三极管流水灯电路设计

流水灯电路的制作流水灯是一种光电转换装置，通过一系列的LED灯组成，可以在不同的时间间隔内依次点亮，形成像水流一样的效果，因此得名“流水灯”。

下面我将介绍流水灯电路的制作过程。

首先，我们需要准备以下材料和工具：1. Arduino控制板（如Arduino UNO）2. Jumper wires（杜邦线）3.电阻（220欧）4. LED灯（3mm直径和5mm直径，不同颜色）5.面包板6.铁丝钳和钳子（辅助工具）接下来，按照以下步骤制作流水灯电路：1. 将Arduino控制板插入面包板的两侧，并通过杜邦线将GND（地线）引脚与面包板上的负极连接。

2.将220欧的电阻通过杜邦线连接到面包板上，一端与GND（地线）相连，另一端空置。

3.通过杜邦线将LED灯连接到面包板上。

LED灯有一个长脚和一个短脚，长脚是阳极（正极），短脚是阴极（负极）。

将LED灯的阳极连接到电阻的空置端，阴极连接到GND（地线）。

4.重复步骤3，将其他的LED灯连接到面包板上。

你可以选择不同颜色的LED灯，以获得更丰富的效果。

确保每个LED灯的阳极连接到电阻的空置端，而阴极连接到GND（地线）。

5. 通过杜邦线将Arduino控制板的数字引脚与面包板上的LED灯连接。

根据你想要的效果，可以将LED灯连接到不同的数字引脚上。

例如，将第一个LED灯连接到数字引脚2，第二个LED灯连接到数字引脚3，依此类推。

6. 将Arduino控制板通过USB线连接到计算机，并开启Arduino IDE编程软件。

7. 在Arduino IDE中编写相应的代码，以控制流水灯的效果。

以下是一个简单的流水灯代码示例：```const int ledPin1 = 2; // 设置第一个LED灯的数字引脚const int ledPin2 = 3; // 设置第二个LED灯的数字引脚const int ledPin3 = 4; // 设置第三个LED灯的数字引脚//以此类推...void setupinMode(ledPin1, OUTPUT);pinMode(ledPin2, OUTPUT);pinMode(ledPin3, OUTPUT);//初始化其他LED的引脚void loodigitalWrite(ledPin1, HIGH); // 点亮第一个LED灯delay(100); //等待100毫秒digitalWrite(ledPin2, HIGH); // 点亮第二个LED灯delay(100); //等待100毫秒digitalWrite(ledPin3, HIGH); // 点亮第三个LED灯delay(100); //等待100毫秒//以此类推...逐个点亮其他LED灯digitalWrite(ledPin1, LOW); // 关闭第一个LED灯delay(100); //等待100毫秒digitalWrite(ledPin2, LOW); // 关闭第二个LED灯delay(100); //等待100毫秒digitalWrite(ledPin3, LOW); // 关闭第三个LED灯delay(100); //等待100毫秒//以此类推...逐个关闭其他LED灯```8. 将上述代码上传到Arduino控制板，并观察LED灯是否能够像流水灯一样依次点亮和熄灭。

流水灯电路的制作一、概述：随着电子技术的快速发展尤其是数字技术的突飞猛进，多功能流水灯凭着简易，高效，稳定等特点得到普遍的应用。

在各种娱乐场所、店铺门面装饰、家居装潢、城市墙壁更是随处可见，与此同时，还有一些城市采用不同的流水灯打造属于自己的城市文明，塑造自己的城市魅力。

目前，多功能流水灯的种类已有数十种，如家居装饰灯、店铺招牌灯等等。

所以，多功能流水灯的设计具有相当的代表性。

多功能流水灯，就是要具有一定的变化各种图案的功能，主要考察了数字电路中一些编码译码、计数器原理，555定时器构成时基电路，给其他的电路提供时序脉冲，制作过程中需要了解相关芯片（NE555、CD4017）的具体功能，引脚图，真值表，认真布局，在连接过程中更要细致耐心。

二、电路原理图三、电路工作原理多功能流水灯原理电路图如上图所示。

原理电路图由振荡电路、译码电路和光源电路三部分组成。

本文选用的脉冲发生器是由NE555与R2、R3及C1组成的多谐振荡器组成。

主要是为灯光流动控制器提供流动控制的脉冲，灯光的流动速度可以通过电位器R3进行调节。

由于R3的阻值较大，所以有较大的速度调节范围。

灯光流动控制器由一个十进制计数脉冲分配器CD4017和若干电阻组成。

CD4017的CP端受脉冲发生器输出脉冲的控制，其输出端(Q0~Q9)将输入脉冲按输入顺序依次分配。

输出控制的脉冲，其输出控制脉冲的速度由脉冲发生器输出的脉冲频率决定。

10个电阻与CD4017的10个输出端Q0~Q9相连，当Q0~Q9依次输出控制脉冲时10个发光二极管按照接通回路的顺序依次发光，形成流动发光状态，即实现正向流水和逆向流水的功能。

电源电路所采用的电源为5V。

四、PCB板的设计五、元器件清单六、电路的组装与调试1、电路的组装方法和步骤（1）筛选元器件。

对所有购置的元器件进行检测，注意它们的型号、规格、极性，应该保质量。

（2）按草图在PCB板上组装并焊接。

要求：①元器件布局整齐、美观，同类型元器件高度一致；②焊接良好，无虚焊、错焊、连焊等缺陷。

单三极管led闪烁电路1.引言1.1 概述单三极管LED闪烁电路是一种简单而有效的电路设计，可以通过控制电流的流动来实现LED灯的闪烁效果。

在这个电路中，我们使用了一个三极管来控制电流的开关，并使LED灯以一定的频率闪烁。

本文旨在介绍单三极管LED闪烁电路的原理和构建步骤。

首先，我们将详细解释单三极管LED闪烁电路的原理，包括三极管的工作原理和电流的流动方式。

然后，我们将提供一个步骤指南，帮助读者设计和构建自己的单三极管LED闪烁电路。

单三极管LED闪烁电路具有许多应用和优点。

首先，它可以被广泛应用于各种电子设备中，例如数码钟、信号指示灯以及装饰照明等。

其次，相较于其他复杂的LED驱动电路，单三极管LED闪烁电路的设计简单易懂，制作成本较低。

此外，该电路还具有良好的稳定性和可靠性，能够在长时间使用过程中保持稳定的工作状态。

展望未来，随着技术的不断进步，我们可以预见单三极管LED闪烁电路将会不断发展和改进。

可能会出现更小型化、更高效能与更具可扩展性的电路设计。

此外，随着人们对绿色环保和节能的需求不断增加，未来单三极管LED闪烁电路也将会更加注重能源的有效利用和环境友好型设计。

通过本文的阅读，读者将可以更加深入地了解单三极管LED闪烁电路的概念、原理和应用。

同时，通过掌握构建该电路的步骤，读者将能够自己设计和实现单三极管LED闪烁电路。

希望本文能够为读者提供有关单三极管LED闪烁电路的全面指导，并启发读者在该领域进行更深入的研究和创新。

1.2 文章结构本文将围绕单三极管LED闪烁电路展开详细讨论。

文章结构包括以下几个部分：1. 引言：在本部分，我们将对单三极管LED闪烁电路的概述进行介绍。

首先，我们将说明LED闪烁电路的基本原理以及其在实际应用中的广泛应用。

接下来，我们将给出本文的目的和意义，以便读者更好地理解和把握文章的内容。

2. 正文：本部分将详细介绍单三极管LED闪烁电路的原理，并进一步探讨如何设计和构建这样的电路。

数字电子技术课程设计流水灯专业：电子信息技术及仪器班级：电仪09-3班姓名：***学号：***********一设计目的流水灯：一排灯按一定的顺序逐次点亮，设计流水灯的方法有很多种，我的设计思路是：NE555产生秒脉冲信号，74LS161组成8进制计数器，74LS138进行译码，通过三极管的带负载能力，点亮发光二极管。

二设计方法NE555仿真图：实现8进制加计数然后对74LS161进行8进制改组，需要一个与非门，用到芯片74HC00也就是奖74LS161的输出端通过与非门，当输出为8时为一的输出与非后接到74LS161的清零段。

仿真图如下：的译码74LS138 为3 线－8 线译码器，共有 54/74S138和 54/74LS138 两种线路结构型式。

其工作原理如下：①一个选通端（E1）为高电平，另两个选通端（(/E2))和/(E3)）为低电平时，可将地址端（A0、A1、A2）的二进制编码在Y0至Y7对应的输出端以低电平译出。

比如：A2A1A0=110时，则Y6输出端输出低电平信号。

②利用 E1、E2和E3可级联扩展成 24 线译码器；若外接一个反相器还可级联扩展成 32 线译码器。

③若将选通端中的一个作为数据输入端时，74LS138还可作数据分配器。

④74LS138的功能表如下：⑤仿真图如下4 . 三极管驱动发光二极管使用PNP 型三极管仿真图如下：4．译码驱动及显示单元电路选择CD4511作为显示译码电路；选择LED数码管作为显示单元电路。

由CD4511把输进来的二进制信号翻译成十进制数字，再由数码管显示出来。

这里的LED数码管是采用共阴的方法连接的。

计数器实现了对时间的累计并以8421BCD码的形式输送到CD4511芯片，再由4511芯片把BCD码转变为十进制数码送到数码管中显示出来。

仿真图如下:三、总电路图仿真如下:4、总结1．实验过程中遇到的问题及解决方法①面包板测试测试面包板各触点是否接通。

摘要流水彩灯控制器在我门日常生活中有重要的运用，如广告牌的设计和节日彩灯的设计都能运用到它的原理。

本次设计的流水彩灯控制器是其中较简单的，但这是进行复杂设计的基础。

本次课程设计要设计一个流水彩灯控制器〔用8只发光二极管显示，至少三种工作方式〕。

首先要分析设计要求，从要实现至少三种工作方式入手推导出要使用的芯片。

可通过八位右移寄存器74LS164实现八个彩灯的向右移动，从它的右移输入端控制来实现它的流水彩灯的变化。

要控制流水彩灯的变化，可通过一个八位拨码开关，八选一数据选择器74LS151，模十六加法计数器74LS161来实现。

时钟信号由一个555产生，产生周期可由一个滑动变阻器控制。

而彩灯的变化可由拨码开关自行选择。

经实验验证，所设计的流水彩灯控制器能完成题目要求。

关键词 : 时钟脉冲；分频；移位寄存器；数据选择器；拨码开关；目录摘要 (1)1设计课题与要求 (3)1.1设计方案选择 (3)2 系统模块组成 (4)2.1系统组成框图 (4)2.2各模块的组成与功能分析 (4)3 单元电路设计与计算 (5)3.1时钟脉冲产生电路 (5)3.2单种码产生电路 (7)3.3拨码开关控制电路 (8)3.4输出电路设计 (10)4 整机电路设计 (12)整机电路工作原理 (10)5 组装调试 (13)5.1仿真过程 (15)6 总结 (15)结论 (16)参考文献 (16)附录1 流水彩灯控制器原理总图 (17)附录2 PCB总图 (17)附录 2 元器清单 (18)1 设计课题及要求〔一〕题目：流水彩灯控制器〔二〕基本要求：1、用8只发光二极管显示。

2、至少三种工作方式。

1.1 方案选择利用数字芯片实现。

用555做时钟信号，用模十六加法计数器74LS161的输出端的最高位Q3，模十六加法计数器74LS161的输出端的Q1Q2Q3接到八选一的数据选择器74LS151的选择控制端。

74LS151的八个输入端都接到八位拨码开关，由拨码开关和控制端控制输出端，输出端接到移位寄存器74LS164的输入端。

这是由两个三极管构成的无稳态多谐振荡电路，470Ω电阻限值流过发光二极管的电流不大于（9-3）/470=0.012A，即不大于12毫安。

100K电阻为三极管的偏置电阻。

这个电阻和电容器决定电路的振荡频率，理论值f=1/（2πRC）。

电路的工作原理如下：
不看电容，只从直流来看，两个三极管是两个独立的放大电路。

在接通电源的瞬间，由于元件的参数实际上不可能绝对完全一至，所以两个三极管的导通电流肯定是不同的，必然有一个大一个小的。

设左面的三极管为Q1，右面的三极管为Q2，若Q1的导通电流大于Q2，则Q1的集电极电压VC1就低于VC2。

因为电容两端电压不会突变，C2使Q1基极电流增加，使Q1的导通电流更大，VC 更低，C1使Q2基极电流下降，导通电流更小，VC更高。

最终，Q1饱和,Q2截止，发光管D1发光。

此时C2充电完毕，不能为Q1提供使之饱和的基极电流，Q1就应退出饱和，同时Q2在偏置作用下应重新导通。

就是说Q1电流变小而Q2变大。

与刚才的变化刚好相反，电容重新起作用，最终结果是Q2饱和,Q1截止，发光管D2发光。

然后再重复这样的过程，两个三极管就这样形成振荡。

流水灯电路的制作一、概述：随着电子技术的快速发展尤其是数字技术的突飞猛进，多功能流水灯凭着简易，高效，稳定等特点得到普遍的应用。

在各种娱乐场所、店铺门面装饰、家居装潢、城市墙壁更是随处可见，与此同时，还有一些城市采用不同的流水灯打造属于自己的城市文明，塑造自己的城市魅力。

目前，多功能流水灯的种类已有数十种，如家居装饰灯、店铺招牌灯等等。

所以，多功能流水灯的设计具有相当的代表性。

多功能流水灯，就是要具有一定的变化各种图案的功能，主要考察了数字电路中一些编码译码、计数器原理，555定时器构成时基电路，给其他的电路提供时序脉冲，制作过程中需要了解相关芯片（NE555、CD4017）的具体功能，引脚图，真值表，认真布局，在连接过程中更要细致耐心。

二、电路原理图三、电路工作原理多功能流水灯原理电路图如上图所示。

原理电路图由振荡电路、译码电路和光源电路三部分组成。

本文选用的脉冲发生器是由NE555与R2、R3及C1组成的多谐振荡器组成。

主要是为灯光流动控制器提供流动控制的脉冲，灯光的流动速度可以通过电位器R3进行调节。

由于R3的阻值较大，所以有较大的速度调节范围。

灯光流动控制器由一个十进制计数脉冲分配器CD4017和若干电阻组成。

CD4017的CP端受脉冲发生器输出脉冲的控制，其输出端(Q0~Q9)将输入脉冲按输入顺序依次分配。

输出控制的脉冲，其输出控制脉冲的速度由脉冲发生器输出的脉冲频率决定。

10个电阻与CD4017的10个输出端Q0~Q9相连，当Q0~Q9依次输出控制脉冲时10个发光二极管按照接通回路的顺序依次发光，形成流动发光状态，即实现正向流水和逆向流水的功能。

电源电路所采用的电源为5V。

四、PCB板的设计五、元器件清单六、电路的组装与调试1、电路的组装方法和步骤（1）筛选元器件。

对所有购置的元器件进行检测，注意它们的型号、规格、极性，应该保质量。

（2）按草图在PCB板上组装并焊接。

要求：①元器件布局整齐、美观，同类型元器件高度一致；②焊接良好，无虚焊、错焊、连焊等缺陷。

通俗易懂的三极管工作原理理解三极管的工作原理首先从以下两个方面来认识：其一、制造工艺上的两个特点：(1)基区的宽度做的非常薄；(2)发射区掺杂浓度高。

其二、三极管工作必要条件是(a)在B极和E极之间施加正向电压(此电压的大小不能超过1V)；（b）在C极和E极之间施加反向电压；(c) 如要取得输出必须加负载电阻。

当三极管满足必要的工作条件后，其工作原理如下：(1)基极有电流流动时。

由于B极和E极之间有正向电压，所以电子从发射极向基极移动，又因为C极和E极间施加了反向电压，因此，从发射极向基极移动的电子，在高电压的作用下，通过基极进入集电极。

于是，在基极所加的正电压的作用下，发射极的大量电子被输送到集电极，产生很大的集电极电流。

（2）基极无电流流动时。

在B极和E极之间不能施加电压的状态时，由于C极和E极间施加了反向电压，所以集电极的电子受电源正电压吸引而在C极和E极之间产生空间电荷区，阻碍了从发射极向集电极的电子流动，因而就没有集电极电流产生。

综上所述，在晶体三极管中很小的基极电流可以导致很大的集电极电流，这就是三极管的电流放大作用。

此外，三极管还能通过基极电流来控制集电极电流的导通和截止，这就是三极管的开关作用（开关特性）。

参见晶体三极管特性曲线5.2图所示：晶体三极管共发射极放大原理如下图所示：A、vt是一个npn型三极管画外音：我们可以用水龙头与闸门放水的关系，来想象或者说是理解三极管的放大原理。

其示意图如下图2-20 所示图2-20 三极管放大原理参考示意图①如图 2.20 （ａ）所示：当发射结无电压或施加电压在门限电压以下，相当于闸门关紧时，水未从水龙头底部通过水嘴流出来。

此时，ec 之间电阻值无穷大，ec 之间的电流处于截止状态，或者说是开关的OFF 状态。

②如图2.20 （b ）所示：当对发射结施加电压在门限电压范围时（以硅管0.7V 左右为例），相当于闸门松动一点点，从水龙头底部通过水嘴流出的水成滴答状态。

流水灯逻辑电路设计计算机与信息工程学院 2009级专升本叶冬梅 20091500076指导教师李艳玲讲师摘要本文简要介绍了一种采用数字电路制作的流水灯的数字显示流水灯的设计过程和工作原理，它主要采用了74系列的常用集成电路。

实现手动控制开关进行清零，流水灯的特定花型闪亮功能，并且通过开关可将闪亮的流水灯全部熄灭。

关键字74系列芯片；花型；显示1 设计任务及主要技术指标和要求1.1设计任务每个输出端对应一个发光二极管，当控制开关为关时任何操作都无效，发光二极管全部熄灭；当控制开关为开时发光二极管为亮。

用发光二极管显示流水灯的流动。

1.2 主要技术指标二极管同时供八个输出端输出，每个二极管对应一个输出端，输出端用Q0～Q3和D0～D3表示。

设置一个系统清零控制开关R,该开关由控制者控制。

当开关为开时二极管根据固定花型闪亮，当开关为关时二极管全部熄灭。

1.3 要求1.3.1设计一个能够控制八路彩灯的逻辑电路，并且彩灯有两种花型组成。

1.3.2第一组八路流水灯花型由中间向两边对称性依次闪亮，全亮后仍有中间向两边依次熄灭。

1.3.3第二组八路流水灯花型分为两半，各由左向右顺次闪亮，全亮后仍各由左向右依次熄灭。

1.3.4两组流水灯花型交替出现。

花型一花型二0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 00 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 00 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 01 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 11 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 11 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 11 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 10 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0图（一）2 工作原理当控制者控制开关R处于“闭合”状态时，R为高电平，输出端Q0～Q3和D0～D3全部为低电平，于是显示二极管为熄灭状态；当控制者控制开关R处于“打开”状态时，即74SL161芯片处于等待工作状态，等待输入端Q0～Q3和D0～D3输入信号。

CD4017流水灯电路设计CD4017流水灯电路设计摘要：随着LED技术的不断发展以及LED在低功耗、长寿命、环保等方面的优势，LED应用领域逐渐增多。

同时，许多国家在看到LED巨大的市场潜力后，纷纷出台各项鼓励措施大力推动LED在各领域中的应用。

目前，LED的应用已经从最初的指示灯应用转向更具发展潜力的显示屏，景观照明、背光源、汽车车灯、交通灯、照明等领域，LED应用正呈现出多样化发展趋势。

本次毕业设计就是用小功率LED作为发光体替代实验室中价格昂贵的钠光灯或白炽灯。

并利用555定时器、可变电阻普通电阻、电解电容以及普通电容构成可调驱动电路，驱动CD4017计数器构成的译码电路，使LED依次循环发光，从而组成循环流水灯。

关键词： CD4017 555定时器 LED1目录设计任务和要求 (3)1.引言 (3)2.总体设计方案选择与说明 (5)2.1 方案选择 (5)2.2 电路工作原理： (5)3.单元硬件设计说明 (5)3.1 555定时器 (5)3.2 自激多谐振荡器 (9)3.3 十进制计数／分频器CD4017 (10)3.3.1 CD4017内容说明： (10)3.3.2 CD4017十进制计数器内部电路图： (11)3.3.3 CD4017时序波形图： (13)3.3.4 CD4017引脚图如下： (14)3.3.5 CD4017引脚功能： (14)3.4 发光二极管（LED） (15)3.4.1 LED 特点 (13)3.4.2 LED光源的特点 (16)3.5 元件明细表 (17)4.软件说明 (17)4.1 Protel99简介 (17)4.2 Proteus简介 (19)5.安装调试方法 (19)5.1 安装方法 (19)5.2 调试方法 (20)6.总结 (20)7.致谢 (21)8.参考文献 (21)附录一 (22)附录二 (23)附录三 (24)附录四 (24)2设计任务和要求设计任务:以CD4017计数器为基础设计一灯组流动速度和亮度均可调的循环流水灯。

电子技术与仿真实训报告实训时间:专业班级：姓名：学号：指导教师：项目一：流水灯一、项目目的通过本次课程实训巩固了电子技术方面的基础知识，使我们进一步掌握电路设计的方法与思路的安装工艺，元件焊接方法及电子仿真软件的使用；掌握一些基本的调试、维修方法，培养了我们的动手能力。

增强对电路的感性认识，提高了我们分析问题和解决问题的能力，为我们后续的专业课的学习打下了坚实的基础。

二、项目要求（1）熟悉元件的功能并正确安装。

（2）绘制出元件的安装图（3）理解实验电路的原理，掌握操作步骤，能正确安装电路。

（4）能正确的得出实验的结果。

（5）熟悉芯片的功能，能正确安装芯片。

三、项目内容1 原理图2 工作原理本电路是由三极管组成的循环驱动电路。

当接通电源时，三极管会争先导通，每组三级管会依次循环发光，就说明实验成功了。

3.元件清单元件序号元件规格元件数量R1，R3，R5 4.7K 3R2，R4，R6 200 3LED1-LED6 6C1-C3 100uf 3V1-V3 9013 34、电路板安装5、调试（1）检查电路的设计的原理图即导线的连接，并确定导线的连接与电路原理图一致。

（2)将原件在电路上焊好。

(3)检查电路有没焊接好。

（4）接入3V电源看实验有没成功。

四、结论与心得体会通过这次的实验。

我对74LS175芯片的工作原理有了很大的了解，焊接技术也有了进一步的提高，对于布局和排版知道了怎么样才会更好看，虽然对于排版还有一点不是很好看，但是我相信随着时间，我会排出一个好看而且布局合理的板子。

那样我也可以去焊接更复杂的电路板，为后期的学习打下了基础，并且可以很好的去检查电路板的路线，以保证实验的成功。

项目二；四人抢答器一、项目目的通过本次课程实训巩固了电子技术方面的基础知识，使我们进一步掌握电路设计的方法与思路的安装工艺，元件焊接方法及电子仿真软件的使用；掌握一些基本的调试、维修方法，培养了我们的动手能力。

增强对电路的感性认识，提高了我们分析问题和解决问题的能力，为我们后续的专业课的学习打下了坚实的基础。

设计一·负反馈电路PCB版图设计设计二·流水灯电路PCB版图设计专业电子科学与技术学号学生姓名指导老师汪再兴PCB概述PCB（Printed Circuit Board），中文名称为印制线路板，简称印制板，是电子工业的重要部件之一。

几乎每种电子设备，小到电子手表、计算器，大到计算机，通讯电子设备，军用武器系统，只要有集成电路等电子元器件，为了它们之间的电气互连，都要使用印制板。

在较大型的电子产品研究过程中，最基本的成功因素是该产品的印制板的设计、文件编制和制造。

印制板的设计和制造质量直接影响到整个产品的质量和成本，甚至导致商业竞争的成败。

特点PCB之所以能得到越来越广泛地应用，因为它有很多独特优点，概栝如下。

可高密度化。

数十年来，印制板高密度能够随着集成电路集成度提高和安装技术进步而发展着。

高可靠性。

通过一系列检查、测试和老化试验等可保证PCB长期（使用期，一般为20年）而可靠地工作着。

可设计性。

对PCB各种性能（电气、物理、化学、机械等）要求，可以通过设计标准化、规范化等来实现印制板设计，时间短、效率高。

可生产性。

采用现代化管理，可进行标准化、规模（量）化、自动化等生产、保证产品质量一致性。

可测试性。

建立了比较完整测试方法、测试标准、各种测试设备与仪器等来检测并鉴定PCB产品合格性和使用寿命。

可组装性。

PCB产品既便于各种元件进行标准化组装，又可以进行自动化、规模化批量生产。

同时，PCB和各种元件组装部件还可组装形成更大部件、系统，直至整机。

可维护性。

由于PCB产品和各种元件组装部件是以标准化设计与规模化生产，因而，这些部件也是标准化。

所以，一旦系统发生故障，可以快速、方便、灵活地进行更换，迅速恢服系统工作。

当然，还可以举例说得更多些。

如使系统小型化、轻量化，信号传输高速化等。

PCB课程设计目的:使我们更加扎实的掌握了半导体集成电路的基本理论知识和应用，进一步提高了自己的动手能力和思考能力，了解负反馈放大器的主要性能，熟练运用软件Altium Designer Release，完成所选择电路的设计以及PCB版图的制作。

第1章设计概述流水灯是一串按一定的规律像流水一样连续闪亮。

流水灯控制可用多种方法实现，利用移位寄存器实现最为便利。

通常用左移寄存器实现灯的单方向移动；用双向移位寄存器实现灯的双向移动。

本设计用红、黄、绿、白四种颜色的灯在时钟信号作用下按以下规律转换状态。

电路启动后，要求红、黄、绿、白四种颜色的灯在脉冲作用下顺序，循环点亮。

红、黄、绿、白灯每次亮的时间可通过电位器调节。

设计任务：1.输出为4路LED灯；2.要求能实现左移右移功能，左右移自动切换；3.移动速度要可调。

第2章系统框图第3章 单元模块设计3.1 脉冲产生电路由555定时器组成时钟发生电路，为整个电路提供所需要的时钟信号CP 。

时钟脉冲产生电路由NE555定时器、两个电阻和两个电容构成。

555定时器是一种多用途的数字模拟混合集成电路，利用它可以方便的构成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器，由于使用灵活、方便，所以555定时器再波形的产生与变换、测量与控制等多种领域都得到广泛应用。

3.1.1 555管脚介绍555定时器内部机构如图所示，它主要有以下部分组成： (1)电阻分压器。

由3个5 K Ω的电阻组成。

(2)电压比较器。

控制波形的占空比由C1和C2组成，当控制输入端悬空时，C1和C2的基准电压分别是2/3Vcc 和1/3Vcc 。

(3)基本RS 触发器。

由两个与非门G1和G2构成，它的作用是对两个比较器输出的电压进行控制。

(4)放电三极管VT 。

及放电端，用DISC 表示，VT 是集成极开路的三极管，VT 的集成极作为定时器的引出端D 。

NE555时基电路21348765GNDTRIOUT RES VccDISTHRCON(5)缓冲器。

由G3和G4构成，以提高电路的负载能力。

引脚功能:1脚位接地端；2脚是低电平触发端入端；3脚是输出端；4脚是复位端；5脚是电压控制端；6脚是高电平触发端入端；7脚是放电端；8脚是电源端。

3.1.2 周期计算 时钟电路案例图如图时钟电路案例（数据可变）UAL用555定时器构成多谐振荡器,电路输出得到一个周期性的矩形脉冲,其周期为:T=0.7(R1+2R2)C555控制74LS161模十六计数器和八位移位寄存器,要能看到彩灯的流动,其周期设为1秒左右, 电阻值和电容值可设为：R1=20KΩ R2=2.2KΩ（可变） C=100μf由公式计算得： T=1.72s时钟电路的输出一路作为计数脉冲送到模十六计数器74LS161；另一路作为移位时钟脉冲加到移位寄存器74LS194。

555时基集成电路与4017计数器组成的流水灯——超级简单而美丽跑马灯（流水灯）上图是由555时基集成电路和CD4017计数器构成的跑马灯试验。

555时基集成电路是数模集成电路，它功能十分强大，用途非常广泛，可以组成无稳态触发器、单稳态触发器、施密特触发器等基本电路。

作为无稳态触发器时可以输出脉冲电压，推动其它电路工作，比如扬声器发声、led发亮，三极管开关等。

并且其占空比可调；555集成电路555定时器管脚图555定时器各脚作用：1脚：地GND；2脚：低触发控制输入端（电压比较器同相输入端）TR；3脚：输出端OUT；4脚：复位端REST；5脚：控制电压端；6脚：高触发控制输入端（电压比较器反相输入端)；TH；7脚：放电开关端；8脚：电源正极VCC；管脚确定方法：管脚朝下，缺口朝左，左下方开始逆时针依次为1、2、3、4、5、6、7、8脚。

CD4017是一个十进制计数器，有16个引脚。

CD4017计数器CD4017计数器管脚图各引脚的作用：1脚：Q5输出端；2脚：Q1输出端3脚：Q0输出端4脚：Q2输出端；5脚：Q6输出端；6脚：Q7输出端；7脚：Q3输出端；8脚：电源负极GND；9脚：Q8输出端；10脚：Q4输出端；11脚：Q9输出端；12脚:级联进位输出端C0，每输入10个时钟脉冲，就可以得到一个计数器的时钟信号13脚：时钟输入端EN，脉冲输入端，脉冲下降沿有效；14脚：时钟输入端CP，脉冲上升沿有效;15脚：清零输入端REST，在该管脚加高电平或正脉冲时，CD4017计数器中，各计数单元输出低电平0，只有13脚Q0为高电平。

16脚：电源正极，3v-18v它的工作过程如下：1.REST=0，EN=0,计数脉冲从CP端输入，在脉冲上升沿的作用下计数。

2.REST=0，CP=1，计数脉冲从EN输入，在脉冲下降沿的作用下计数；3.REST=1时，无论CPEN为任何状态，均无条件复位，此时Q0=14017每计数一次，Q0-Q9一次输出高电平，且每次只有一个输出端保持高电平，该高电平持续到下一个计数脉冲到来为止。

流水灯设计具体方案流水灯是一种以LED灯珠为光源，通过控制电路将不同颜色的光依次流动显示的装饰灯具。

下面我将为大家详细介绍流水灯的设计方案。

一、硬件设计：1.电源部分：流水灯需要一定的电压和电流来驱动LED灯珠，常见的电源方式有直流电源和交流电源。

直流电源能提供稳定的电流，但需要将交流电转换为直流电，可以使用变压器和整流电路来实现；交流电源则无需转换，但需要注意选择适当的功率和频率。

2.控制电路：控制电路是流水灯的核心部分，它能够控制LED灯珠的亮灭状态和颜色。

常见的控制电路有微控制器和逻辑门电路。

微控制器是一种集成电路芯片，具有逻辑控制、时序控制和输出控制等功能，适合实现复杂的流水灯效果；逻辑门电路则通过门电路的组合和控制信号的输入实现LED灯珠的控制，适合实现简单的流水效果。

3.LED灯珠：LED灯珠是流水灯的光源，常见的有单色LED灯珠和彩色LED灯珠。

单色LED灯珠只能发出一种颜色的光，常见的有红、绿、蓝等；彩色LED灯珠则可以发出多种颜色的光，一般由红、绿、蓝三种常用的LED灯珠组合而成。

二、软件设计：1.流水灯效果：流水灯的效果是LED灯珠以一定的速度从一端依次亮起，然后从另一端熄灭，如此循环。

可以通过控制LED的亮灭状态和顺序来实现不同的流水灯效果，如单向流水、双向流水、循环流水等。

2. 控制器程序：控制器程序可以通过编程实现。

对于微控制器来说，可以使用C语言或汇编语言编写程序，在程序中设置LED灯珠的控制状态和顺序；对于逻辑门电路来说，可以使用逻辑门的组合和逻辑电路来实现流水灯的控制，一般使用Verilog或VHDL语言进行描述。

三、组装与调试：1.组装：将电源部分和控制电路按照设计要求进行组装，确保各个部分的连接正确，不发生短路或接触不良等问题。

同时，要注意导线的长度和扎线的方式，避免电路布线混乱或短路。

2.调试：将LED灯珠连接到控制电路的输出端口上，将电源接入电路，然后通过开关或按钮来控制流水灯的亮灭和流动速度。