三极管流水灯电路设计

实验二单片机并口简单应用（流水灯）实验目的1、了解单片机汇编语言程序的基本结构2、了解单片机汇编语言程序的设计和调试方法3、掌握顺序控制程序的简单编程实验仪器单片机开发板、万利仿真机、稳压电源、计算机实验原理1、流水灯硬件电路如图4-1所示，流水灯硬件电路由移位寄存器74LS164、功能选择开关J502、二极管、三极管、单片机并口（P0）、限流电阻等组成。

发光二极管连接成共阳极结构。

发光二极管点亮的条件是：阳极接高电平、各阴极接低电平。

因此，通过程序控制74LS164的Q0端。

Q0端输出0，公共端阳极就接成高电平，然后再按一定规则从P0口输出数据，发光二极管就会点亮。

图4-1 流水灯电路图2、单片机流水灯程序设计由上图可知，发光二极管要点亮，需要先把J502的2、3脚相连，三极管Q500导通，然后从P0口输出数据。

（1）控制三极管导通程序控制三极管有两种方法，第一种：在74LS164的第8脚产生一个正脉冲，此时1脚为0，三极管就导通；为1，三极管就截止。

第二种：在单片机IO模拟74LS164时序，一次输出一个字节，只要Q0=0即可控制三极管开通。

为1，三极管截止。

两种方法的程序流程如图4-2所示。

图4-2 流水灯位选信号控制（2）产生流水灯效果程序三极管导通后，就可以从P0口输出数据控制发光二极管。

P0口输出数据既可以编写程序逐个输出，也可以将输出数据序列定义在存储器中，然后用读程序存储器指令逐个取出并输出到P0口。

程序流程图如图4-3所示。

图4-3 流水灯程序流程图实验内容/*********************************功能：流水灯（间隔200ms）**********************************/#include <reg52.h>#include <intrins.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit LEDDIN=P2^3; //位声明sbit LEDCLK=P3^4;void delay_1ms(uchar z);//函数声明void delay_50ms(uchar t);void mian(){uchar i;for(i=0;i<7;i++)//关闭数码管{LEDDIN=1;LEDCLK=0;LEDCLK=1;}LEDDIN=0;LEDCLK=0;LEDCLK=1; //产生一个脉冲，使三极管导通P0=0xfe;delay_50ms(4); //延时200mswhile(1){P0=_crol_(P0,1);delay_50ms(4);}}void delay_1ms(uchar z)//延时1ms{uint x,y;for(x=z;x>0;x--)for(y=123;y>0;y--);}void delay_50ms(uchar t)//延时50ms{uint j;for(;t>0;t--)for(j=6245;j>0;j--);}实验思考题1、请把学号后两位数进转换成二进制数，然后依次点亮其中为1对应的二极管，写出输出序列。

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。

三极管流水灯制作观后感最近捣鼓了那个三极管流水灯的制作，可真是一场有趣又有点小折腾的经历啊。

一开始看到那些三极管啊、电阻啊、电容啊啥的小零件，就感觉像是在看一堆神秘的小魔法道具。

我当时就想，这么些个小玩意儿就能弄出个超酷的流水灯来？心里是既好奇又有点小怀疑呢。

在制作的过程中，我就像个刚刚入门的小魔法师，按照电路图小心翼翼地连接着每一个元件。

那根细细的导线就像是魔法世界里的丝线，要把各个元素串起来才能施展魔法。

可是这魔法可没那么容易施展啊，我就不小心接错了几次线。

就像你本来想让魔法点亮一盏灯，结果因为咒语念错了，啥反应都没有，真的是让人哭笑不得。

当我终于把所有的元件都连接好，怀着忐忑的心情接通电源的那一刻，哇塞！那种感觉就像是自己真的施展了一个超厉害的魔法一样。

看着那几个小灯像流水一样依次亮起、熄灭，感觉自己创造出了一个小小的闪烁的奇迹。

这小小的流水灯就像在跳舞一样，一个接着一个地传递着光芒，那一刻我都有点小得意了，觉得自己好像掌握了一点电子世界里的小秘密。

而且啊，在这个过程中我还对三极管有了全新的认识。

以前就只知道它是个电子元件，现在感觉它就像是这个小灯光秀的指挥官。

通过它巧妙地控制电流的大小和流向，才能让这些灯听话地按照顺序亮起来。

这让我觉得电子世界真的是超级神奇，每一个小小的元件都有着大大的作用，就像一场精心编排的舞台剧，每个演员（元件）都在自己的位置上发挥着不可或缺的作用。

这个三极管流水灯的制作，不仅仅是做出了一个好玩的小玩意儿，还让我体验到了自己动手创造东西的乐趣。

就像是你用自己的双手和智慧，把一堆零散的东西组合成一个有生命、会闪烁的小物件。

我现在都有点上瘾了，迫不及待地想要再去探索更多电子小制作的魔法世界了呢！。

实验三流水灯实验（I/O口和定时器实验）一、实验目的1．学会单片机I/O口的使用方法和定时器的使用方法；2．掌握延时子程序的编程方法、内部中断服务子程序的编程方法；3．学会使用I/O口控制LED灯的应用程序设计。

二、实验内容1．控制单片机P1口输出，使LED1~LED8右循环轮流点亮（即右流水），间隔时间为100毫秒。

2．控制单片机P1口输出，使LED1~LED8左循环轮流点亮（即左流水），间隔时间为100毫秒。

3．使用K1开关控制上面LED灯的两种循环状态交替进行；4. 用定时器使P1口输出周期为100ms的方波，使LED闪烁。

5．使用定时器定时，使LED灯的两种循环状态自动交替，每一种状态持续1.6秒钟（选作）。

三、实验方法和步骤1．硬件电路设计使用实验仪上的E1、E5和E7模块电路，把E1区的JP1（单片机的P1口）和E5区的8针接口L1~L8（LED的驱动芯片74HC245的输入端）连接起来，P1口就可以控制LED 灯了。

当P1口上输出低电平“0”时，LED灯亮，反之，LED灯灭。

E7区的K1开关可以接单片机P3.0口，用P3.0口读取K1开关的控制信号，根据K1开关的状态（置“1”还是置“0”），来决定LED进行左流水还是右流水。

综上，画出实验电路原理图。

2．程序设计实验1和实验2程序流程图如图3-1实验3程序流程图如图3-2所示。

图3-1 实验1,2程序流程图图3-2 实验3程序流程图实验4程序流程图如图3-3，3-4所示。

实验5程序流程图如图3-5，3-6所示。

图3-5 实验5主程序流程图图3-6 定时器中断服务子程序流程图图3-4 定时器中断服务子程序流程图图3-3 实验4主程序流程图编程要点：（1）Pl，P3口为准双向口，每一位都可独立地定义为输入或输出，在作输入线使用前，必须向锁存器相应位写入“1”，该位才能作为输入。

例如：MOV P1,A; P1口做输出MOV P1,#0FFHMOV A，P1;P1口做输入SETB P3.0MOV C,P3.1;从P3.1口读入数据（2）每个端口对应着一个寄存器，例：P1→90H(P1寄存器地址)；P3→B0H(P3寄存器地址)；寄存器的每一位对应着一个引脚，例：B0H.0→P3.0（3）对寄存器写入“0”、“1”，对应的外部引脚则输出“低电平”、“高电平”。

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 班学号：***********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1.利用5亦定时器制柞一个秒信号发生器(I ) .555^时器的结构图圉1.555定时器结构图丁叫是比较的输人端（也称阈值4L用TH标注），叫是比较器G的输人3fif也称粒发熄•用TIV标注人c t和G的参考电压（电压比较的基准八击和卩衫由卩伍经三小5 kn电S1分压給出*在控制电压输人端叫:。

悬空时.V tl= 2 1 1 yV cct V tt -yV^o如果怙外接固定电压•则b厂*%“R；量童零輸入燼。

只要在R：瑞加上低电平•输出端％便立即被臂成魅电平•不受其他输人端状态的总响*匸常工作时必加使心处于离电平“图中的數码I・8为器件刖畀的编号°由图10.5. 1可知，当％>V^ A…> V v时，比较1H C t的输岀如=叭比较器c t的權出叫X 1 t SR锁存器»S O.T^导通■同时坯为低电To当如< V Ml s时.％“，赖存赛的状态保持不变'因而几和输出的状态也堆持不交。

护当叫| < V tJ时理心=1 J3«=0,故锁存器被胃1 ,v o为高电平•同时川止.当1-… > V., S <#眾时理口=0』口績存器处于Q7 八的状态・％处于髙电平令同时T o ft Ito（2）定时器功能表NE555W 真图:......................... U 5 ''S55 TlMtrt MTEtf实现8进制加计数74LSI61是常用的四證二进制可读實的同步加法计数器，他可以晁活的运用衽齐种数字电路’以及EJY 机系统种实现分频器等根多逼要的功能，’HF* lODnF -—WV-'OkDR17 C24.7lcQTl- IO 「F ■…VCC.. VCC …謝］Vcc TO Qo Qi S Qj GET PE 伺冋冋丙伺而冋rn LJLJLJHlJJLiJliJLL*R CP P（） P| P2 P3 CEP GNO<741^161引脚图a禅刃罔介绍：时钟CP和四个数据输入端HM>3清零/MR便能CEP, CET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。

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。

流水灯电路
该流水灯电路由时钟发生电路和功能显示电路两部分组成。

以集成电路NE555为核心器件构成自激多谐振荡器。

当电源开关S闭合时，电源通过电阻R1和R2向电容器C1充电。

当C1刚充电时，由于555的②脚处于低电平，故输出端③脚呈高电平；当电源经R1、R2向C1充电到2/3电源电压时，输出端③脚电平由高变低，555内部放电管导通，电容C1经R2向555的⑦脚放电，直至C1两端电压低于1／3电源电压时，555的③脚又由低电平变为高电平，C1又再次充电，如此循环工作，形成振荡。

555的频率可以通过改变电阻R2的阻止而改变，其时钟输出直接进入4017的14脚，这样来驱动8个LED负载
工具/原料
∙电阻：2K2×1；47K×1；270×8
∙电容：0.1μF×1；
∙电解电容：1μF×1
∙IC：LM555×1；CD4017×1；
∙LED：随意
∙电源：9V
∙其它：万用电路板×1；导线若干；电烙铁、焊锡丝、助焊剂、镊子、万用表等
步骤/方法
按照下图中电路原理图和PCB电路板设计并进行焊接，只要元器件选择和接线无误，电路不需调试即可正常工作。

注意事项
∙LM555和CD4017在焊接时要迅速，如果没有把握，安装集成电路插座，避免高温损坏IC；
∙LED极性不要接错，管脚长的一端为正极，尽量选择同样型号的led，有助于一致显示；
∙如需改变流水灯的工作频率，可小范围调整电解电容或47K电阻的数值。

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。

NE555+CD4017流水灯专业班级：电气工程及其自动化（1）班学号：12011247052姓名：指导老师: 日期：2013年6月NE555+CD4017流水灯流水灯实验套件采用3V直流供电，通过调节电位器RP1，可改变流水灯的流动速度。

当阻值增大时，流动速度变慢，反之，则流动速度变快。

也可在电容C2两端加入音频信号，来控制流水灯的流水速度。

一、电路工作原理NE555时基电路组成振荡电路，电源VCC通过电阻R2、RP1向电容C1充电，当充电到一定程度后，2、6脚电压升高，当2、6脚电压升高到2/3VCC后，3脚输出为低电平，7脚对地呈低阻态，电容C1通过电位器和7脚对地放电，当放电至使2、6脚电压低于1/3VCC时，3脚输出为高电平，7脚对地呈高阻态，VCC通过RP1又开始对电容C1充电，周而复始。

通过调节RP1的阻值，可以改变电容充放电的时间常数,从而改变3脚输出脉冲的频率。

从3脚输出振荡脉冲作为CD4017工作的时钟脉冲，在时钟脉冲的作用下，CD4017十进制计数器开始计数，从10个输出端依次输出高电平，不断循环。

10只发光二极管被依次点亮。

二、实验器材三、集成电路简介1.NE555NE555内部等效电路图管脚图1脚：公共地端为负极。

2脚：低触发端TRIG，低于1／3电源电压时即导通。

3脚：输出端OUT，电流可达200mA。

4脚：强制复位端RESET，不用时可与电源正极相连或悬空。

5脚：用来调节比较器的基准电压，简称控制端CONT，不用时可悬空，或通过0.01μF电容器接地。

6脚：高触发端THRES，也称阈值端，高于2/3电源电压时即截止。

7脚：放电端DISCH。

8脚：电源正极VDD。

2.CD4017CD4017 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。

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。