基区的空穴进行复合，被复合掉的基区空穴由基极电源Eb重新补给，从而形成了基极电流Ibo.根据电流连续性原理得：
Ie=Ib+Ic
这就是说，在基极补充一个很小的Ib，就可以在集电极上得到一个较大的Ic，这就是所谓电流放大作用，Ic与Ib是维持一定的比例关系，即：
β1=Ic/Ib
式中：β1--称为直流放大倍数，
集电极电流的变化量△Ic与基极电流的变化量△Ib之比为：
β= △Ic/△Ib
式中β--称为交流电流放大倍数，由于低频时β1和β的数值相差不大，所以有时为了方便起见，对两者不作严格区分，β值约为几十至一百多。
三极管是一种电流放大器件，但在实际使用中常常利用三极管的电流放大作用，通过电阻转变为电压放大作用。
6.2、光二极管
发光二极管简称为LED。由镓（Ga）与砷（AS）、磷（P）的化合物制成的二极管，当电子与空穴复合时能辐射出可见光，因而可以用来制成发光二极管，在电路及仪器中作为指示灯，或者组成文字或数字显示。磷砷化镓二极管发红光，磷化镓二极管发绿光，碳化硅二极管发黄光。
它是半导体二极管的一种，可以把电能转化成光能；常简写为LED。发光二极管与普通二极管一样是由一个PN结组成，也具有单向导电性。当给发光二极管加上正向电压后，从P区注入到N区的空穴和由N区注入到P区的电子，在PN结附近数微米内分别与N区的电子和P区的空穴复合，产生自发辐射的荧光。不同的半导体材料中电子和空穴所处的能量状态不同。当电子和空穴复合时释放出的能量多少不同，释放出的能量越多，则发出的光的波长越短。常用的是发红光、绿光或黄光的二极管。
6.3、晶体二极管
晶体二极管：为一个由p型半导体和n型半导体形成的p-n结，在其界面处两侧形成空间电荷层，并建有自建电场。当不存在外加电压时，由于p-n 结两边载流子浓度差引起的扩散电流和自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态。当外界有正向电压偏置时，外界电场和自建电场的互相抑消作用使载流子的扩散电流增加引起了正向电流。当外界有反向电压偏置时，外界电场和自建电场进一步加强，形成在一定反向电压范围内与反向偏置电压值无关的反向饱和电流I0。当外加的反向电压高到一定程度时，p-n结空间电荷层中的电场强度达到临界值产生载流子的倍增过程，产生大量电子空穴对，产生了数值很大的反向击穿电流，称为二极管的击穿现象。
6.4、电解电容的原理和作用标签：
电解电容表笔极性表针杂谈分类：电子电路
电解电容与陶瓷电容一般用在IC的电源与地之间,起滤波作用，陶瓷电容单独使用去耦作用，它的使用一般在IC中会有说明，其电解值的大小与IC所需电流大小有关,陶瓷取0.01uf。
滤波电容的选择要看你是用在局部电源还是全局电源。对局部电源来说就是要起到瞬态供电的作用。为什么要加电容来供电呢？是因为器件对电流的需求随着驱动的需求快速变化（比如DDR controller）,而在高频的范围内讨论，电路的分布参数都要进行考虑。由于分布电感的存在，阻碍了电流的剧烈变化，使得在芯片电源脚上电压降低－－也就是形成了噪声。而且，现在的反馈式电源都有一个反应时间－－也就是要等到电压波动发生了一段时间（通常是ms或者us级）才会做出调整，对于ns级的电流需求变化来说，这种延迟，也形成了实际的噪声。所以，电容的作用就是要提供一个低感抗（阻抗）的路线，满足电流需求的快速变化。
6.4.1、电解电容在电路中的作用
1、滤波作用,在电源|稳压器电路中,整流电路将交流变成脉动的直流,而在整流电路之后接入一个较大容量的电解电容,利用其充放电特性,使整流后的脉动直流电压变成相对比较稳定的直流电压。在实际中,为了防止电路各部分供电电压因负载变化而产生变化,所以在电源的输出端及负载的电源输入端一般接有数十至数百微法的电解电容．由于大容量的电解电容一般具有一定的电感,对高频及脉冲干扰信号不能有效地滤除,故在其两端并联了一只容量为0.001--0.lpF的电容,以滤除高频及脉冲干扰。
6.4.2、耦合作用：
在低频信号的传递与放大过程中,为防止前后两级电路的静态工作点相互影响,常采用电容藕合．为了防止信号中韵低频分量损失过大,一般总采用容量较大的电解电容。
6.4.3、电解电容的判断方法
电解电容常见的故障有,容量减少,容量消失、击穿短路及漏电,其中容量变化是因电解电容在使用或放置过程中其内部的电解液逐渐干涸引起,而击穿与漏电一般为所加的电压过高或本身质量不佳引起。判断电源电容的好坏一般采用万用表的电阻档进行测量．具体方法为：将电容两管脚短路进行放电,用万用表的黑表笔接电解电容的正极。红表笔接负极(对指针式万用表,用数字式万用表测量时表笔互调),正常时表针应先向电阻小的方向摆动,然后逐渐返回直至无穷大处。表针的摆动幅度越大或返回的速度越慢,说明电容的容量越大,反之则说明电容的容量越小．如表针指在中间某处不再变化,说明此电容漏电,如电阻指示值很小或为零,则表明此电容已击穿短路．因万用表使用的电池电压一般很低,所以在测量低耐压的电容时比较准确,而当电容的耐压较高时,打时尽管测量正常,但加上高压时则有可能发生漏电或击穿现象。
6.4.4、电解电容的使用注意事项
1、电解电容由于有正负极性,因此在电路中使用时不能颠倒联接。在电源电路
中,输出正电压时电解电容的正极接电源输出端,负极接地,输出负电压时则负极接输出端,正极接地．当电源电路中的滤波电容极性接反时,因电容的滤波作用大大降低,一方面引起电源输出电压波动,另一方面又因反向通电使此时相当于一个电阻的电解电容发热．当反向电压超过某值时,电容的反向漏电电阻将变得很小,这样通电工作不久,即可使电容因过热而炸裂损坏。
2、加在电解电容两端的电压不能超过其允许工作电压,在设计实际电路时应根据具体情况留有一定的余量,在设计稳压电源的滤波电容时,如果交流电源电压为220~时变压器次级的整流电压可达22V,此时选择耐压为25V的电解电容一般可以满足要求。但是,假如交流电源电压波动很大且有可能上升到250V以上时,最好选择耐压30V以上的电解电容。。
3、电解电容在电路中不应靠近大功率发热元件,以防因受热而使电解液加速干涸。
4、对于有正负极性的信号的滤波,可采取两个电解电容同极性串联的方法,当作一个无极性的电容。
7、电路工作原理：
7.1PNP三极管在电路中作用
由PNP三极管工作原理可知：当Ve>Vb>Vc导通
且一般硅管Vbe﹦-0.7v，锗管Vbe=0.2v
当接通电源后，由CD4060音乐梦幻灯原理图可知，当Qx输入为低电平时﹕Ve=Vcc-Vrx-V发光二极管(x=5~16)
Vc=0
Vb=Vcc-Vr4-V二极管
其中发光二极管及二极管两端的电压可看作相等
所以：VBE=VB-VE=VRX-VR4
由于Rx《R4 Rx两端的电压小于R4两端的电压
VBE<0，即VE>VB
因为Vcc为电源电压，所以VB>0,VE>0
VE>VB>VC
即当Qx输入为低电平时，三极管导通，发光二极管发光
当Qx输入为高电平时
VE=VCC-VRX-V发光二极管
VB=VCC
VB>VE
此时三极管截止，发光二极管熄灭
7.2 CD4060工作简介
7.2.1 CD4060 仰角图7.1
图7.1 CD4060仰角图7.2.2 CD4060 工作接线如图7.2
图7.2 工作接线图
7.2.3工作原理如图7.3
Cp1 cp0 cp0 R 功能↑↓↑0 计数0 0 1 1 复位
图7.3 工作原理图
功能表
C P1 C
P0
C
P0
R Q
4
Q
5
Q
6
Q
7
Q
8
Q
9
Q
10
Q
12
Q
13
Q
14
↑↓↑0 H L L L L L L L L L ↑↓↑0 L H L L L L L L L L ↑↓↑0 H H L L L L L L L L ↑↓↑0 L L H L L L L L L L
↑↓↑0 H L H L L L L L L L
↑↓↑0 L H H L L L L L L L
↑↓↑0 H H H L L L L L L L
↑↓↑0 L L L H L L L L L L
↑↓↑0 H L L H L L L L L L
↑↓↑0 L H L H L L L L L L
↑↓↑0 H H L H L L L L L L
↑↓↑0 L L H H L L L L L L
↑↓↑0 H L H H L L L L L L
↑↓↑0 L H H H L L L L L L
Q4-Q14以二进制形式递进输出，但考虑到电路原理图的要求只以Q4 Q5 Q6都为1时就复位，所以就只列部分所要求的。
7.3 多谐震荡器简介
7.3.1 CD4060与多谐震荡
由CD4060工作图可知：R1,C4,R2,R4,CD4060的11,9,10端构成多谐震荡器。即如图6.4
图7.4 多谐震荡器图
其中R1为上拉电阻，可减少电源电压变化对振荡频率的影响可将R1并入与非门中即可转化为如图6.5
图7.5多谐震荡器图
7.3.2 工作原理：
①第一暂稳态及电路自动翻转过程
假定接通电源时刻，t=0，（未充电，电路处于初始状态）
Va=Vcc，Vb=Vc=V ol
即第一暂稳态，此时电源给RC充电，随着充电时间的增加，Vc不断上升，当达到Vth时，电路发生下述正反馈
Vc↑→Va↓→Vb↑
↑←←←←←←↓
这一过程瞬时完成，电路进入第二暂稳态。即Va=V ol，Vb=VCC
②：第二暂缓态即电路自动翻转过程
电路进入第二暂缓态瞬间，Vb由0→Vcc。由于电容两端电压不能突变。则Vc由Vth→Vth+Vdd 由于二极管的钳位作用，Vc仅上跳至Vdd+△V+ 随后电容C通过R4+R2放电。使Vc下降，当Vc降低至Vth后，又发生正反馈：Vc↑→Va↑→Vb↓
↑←←←←←←↓
从而电路又返回到第一暂缓态，Va=Vcc，Vb=V ol
此后，电路重复上述过程，周而复始地从一个暂缓态翻转到另一个暂缓态，在V o输出端得到方波。
其一个方波周期T=RCln4
可通过转动滑动变阻器R4达到控制方波周期的目的，从而可得到不同频率的方波
7.4 电路工作分析
由多谐振荡器的工作原理可知当电路进入第二暂稳态时Ve↑→Cp0↓→V0↑
即Cp1 ↑→Cp0 ↓→Cp0 当R=0是符合CD4060的计数功能时的条件，也可以说是R1,C4,R2,R4及11，9，10端所构成的多谐振荡器每隔一段时间对14级分频器输入一个脉冲使得每输入一个脉冲分频器计数一次随着振荡器振荡，输出端Q4—Q14，以二进制形式输出，从而导致Q4—Q14在不同时刻的输出电平或为高或为低，从而使得三极管随着输出的高低电平变化而截止与导通，进而控制三组发光管也随Q4--Q14输出的高低电平变化而亮灭。
而且当Q5,Q6,Q7均为高电平时
二极管D2,D3,D4截止，从而使得，R端为高电平，进而使得CD4060达到复位条件，CD4060复位计数从头开始并周而复始。
8部分调试示意图
9、鸣谢
在此衷心感谢金信鸿和吴伟老师的耐心指导，魏茹和焦鑫同学的热情帮助！10、参考文献
[1]吉雷主. protel99从入门到精通. 陕西：西安电子科技大学出版社. 2000
[2]康华光. 电子技术基础模拟部分. 高等教育出版社. 2003
[3]康华光. 电子技术基础数字部分. 高等教育出版社. 2000
附表一：元件清单
附表二：CD4060功能表
C P1 C
P0
C
P0
R Q
4
Q
5
Q
6
Q
7
Q
8
Q
9
Q
10
Q
12
Q
13
Q
14
↑↓↑0 H L L L L L L L L L ↑↓↑0 L H L L L L L L L L ↑↓↑0 H H L L L L L L L L ↑↓↑0 L L H L L L L L L L ↑↓↑0 H L H L L L L L L L ↑↓↑0 L H H L L L L L L L ↑↓↑0 H H H L L L L L L L ↑↓↑0 L L L H L L L L L L ↑↓↑0 H L L H L L L L L L ↑↓↑0 L H L H L L L L L L ↑↓↑0 H H L H L L L L L L ↑↓↑0 L L H H L L L L L L ↑↓↑0 H L H H L L L L L L ↑↓↑0 L H H H L L L L L L
附表三：仿真图
附表四
贴片音乐彩灯实验套件说明书 一、产品说明 贴片音乐彩灯实验套件是特别针对电子装配与调试技能抽查开发出来的产品，电路设计采用了数字电路中应用广泛的CD4060芯片组成振荡器，并通过计数来控制发光二极管闪烁，是一款值得学习和电路分析的好产品。 二、简单原理 采用贴片CD4060控制12个红黄绿LED 闪烁，调节R3可以改变闪烁的快慢，同时音乐芯片发出“金蛇狂舞”等歌曲。该套件采用了贴片元件及插件元件，非常适合实际训练的要求。 CD4060由一振荡器和14级二进制串行计数器位组成，振荡器的结构可以是RC 或晶振电路，CR （12脚）为高电平时，对计数器进行清零。所有的计数器位均为主从触发器，在CP （9-11脚）脉冲的下降沿计数器以二进制进行计数。由于在时钟输入端使用斯密特触发器，对脉冲上升和下降时间无限制，所有输入输出均经过缓冲。 三端。 四、电路原理图
中等职业学校电子技术应用专业 电子装配与调试技能考核试卷 学校姓名：学籍号： 一、元器件识别、筛选、检测（分） 仔细清点套装材料的数量，并对套装元器件进行识别、检测与筛选，检测过程中填写下表。 支每支分共计分 支容量值，耐压 分 支 分 支 共计分 分 二、贴片音乐彩灯的焊接（分） 要求焊点大小适中，无漏、假、虚、连焊，焊点光滑、圆润、干净，无毛刺；引脚加工尺寸及成形符合工艺要求；导线长度、剥头长度符合工艺要求，芯线完好，捻头镀锡。 疵点：少于处扣分； 处扣分； 处扣分； 处扣分； 处扣分；
处以上扣分。 三、贴片音乐彩灯的装配（分） 要求印制板插件位置正确，元器件极性正确，元器件、导线安装及字标方向均应符合工艺要求；接插件、紧固件安装可靠牢固，印制板安装对位；无烫伤和划伤处，整机清洁无污物。 装配不符合工艺要求：少于处扣分； 处扣分； 处扣分； 处以上扣分。 四、贴片音乐彩灯的调试（分） 调试并实现音乐响铃和彩灯闪烁的基本功能（分） ●音乐循环响铃电路工作正常（分） ●彩灯闪烁显示电路工作正常（分） ●闪烁频率控制电路工作正常（分） 检测与调试（分） （）电路中所用的发光二极管，其内部介质为，要使它正常发光，应给其两端加（正向、反向）电压，通电后测量其工作电压为，估测其工作电流范围一般为。（分） （）电路中应用的为级二进制串行计数器，若给其提供的外接晶振，则第 脚输出信号的频率为，第脚输出信号的频率为。（分）（）电路中的作用是，其阻值变大将使得。（分） （）若断开，则电路会出现故障现象。 若断开，则电路会出现故障现象。（分） （）电路中、、的作用是什么，若将他们都断开电路将会出现什么现象？（分）（）电路中的作用是什么？它的大小变化分别对电路产生有哪些影响？（分）
湖南工程学院课程设计 课程名称：数字电子技术 课题名称：交通信号灯控制器 专业：电气工程及其自动化 班级：电气1192 学号： 姓名： 指导老师：周京广 2013年 3月5日
湖南工程学院 课程设计任务书 课程名称：数字电子技术 题目：交通信号灯控制器 专业班级：电气1192 学生姓名： 学号： 指导老师：周京广 审批： 任务书下达日期：2013年2月26号 设计完成的日期：2013年3月5号
目录 一. 总体思路 (2) 二. 程序控制流程………………………………………………………………… 三.电路所用元件简介…………………………………………………………… (一) 74ls192 十进制逆时计数器 （二）74ls02 或非门………………………………………………………………（三）74ls04六非门……………………………………………………………… （四）74ls32四2输入或门…………………………………………………………（五）74ls00四2输入与非门………………………………………………………四. 各模块功能介绍…………………………………………………………………（一）倒计时电路…………………………………………………………………（二）步骤控制电路…………………………………………………………………（三）交通灯控制电路………………………………………………………………五. 总电路设计……………………………………………………………………… 六. 电路安装与调试………………………………………………………………… (一) 电路安装…………………………………………………………………… （二）电路调试……………………………………………………………………… 七. 故障分析与电路改进…………………………………………………………… (一) 常见的故障现象……………………………………………………………… (二) 产生故障的原因……………………………………………………………… (三) 检查故障的一般方法………………………………………………………… 八. 总结与设计调试体会…………………………………………………………… 九. 附录………………………………………………………………………… （一）电子元件明细表…………………………………………………………………（二）总电路图………………………………………………………………………（三）参考文献………………………………………………………………………（四）课程设计评分……………………………………………………………………
燕山大学 课程设计说明书题目：交通信号灯控制器 学院（系）：电气工程学院 年级专业： 11级检测一班 学号： 学生姓名： 指导教师： 教师职称：
燕山大学课程设计（论文）任务书 院（系）：电气工程学院基层教学单位：仪器科学与工程系 说明：此表一式四份，学生、指导教师、基层教学单位、系部各一份。 年月日
摘要 日常交通对于人们的生活有极大的影响，因此对交通的控制也有很高的要求。交通信号灯已不仅仅被看成一种用来指挥交通的工具，在很多实际应用中它还需要能够实现更多其它功能。高精度、多功能、小体积、低功耗，是现代交通信号灯发展的趋势。本课题设计正是基于这个方向设计一个符合指标要求的模拟交通信号灯控制器。 单片机特别是51系列的单片机，由于其使用方便、价格低廉等优势，在电子产品中的应用越来越广泛，在市场上占有很大的份额。AT89C51就是51系列中的一个比较成熟的型号，它完全兼容51单片机的指令。 本课题设计是基于单片机技术原理，以单片机芯片AT89S51作为核心控制器，通过硬件电路的制作以及软件程序的编制，设计出的一个模拟交通信号灯控制系统。该控制系统包括了。设计以硬件和软件相结合为指导思想，通过软件编程实现系统大部分功能，电路简单明了，系统稳定性高。主要硬件有：AT89C51单片机、八段数码管、LED和按键等。软件采用C语言编写实现，并依据程序应用Keil、Protues进行了调试，对出现的问题进行分析和反复修改，最终得到正确并符合设计要求的结果。 设计完成的模拟交通信号灯控制器能够准确指挥交通，控制精确、体积小、功耗低，具有很强的实用性。
目录 第一章、课题简介 ..............................错误！未定义书签。 1.1引言 (1) 1.2课设内容 (1) 第二章、AT89C51单片机简介 (2) 2.1单片机引脚介绍 (2) 2.2定时器介绍 (3) 2.3定时器初值的计算 (4) 第三章、硬件总体结构设计 (5) 3.1单片机最小系统 (5) 3.2LED灯显示原理 ............................... 错误！未定义书签。 3.3数码管显示原理 (7) 3.4芯片介绍..................................... 错误！未定义书签。 第四章、软件设计 (10) 4.1单片机程序开发流程 (10) 4.2程序流程图 (11) 4.仿真电路 (12) 4.5电路仿真结果 (14) 总结 (15) 参考文献 (16) 附录源程序 (17)
题目音乐彩灯控制器 摘要:设计了一个由音乐声响控制彩灯灯光效果的控制电路.该彩灯控制器有两路,分别由不同颜色的LED组成;驻极体话筒拾取语音信号经过运放放大以及电容耦合,RC滤波后去控制后续电路.第一路通过一组电压比较器对输入的信号进行比较达到点亮不同数目的LED的目的;音量大,彩灯被点亮的数目增多,音量低,彩灯被点亮数目减少;第二路分别通过一个高通滤波器和低通滤波器达到按音调高低控制彩灯的目的.低音时,某一部分亮;高音时,另一部分灯点亮. 关键词:音乐声响，电压比较器，滤波器,彩灯控制 １.系统设计 １.１设计要求 设计一个由音乐声响控制彩灯灯光效果的控制电路．有两路彩灯，分别有若干个不同颜色的ＬＥＤ组成；第一路按音量大小控制；第二路按音调高低控制彩灯． ２. 单元电路设计 ２.１电源电路设计 本电路对电压的稳定性,输出电流能要求都不高,所以用普通的全波整流滤波电路供电,电路图1所示;可以输出0~~18V电压. (元器件:4只整流二极管为1N4001(50V/1A),滤波电容为1000uF电解电容和2只消除高频干扰的0.1μF瓷片电容,1片LM137,电阻R(100和220),1个滑动变阻器) 图1 2.2声音---电平转换电路和电压比较电路 由电压输出的放大了的声音信号经过一组设置了不同参考电压的电压比较器,就能用相应的不同电压去控制LED的亮灭.当电压大于10mV小于20mV时,L4亮,其它灭;当电压大于20mV小于30mV时,L4,L3亮,其它灭;依此类推…… 运放选用运放LM358AH，电路图如图2所示，取R2=1.0KΩ，R5=330KΩ， R1=510KΩ，R3=10Ω，C2=10μF
电子科技大学 实 验 报 告 一、实验室名称：虚拟仪器实验室 二、实验项目名称：交通灯设计实验 三、实验学时：4学时 四、实验原理
假设交通灯处于南北和东西两条大街的“十”字路口，如图1所示。用FPGA 开发板的LED 灯来模拟红、黄、绿3种颜色信号，并按一定顺序、时延来点亮LED ，如图2所示。图3给出了交通灯的状态转移图。设计使用频率为1Hz 的时钟来驱动电路（注1：仿真时采用1MHz 的时钟来驱动电路），则停留1个时钟可得到1S 的延时，类似停留3个时钟可得到3S 的延时，停留15个时钟可得到15S 的延时（注2：开发板工作时钟为50MHz ）。 北 南 西东 图1. 六个彩色LED 可以表示一组交通信号灯 图2. 交通灯状态 南北 东西 红 黄 绿 红 黄 绿 S0 1 0 0 0 0 1 S1 1 0 0 0 1 0 S2 1 0 0 1 0 0 S3 0 0 1 1 0 0 S4 0 1 0 1 0 0 S5 1 0 0 1 0 0
图3. 交通灯的状态转移图 顶层模块 时钟分频模块状态机跳转模块 图4. 交通灯的原理框图 五、实验目的 本实验是有限状态机的典型综合实验，掌握如何使用状态转移图来定义Mealy状态机和Moore状态机，熟悉利用HDL代码输入方式进行电路的设计和仿真的流程，掌握Verilog语言的基本语法。并通过一个交通灯的设计掌握利用EDA软件（Xilinx ISE 13.2）进行HDL代码输入方式的电子线路设计与仿真的详细流程。。 六、实验内容 在Xilinx ISE 13.2上完成交通灯设计，输入设计文件，生成二进制码流文件下载到FPGA开发板上进行验证。 七、实验器材（设备、元器件）
《电工与电子技术基础》课程设计报告 题目简易交通信号灯控制器 学院(部) 班级 姓名 学号 指导老师（签字）
简易交通信号灯控制器 一．课题名称：简易交通信号灯控制器 技术要求：1.定周控制：主干道绿灯45秒，支干道绿灯25秒； 2.每次由绿灯变为红灯时，应有5秒黄灯亮作为过渡； 3.分别用红、黄、绿色发光二极管表示信号灯。 *4.设计计时显示电路 二．摘要 随着经济的发展和人民生活水平的提高，交通运输业在人们的生活中扮演着越来越重要的角色。而交通信号灯的出现很好地规范了人们的出行秩序，提高了人们的出行效率，大大减少了交通事故的发生。目前的交通信号灯电路大多分为主干道电路和支干道电路，通过适当的控制电路分别对主干道和支干道进行控制，达到合理的亮灭规律，从而很好的规范人们的出行秩序。 本次课程设计当中，我组采用数字电路对交通灯控制系统进行设计，并对提出的三个方案进行论证，最终确定方案进行设计，并使其实现主干道绿灯亮45秒、支干道绿灯亮25秒、并且在由绿灯变为红灯时有5秒时间作为过渡的技术要求，实现简易交通信号灯的功能。 三．总体设计方案论证及选择 针对本次课程设计，我们提出了以下三种方案： 方案一：用多个不同步的信号分别控制各信号灯的开关，即分别用持续45S、5S、25S、5S的倒时计数器来控制各信号灯。 方案二：交通信号灯的状态可以分为四种，且四种状态的周期和为T=t1+t2+t3+t4=45+5+25+5=80S，所以信号灯的每个循环周期为80S，因此，可以利用两个74LS290型十进制计数器组成一个八十进制的计数器控制电路，同时用555定时器产生周期为1S的时钟脉冲，使计数器的周期为80*1S=80S。 电源接通时，计数器清零，此时主干道绿灯和支干道红灯点亮，其余灯关灭；此后，经过组合逻辑电路使得当计数器的45个脉冲（45S）、50个脉冲（50S）、75个脉冲（75S）和80个脉冲（80S）来到时，分别控制信号灯状态改变，达到预计要求。 方案三：选择74LS161 型一位十六进制计数器，其共有十六个状态。用555定时器产生周期为5S的时钟脉冲，所以对应计数器循环周期为16*5S=80S，并对应信号灯的80S工作循环。然后将计数器的四个输出信号用译码器译出六个输出信号，分别控制六个信号灯。 当接通电源后，计数器清零，此时主干道绿灯和支干道红灯置1点亮，其他灯置0关灭；当第9个脉冲（45S）来到时，主干道黄灯和支干道红灯置1点亮，其他灯置0关灭；当第10个脉冲（50S）来到时，主干道红灯和支干道绿灯置1点亮，其他灯置0关灭；当第15个脉冲（75S）来到时，主干道红灯和支干道黄灯置1点亮，其他灯置0关灭；当第16个脉冲（80S）来到时，主干道绿灯和支干道红灯置1点亮，其他灯置0关灭，即交通信号灯的状态进入了下一个循环。
电气工程学院 课程设计说明书 设计题目：十字路口带倒计时显示交通信号灯控制系统系别：电气工程及其自动化系 年级专业： 学号： 学生姓名： 指导教师：
电气工程学院《课程设计》任务书 课程名称：电气控制与PLC课程设计 基层教学单位：电气工程及自动化系指导教师：郭忠南等学号学生姓名（专业）班级 设计题目十字路口带倒计时显示交通信号灯控制系统 设 计 技术参数采用PLC构成十字路口带倒计时显示的南北向和东西向交通信号灯的电气控制。控制要求查阅相关文献。 设计要求1) 根据控制要求，进行电气控制系统硬件电路设计，包括PLC硬件配置电路。 2) 根据控制要求，编制PLC控制程序 3) 按要求编写设计说明书并绘制A1幅面图纸一张。 参考资料1、《PLC电气控制技术》漆汉宏主编机械工业出版社 2008 2、图书馆各类期刊文献相关数据库 3、相关电气设计手册 周次第一周第二周 应完成内容完成全部方案设计： 周一、二：查、阅相关参考资料 周二至周五：方案设计 周六、日：设计方案完善 周一、二：完成设计说明书 周三、四：绘制A1设计图纸 周五：答辩考核 指导教师签字基层教学单位主任签字
燕山大学PLC课程设计报告书 摘要 本文采用三菱FX2N-MR80的可编程控制器，通过对交通信号灯控制时序要求的分析以及对PLC硬件电路及梯形图的设计，完成十字路口带倒计时显示交通信号等控制系统。对于顺序控制，因为步进指令具有条理清楚、编程方便、直观、易于实现等特点，本文以三菱PLC指令系统的步进指令控制交通信号灯，并列出了步进梯形指令的状态转移图、梯形图以及指令表。该系统可完成十字路口交通信号灯的启停、自动循环工作、手动东西交通信号灯常绿以及手动南北交通信号灯常绿，并用数码管显示交通灯显示剩余时间倒计时。 关键词： PLC 交通灯步进指令倒计时
音乐节奏彩灯控制器设计 本设计彩灯伴随音乐的节奏、大小、音调而变化的彩灯控制器。使彩灯在艺术上有了很大的提高，本文的主要内容有以下几点： 1、设计音乐信号放大电路。 2、555时基电路构成单稳态实现音乐大小控制彩灯。 3、555时基电路构成多谐电路实现音乐节奏控制彩灯。 4、设计滤波电路，实现音乐的音调控制彩灯。 第1章绪论 随着科学的发展，人们生活水平的提高，人们不满足于吃饱穿暖，而要有更高的精神享受。不论是思想，还是视觉，人们都在追求更高的美。特别使在视觉方面，人们不满足于一种光，彩灯的诞生让人们是视觉对美有了更深的认识。但现在市面上的音乐彩灯只是按照一定的方式闪烁，让人们感觉到十分的粗糙无味，更没有声音那样用震撼力，音乐彩灯的出现让我们既有了听觉上的享受，更有了精神上的享受。但现在市面上的音乐彩灯只是按照音乐的一种方式闪烁，和音乐没多大关系，根本不能称为音乐彩灯。 本设计是一个音乐彩灯控制器，使其实用于家庭、商场、橱窗、舞厅、咖啡厅、公共广场等场所的摆设、装饰、广告、环境净化与美化，本电路的最大优点是可以实现音乐以三种方式控制彩灯的闪亮。实现了音乐大小、节奏、音调的控制。 设计任务与要求 （1）设计一个音乐声响与彩灯灯光相互组合的彩灯控制电路。 （2）有三路不同控制方法的彩灯，用不同颜色的LED表示。 （3）第一路为音乐节奏控制彩灯，按音乐节拍变换彩灯花样。 （4）第二路按音乐大小（信号幅度大小）控制彩灯，音量大时，彩灯亮度加大，反之亦然。 （5）第三路按因调高低（信号频率高低）控制彩。
第2章音乐大小控制彩灯 2.1系统设计思路 音频在电信号中表现为多个正弦波叠加而形成。音乐的大小就表现为是演唱者的声音的强弱起伏，它在音频信号中表现为正弦波的波峰和波谷，所以在他达到波峰时说明他的音量大。在波谷是音量就小，所就需要一个触发电路使他在音量大的时候就彩灯发光，音量小的时候灯灭。综合考虑：选择了NE555够成的单稳态电路，由于单稳态电路是低电平触发所以还需要一个反相放大器。 音乐的节奏往往是由乐队的鼓点来体现，实质上是具有一定时间间隔的脉冲信号。根据设计要求，彩灯要随着节奏闪亮，需要一个触发电路来检测脉冲信号并产生计数脉冲。根据要求选择了NE555构成的无稳态触发器，由于触发器的触发电压比音频信号的高就还需要一个放大电路，有触发信号后就还需要计数器和译码器来使彩灯闪亮。 音调主要由声音的频率决定，同时也与声音强度有关。对一定强度的纯音，音调随频率的升降而升降；对一定频率的纯音、低频纯音的音调随声强增加而下降，高频纯音的音调却随强度增加而上升，所以应用滤波器滤出高频、低频。以方便驱动彩灯发光。 图2-1 总体框图 信号源经放大器放大后输出分别送往：（1）单稳态触发器，输出脉冲信号通过驱动电路来驱使彩灯发光；（2）多谐振荡器脉冲输出到计数器，计数脉冲通过计数和译码驱使彩灯发光；（3）送往高低通电路，取出所需要频段信号后驱动彩
2011级课程设计实验报告 交 通 灯 控 制 器 院（系）：计算机与信息工程学院 专业年级: 2011级通信工程一班 姓名: 谢仙 学号: 指导教师: 杨菊秋 2013年06月25日
目录 1 引言 (3) 2 任务与要求 (3) 3 课程设计摘要及整体方框图 (3) 4 课程设计原理 (4) 555定时器 (5) 七位二进制计数器4024 (6) 二进制可逆计数器74LS193 (8) 数码显示电路 (9) 结论 (10) 体会与收获 (10) 附录： 1、整体电路原理图 (11) 2、元件表 (12) 3、焊接与调试 (12) 1引言
交通信号灯常用于交叉路口，用来控制车辆的流量，提高交叉路口车辆的通行能力，减少交通事故。本交通灯设计主要由秒脉冲发生器、计数器、译码显示电路组成。秒脉冲发生器由NE555产生脉冲，计数器由74LS193和4024实现，译码电路采用74LS48和七段数码管来显示。 2设计任务与要求 交通灯控制信号的应用非常广泛。本电路设计一个交通灯控制器，需要达到的目的如下; 一个周期64秒，平均分配，前32秒红灯亮，后32秒绿灯亮。 在红灯亮的期间的后8秒与红灯在一起的黄灯闪烁（注意：红灯同时亮）。为了显示效果明显，设计闪烁频率为1。 在绿灯亮的期间的后8秒与绿灯在一起的黄灯闪烁（注意：绿灯同时亮），为了显示效果明显，设计闪烁频率为1。 在黄灯闪烁期间，数码管同时倒计时显示，在此期间以外，数码管不亮。 3课程设计摘要及整体方框图 为了完成交通灯控制电路的设计，方案考虑如下： 一个脉冲信号发生器，一个二进制加法计数器，一个十进制减法计数器，红灯与绿灯以及黄灯是否亮是由二进制加法计数器的输出端状态来决定的，因此，设计一个组合逻辑电路，它的输入信号就是二进制加法计数器的输出信号，它的输出就是发光二极管的控制信号，因此，需要一个组合逻辑电路，六个发光二极管（二个红色发光二极管，二个绿色发光二极管，二个黄色发光二极管）电路，一个数码管显示电路。结构图如下： 4 课程设计原理分析及相关知识概述
单片机课程报告设计题目：交通信号灯模拟控制系统设计专业：电子信息科学与技术 ※※※※※※前言※※※※※※ 本课程设计的目的和意义 本课程设计是在学完单片机原理及课程之后综合利用所学单片机知识完成一个单片机应用系统设计并在实验室实现。该课程设计的主要任务是通过解决一、两个实际问题，巩固和加深“单片机原理与应用”课程中所学的理论知识和实验能力，基本掌握单片机应用电路的一般设计方法，提高电子电路的设计和实验能力，加深对单片机软硬知识的理解，获得初步的应用经验，为以后从事生产和科研工作打下一定的基础。
*******目录******* 一、设计要求 二、设计内容 三、交通信号灯模拟控制系统设计程序流程图 四、交通信号灯模拟控制系统原理图 五、交通信号灯模拟控制系统主程序 六、运行步骤 七、检测与调试 八、课程设计体会 九、参考文献 十、说明 一、设计要求：交通信号灯模拟控制系统设计利用单片机的定时器定时，令十字路口的红绿灯交替点亮和熄灭，并且用LED数码管显示时间。用8051做输出口，控制十二个发光二极管燃灭，模拟交通灯管理。 二、设计内容：因为本课程设计是交通灯的控制设计，所以要了解实际交通灯的变化情况和规律。假设一个十字路口为东西南北走向。初始状态0为东西红灯，南北红灯。然后转状态1东西红灯，南北绿灯通车，。过一段时间转状态2南北绿灯灭，黄灯闪烁几次，东西仍然红灯。再转状态3，东西绿灯通车，南北红灯。过一段时间转状态4，东西绿灯灭，闪几次黄灯，南北仍然红灯。最后循环至状态1。 注意：.双色LED是由一个红色LED管芯和一个绿色LED管芯封装在一起，公用负端。当红色正端加高电平，绿色正端加低电平时，红灯亮；红色正端加低电平，绿色正端加高电平时，绿灯亮；两端都加高电平时，黄灯亮。 三、交通信号灯模拟控制系统设计程序流程图
C D梦幻彩灯电子实习 实验报告 公司内部档案编码：[OPPTR-OPPT28-OPPTL98-OPPNN08]
实验报告 课程名称电子实习 实验名称 CD4060音乐梦幻灯 实验类型学时 系别专业 年级班别开出学期 学生姓名学号 实验教师成绩 年月日
CD4060音乐梦幻灯 一、实验目的 1.通过本次课程设计使得自己对于CD4060梦幻灯的制作有一定的 了解。对于所涉及到的有关电路方面的知识有更多的了解和认识，从而提高自己对于所学知识的运用能力和加深对知识的掌握程度 2.学会焊接电路板。 3.熟悉CD4060梦幻灯的设计与制作方法。 4.熟悉各电路部分的逻 辑功能并掌握使用方法。 二、 CD4060音乐梦幻灯工作原理简介 电路中,U2为一带振荡器的14级二分频计数器ＣＤ4060,Ｒ1、Ｒ2、Ｒ4、Ｃ4和U2-⑨、⑩、(11)脚内电路组成振荡器,振荡频率可由Ｒ4调节。通电初始，定时时钟发生器首先经U2-12脚的电容清零复位，各输出级均为低电位。随着振荡器振荡，输出端Q4-Q14以二进制形式递进输出，三组发光管也随输出端的高低电平变化而亮灭，当某端输出高电平时，对应组发光管灭，输出低电平时，对应组发光管亮。Q1，Q2，Q3起驱动作用，D2，D3，D4起循环复位作用。（Q5，Q6，Q7均为高电平时复位。
三、实验原理图 四、元件清单
五、电路工作原理 PNP三极管在电路中作用 由PNP三极管工作原理可知：当Ve>Vb>Vc导通 且一般硅管Vbe﹦，锗管Vbe= 当接通电源后，由CD4060音乐梦幻灯原理图可知，当Qx输入为低电平 时﹕Ve=Vcc-Vrx-V发光二极管 (x=5~16) Vc=0 Vb=Vcc-Vr4-V二极管 其中发光二极管及二极管两端的电压可看作相等 所以：VBE=VB-VE=VRX-VR4 由于Rx《R4 Rx两端的电压小于R4两端的电压 VBE<0，即VE>VB 因为Vcc为电源电压，所以 VB>0,VE>0 VE>VB>VC 即当Qx输入为低电平时，三极管导通，发光二极管发光 当Qx输入为高电平时 VE=VCC-VRX-V发光二极管 VB=VCC VB>VE 此时三极管截止，发光二极管熄灭 六、焊接基本操作步骤 a.左手拿焊锡丝右手拿电烙铁. b.把电烙铁以45度左右夹角与焊盘接触加热焊盘。 c.待焊盘达到温度时同样从与焊板成45度左右夹角方向送焊锡丝。 d.待焊锡丝熔化一定量时以3-5秒为标准迅速撤离焊锡丝。 e.撤离电烙铁撤离时沿铜丝竖直向上或沿与电路板成夹角45度角方向 七、部分调试示意图
微机原理课程设计 一.设计任务及要求： 交通信号灯的控制： 1．通过8255A并口来控制LED发光二极管的亮灭。 2．A口控制红灯，B口控制黄灯，C口控制绿灯。 3．输出为0则亮，输出为1则灭。 4．用8253定时来控制变换时间。 要求：设有一个十字路口，1、3为南，北方向，2、4为东西方向，初始态为4个路口的红灯全亮。之后，1、3路口的绿灯亮，2、4路口的红灯亮，1、3路口方向通车。延迟30秒后，1、3路口的绿灯熄灭，而1，3路口的黄灯开始闪烁（1HZ）。闪烁5次后，1、3路口的红灯亮，同时2、4路口的绿灯亮，2、4路口方向开始通车。延迟30秒时间后，2、4路口的绿灯熄灭，而黄灯开始闪烁。闪烁5次后，再切换到1、3路口方向。之后，重复上述过程。 二．方案比较及评估论证: 分析题意，红，黄，绿灯可分别接在8255的A口，B口和C口上，灯的亮灭可直接由8086输出0，1控制。30秒延时及闪烁由8253控制，由闪烁的实现方法可分为两种方案： 方案一： 设8253各口地址分别为：设8253基地址即通道0地址为04A0H；通道1为04A2H；通道2为04A4H；命令控制口为04A6H。 黄灯闪烁的频率为1HZ，所以想到由8253产生一个1HZ的方波， 8255控制或门打开的时间，在或门打开的时间内，8253将方波信号输入或门使黄灯闪烁。由于计数值最大为65535,1MHZ/65536的值远大于2HZ,所以采用两个计数器级联的方式,8253通道0的clock0输入由分频器产生的1MHZ时钟脉冲，工作在方式3即方波发生器方式，理论设计输出周期为0.01s的方波。1MHZ的时钟脉冲其重复周期为T=1/1MHZ=1 s，因此通道0的计数初值为10000=2710H。由此方波分别作为clock1和clock2的输入时钟脉冲，所以通道1和通道2的输入时钟频率为100HZ，通道1作计数器工作在方式1，计数初值3000=BB8H既30s，计数 口，8255将A口数据输入到8086，8086检测到则输出一个高电平到8255的PA 7 到高电平既完成30s定时。通道2工作在方式3需输出一个1HZ的方波，通过一个或门和8086共同控制黄灯的闪烁，因此也是工作在方波发生器方式，其计数初值为100=64H，将黄灯的状态反馈到8055的端口PB7和PC7，同样输入到8086，8086通过两次检测端口状态可知黄灯的状态变化，计9次状态变化可完成5次闪烁。
摘要 本设计彩灯伴随音乐的节奏、大小、音调而变化的彩灯控制器。使彩灯在艺术上有了很大的提高，本文的主要内容有以下几点： 1、设计音乐信号放大电路。 2、555时基电路构成单稳态实现音乐大小控制彩灯。 3、555时基电路构成多谐电路实现音乐节奏控制彩灯。 4、设计滤波电路，实现音乐的音调控制彩灯。 关键字：555 时基电路、音乐大小、节奏、音调。
目录 第一章绪论 (1) 第二章音乐大小控制彩灯 (2) 2.1系统设计思路 (2) 2.2 音乐大小控制彩灯的工作原理 (3) 2.3音乐大小控制彩灯的电路设计 (3) 2.3.1 电源电路设计 (3) 2.3.3 放大电路设计 (4) 2.3.2 音乐大小控制彩灯的电路图的设计实现 (6) 第三章音乐节奏控制彩灯 (8) 3.1 音乐节奏控制彩灯的工作原理. (8) 3.2 音乐节奏控制彩灯的电路设计 (8) 3.2.1 音乐节奏控制彩灯的主要参数计算 (8) 3.2.2 音乐节奏控制彩灯总电路实现 (10) 第四章音调高低控制彩灯 (12) 4.1 音调高低控制彩灯的工作原理 (12) 4.2 音调高低控制彩灯的电路设计 (12) 4.2.1音调高低控制彩灯的主要参数计算 (12) 4.2.2 音调高低控制彩灯的电路图 (14) 第五章实物的制作和调试 (15) 总结 (19) 参考文献 (21) 附录 (22)
第1章绪论 随着科学的发展，人们生活水平的提高，人们不满足于吃饱穿暖，而要有更高的精神享受。不论是思想，还是视觉，人们都在追求更高的美。特别是在视觉方面，人们不满足于一种光，彩灯的诞生让人们是视觉对美有了更深的认识。但现在市面上的音乐彩灯只是按照一定的方式闪烁，让人们感觉到十分的粗糙无味，更没有声音那样用震撼力，音乐彩灯的出现让我们既有了听觉上的享受，更有了精神上的享受。但现在市面上的音乐彩灯只是按照音乐的一种方式闪烁，和音乐没多大关系，根本不能称为音乐彩灯。 本设计是一个音乐彩灯控制器，使其实用于家庭、商场、橱窗、舞厅、咖啡厅、公共广场等场所的摆设、装饰、广告、环境净化与美化，本电路的最大优点是可以实现音乐以三种方式控制彩灯的闪亮。实现了音乐大小、节奏、音调的控制。 设计任务与要求 （1）设计一个音乐声响与彩灯灯光相互组合的彩灯控制电路。 （2）有三路不同控制方法的彩灯，用不同颜色的LED表示。 （3）第一路为音乐节奏控制彩灯，按音乐节拍变换彩灯花样。 （4）第二路按音乐大小控制彩灯，音量大时，彩灯亮度加大，反之亦然。 （5）第三路按因调高低控制彩。
交通信号灯控制器 一、设计任务及要求 (2) 二、总体方案设计以及系统原理框图 (2) 2.1、设计思路 (2) 2.2、各模块相应的功能 (2) 2.3、系统原理图 (3) 三、单元电路设计 (3) 3.1、车辆检测电路 (3) 3.2、主控电路 (4) 3.3、灯控电路 (5) 3.4、计时控制电路 (6) 3.5、计时显示电路 (6) 3.6、反馈控制电路 (7) 3.7、置数电路 (7) 3.8、时基电路 (7) 四、工作原理 (8) 五、电路的软件仿真及结果分析 (8) 5.1、时基电路（555接成的多谐振荡器）的电路图以及波形的显示 (8) 5.2、结果分析 (10) 六、电路的组装调试 (10) 6.1、使用的主要仪器和仪表 (10) 6.2、调试电路的方法和技巧 (10) 6.3、调试中出现的问题、原因和排除方法 (11) 七、收获、存在的问题和进一步的改进意见 (11) 7.1、存在的问题和进一步的改进意见 (11) 7.2、收获以及心得体会 (12) 附录一：电路所用元器件 (14) 附录二：电路全图 (15) 附录三：实际电路图 (16)
一、设计任务及要求 在一个主干道和支干道汇交叉的十字路口，为了确保车辆行车安全，迅速通行，设计一个交通信号灯控制电路，要求如下： 1、用两组红、绿、黄发光二极管作信号灯，分别指示主道和支道的通行状 态。 2、通行状态自动交替转换，主道每次通行30秒，支道每次通行20秒，通 行交替间隔时为5秒。 3、通行状态转换依照“主道优先”的原则，即：当主道通行30秒后，若支 道无车则继续通行；当支道通行20秒后，只有当支道有车且主道无车时才允许继续通行。（用按键模拟路口是否有车） 4、设计计时显示电路，计时方式尽量采用倒计时。 二、总体方案设计以及系统原理框图 2.1、设计思路 本次设计采用模块划分的方法，每个模块完成一项功能，最后将各个模块连接起来，设计完成后，用Multisim进行仿真，仿真成功后，再去实验室焊接调试。 2.2、各模块相应的功能 （1）车辆检测电路：用来显示主路支路车辆的四种情况。 （2）主控电路：该电路为一个时序逻辑电路，根据车辆的情况实现灯的状态转换。 （3）灯控电路：用来控制灯的四种状态。 （4）计时控制电路：实现时间的倒计时。 （5）计时显示电路：显示时间。 （6）反馈控制电路：为灯的状态转换提供一个触发信号。 （7）置数电路：为每种情况设置应有的时间。 （8）时基电路：为计时控制电路提供触发信号。
交通信号灯控制电路的设计 起止日期：2013 年11月20日至2013年11月26日 学生姓名风轻袖影翻 班级 学号 成绩 指导教师(签字) 电气与信息工程学院 2013年11 月25 日 一、设计题目：交通信号灯控制电路的设计 二、设计目的：熟练的使用protues软件独立设计出一个完整的交通灯数字电路，并通过调试、仿真的步骤进一步完善电路，最终使电路呈现出设计要求的效果 三、设计任务及要求： 道路分主干道和支干道，都有红、绿、黄交通信号灯来指挥交通，主干通车流量大，要求通车时间长，如绿灯通电持续时间为30秒，如红灯通电持续时间为20秒，，在绿灯变成红灯前，黄灯先亮5秒，即亮灯顺序如下： 红（20秒）绿（30秒）黄（5秒） 本课题要求设计主干道红、绿、黄的转换控制电路。红、黄、绿信号灯采用发光二极管代替，LED数码管显示时间。 四、设计步骤： 系统框图：
一、读懂课题，查芯片 我们需要的芯片有 74LS192，cd4017，74LS20 二、将电路模块化 模块一：计数电路 实现这个功能我们用集成十进制74LS192芯片，我们先设置好该芯片的初始值，然后选择减发计数，用接ground或接power来设置初始值，经过Q0-Q3发出的信号输入到数码管中显示相应数值。其中，因为UP段是加法计数，所以接高电平，DZ接输入脉冲。TCD端为溢出端，故低位段接高位74LS192的输入端。 模块二：传感器 当红绿黄三个灯其中一个灯计时完毕后，需要切换到下一个灯。我们需要用到74LS20芯片，但高位74LS192芯片计数完毕后，从借位输出端输出一个信号，送到74LS20里面，输出一个高电平。 模块三：主控制器 当74LS20里面的信号传输到主控制器，即CD4017后，输出一个高电平到置数端（计数端），进行切换，当下一个灯完毕后，重复上述步骤。 模块四：显示 此模块由7SEG-BCD和TRAFFIC LIGHTS组成，能更直观的显示亮灯的情况。五、仿真与测量 电路连接图： 仿真图： 绿灯亮：
实验报告 课程名称电子实习 实验名称 CD4060音乐梦幻灯 实验类型学时 系别专业 年级班别开出学期 学生姓名学号 实验教师成绩 年月日
CD4060音乐梦幻灯 一、实验目的 1.通过本次课程设计使得自己对于CD4060梦幻灯的制作有一 定的了解。对于所涉及到的有关电路方面的知识有更多的了解 和认识，从而提高自己对于所学知识的运用能力和加深对知识 的掌握程度 2.学会焊接电路板。 3.熟悉CD4060梦幻灯的设计与制作方法。 4.熟悉各电路部分 的逻辑功能并掌握使用方法。 二、CD4060音乐梦幻灯工作原理简介 电路中,U2为一带振荡器的14级二分频计数器ＣＤ4060,Ｒ1、Ｒ2、Ｒ4、Ｃ4和U2-⑨、⑩、(11)脚内电路组成振荡器,振荡频率可由Ｒ4调节。通电初始，定时时钟发生器首先经U2-12脚的电容清零复位，各输出级均为低电位。随着振荡器振荡，输出端Q4-Q14以二进制形式递进输出，三组发光管也随输出端的高低电平变化而亮灭，当某端输出高电平时，对应组发光管灭，输出低电平时，对应组发光管亮。Q1，Q2，Q3起驱动作用，D2，D3，D4起循环复位作用。（Q5，Q6，Q7均为高电平时复位。 三、实验原理图
四、元件清单 五、电路工作原理
PNP三极管在电路中作用 由PNP三极管工作原理可知：当Ve>Vb>Vc导通 且一般硅管Vbe﹦-0.7v，锗管Vbe=0.2v 当接通电源后，由CD4060音乐梦幻灯原理图可知，当Qx输入为低电平时﹕Ve=Vcc-Vrx-V发光二极管 (x=5~16) Vc=0 Vb=Vcc-Vr4-V二极管 其中发光二极管及二极管两端的电压可看作相等所以：VBE=VB-VE=VRX-VR4 由于Rx《R4 Rx两端的电压小于R4两端的电压 VBE<0，即VE>VB 因为Vcc为电源电压，所以 VB>0,VE>0 VE>VB>VC 即当Qx输入为低电平时，三极管导通，发光二极管发光 当Qx输入为高电平时 VE=VCC-VRX-V发光二极管 VB=VCC VB>VE 此时三极管截止，发光二极管熄灭 六、焊接基本操作步骤 a.. b.把电烙铁以45 c.45度左右夹角方向送焊锡丝。 d.3-5 e.45度角方向 七、部分调试示意图
竭诚为您提供优质文档/双击可除plc红绿灯实验报告 篇一：交通灯pLc控制实验报告 交通灯的pLc控制实验报告 学院：自动化学院班级：0811103姓名：张乃心学号：20XX213307 实验目的 1．熟悉pLc编程软件的使用和程序的调试方法。2．加深对pLc循环顺序扫描的工作过程的理解。3．掌握pLc的硬件接线方法。 4．通过pLc对红绿灯的变时控制，加深对pLc按时间控制功能的理解。5．熟悉掌握pLc的基本指令以及定时器指令的正确使用方法。 实验设备 1．含可编程序控制器microLogix1500系列pLc的Demo 实验箱一个 2．可编程序控制器的编程器一个（装有编程软件的pc 电脑）及编程电缆。3．导线若干
实验原理 交通指挥信号灯图 I/o端子分配如下表 注：pLc的24VDc端接Demo模块的24V+；pLc的com端接Demo模块的com。 系统硬件连线与控制要求 采用1764-L32Lsp型号的microLogix1500可编程控制器，进行 I/o端子的连线。它由220VAc供电，输入回路中要串入24V直流电源。1764系列可编程控制器的产品目录号的各位含义如下示。1764：产品系列的代号L：基本单元 24：32个I/o点（12个输入点，12个输出点）b：24V 直流输入w：继电器输出 A：100/240V交流供电 下图为可编程控制器控制交通信号灯的I/o端子的连线图。本实验中模拟交通信号灯的指示灯由24V直流电源供电。o/2-o/4为南北交通信号灯，o/5-o/7为东西交通信号灯。 实现交通指挥信号灯的控制，交通指挥信号灯的布置，控制要求如下：（1）信号灯受一个启动开关控制，当启动开关接通时，信号灯系统开始正常工作，且先南北红灯亮，东西绿灯亮。当启动开关断开时，所有信号灯熄灭。 （2）南北红灯维持25秒。在南北红灯亮的同时东西绿
微型计算机原理及应用课程设计说明书 交通灯控制系统设计 班级：1401班 姓名： 学号： 指导教师： 日期：2016年6月
一．课程设计目的： 在车辆日渐增多的今天，人们也越来越关注交通问题，而交通灯在安全行车过程中无疑起着十分重要的作用。现在交通灯一般都设在十字路口，用红、绿、黄三种颜色的指示灯和一个倒计时的显示计时器来控制行车, 对一般情况下的安全行车、车辆分流发挥着作用, 但根据实际行车过程中出现的情况, 主要有如下几个缺点: 1、车道轮流放行时间相对固定, 不能根据实际情况中两个车道的车辆多少来设置改变通行时间；2、没有考虑紧急车辆通过时, 两车道应采取的措施。譬如, 有消防车通过执行紧急任务时, 两个车道的车都应停止, 让紧急车辆通过。因此如何合理高效地利用交通灯指示交通情况，是一个亟需解决的问题。 交通灯是采用计算机通过编写汇编语言程序控制的。红灯停，绿灯行的交通规则。广泛用于十字路口,车站, 码头等公共场所,成为人们出行生活中不可少的必需品,由于计算机技术的成熟与广泛应用,使得交通灯的功能多样化,远远超过老式交通灯, 交通灯的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，而且大大地扩展了交通灯的功能。诸如闪烁警示、鸣笛警示，时间程序自动控制、倒计时显示，所有这些，都是以计算机为基础的。还可以根据主、次干道的交通状况的不同任意设置各自的不同的通行时间。或者给红绿色盲声音警示的人性化设计。现在的交通灯系统很多都增加了智能控制环节，比如对闯红灯的车辆进行拍照。当某方向红灯亮时，此时相应的传感器开始工作，当有车辆通过时，照相机就把车辆拍下。 要将交通灯系统产品化，应该根据客户不同的需求进行不同的设计，应该在程序中增加一些可以人为改变的参数，以便客户根据不同的需要随时调节交通灯。因此，研究交通灯及扩大其应用，有着非常现实的意义 二．课程设计内容： 设有一个十字路口，1、3为南北方向，2、4为东西方向。初始为四个路口的红灯全亮，之后，1、3路口的绿灯亮，2、4路口的红灯亮，1、3路口方向通车；延时一段时间后，1、3路口的绿灯开始闪烁，闪烁若干次以后，1、3 路口黄灯亮，后1、3路口红灯亮，而同时2、4路口的绿灯亮，2、4路口方向通车；延时一段时间后，2、4 路口的绿灯熄灭，而绿灯开始闪烁，闪烁若干次以后，1、3路口红灯亮，而2、4路口黄灯亮，再切换到1、3路口方向，之后重复上述过程。 三．问题分析及硬件介绍： 本次课程设计的内容为利用8086、8255等接口，实现控制十二个二极管亮灭的过程。需要PC机一台，8255并口：用做接口芯片。LED：共12个LED灯。还有8086芯片，8253a定时器等器材. 将8086和74273、74154和8255连接起来.需用到8255的六个输出端口。所以要求8255工作在方式0，因为二极管是共阳的，所以输出低电平二极管才会亮。8086用作cpu，三个74273是锁存器，锁存地址。 用软件proteus7.8画出电路图，加载程序到8086cpu，进行模拟。 系统硬件设计
交通信号灯控制系统的设计
摘要 摘要：交通信号灯是城市交通有序、安全、快速运行的重要保障，而保障交通信号灯正常工作就成了保障交通有序、安全、快速运行的关键。为此，设计交通灯控制电路，配以七段共阴极数码管显示时间的显示模块，交通灯显示模块，调时模块，实现根据实际车流量通过设置红、绿灯燃亮时间以及双位数码管显示倒计时，三种颜色灯交替点亮以及紧急情况下的中断处理功能。本系统性价比高，实用性强，操作简单，功能全面。 关键词：计数器；交通灯；控制电路 Abstract
Traffic lights in urban traffic in an orderly, safe and an important guarantee for fast running, and the protection of traffic lights to protect the normal work of the traffic has become
orderly, safe, fast running key. To this end, the use of single-chip device designed as the central traffic light control circuit, with a total of cathode seventh time the digital display module, the traffic light display module, transfer module, crystal oscillator circuit, reset circuit and chip set red, green and double-time to kindle a digital countdown display, The turn of the three colors of lights and emergency lighting in case of interruption of processing. The system cost-effective, practical, simple, full-featured. Key words: counter；traffic light；control circuit 目录 摘要--------------------------------------------------------------------1 ABSTRACT------------------------------------------------------------------2 第1章交通信号灯的设计目的以及要求----------------------------------4 第2章设计原理分析----------------------------------------------------6 第3章主控制器--------------------------------------------------------9