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流水灯毕业设计流水灯毕业设计在现代科技的快速发展下，电子技术已经成为我们生活中不可或缺的一部分。
而作为电子技术的重要应用之一，流水灯在各种场合中得到了广泛的应用。
流水灯以其炫目的效果和多样的变化方式，成为了人们喜爱的装饰品。
因此，我决定选择流水灯作为我的毕业设计主题。
首先，我将介绍流水灯的基本原理和工作方式。
流水灯由一组LED灯组成，这些LED灯按照一定的顺序依次点亮和熄灭，形成了流动的效果。
其原理是通过电子元器件控制LED灯的亮灭状态，从而实现流水灯的效果。
流水灯的工作方式可以通过编程来实现，也可以通过硬件电路来控制。
接下来，我将介绍我设计的流水灯的具体实现方法。
首先，我选择了一款高亮度的RGB LED灯，这样可以实现更丰富的灯光效果。
然后，我设计了一个控制电路，通过控制电路中的开关和计时器，可以实现流水灯的效果。
在控制电路中，我使用了555定时器芯片来控制LED灯的亮灭时间和顺序。
通过调整定时器的参数，可以实现不同的流水灯效果。
为了提高流水灯的可变性和实用性，我还添加了一些功能。
首先，我设计了一个可调节亮度的电路，可以根据需要调整流水灯的亮度。
其次，我增加了一个音乐控制模块，可以根据音乐的节奏和音量来控制流水灯的亮灭状态。
这样，流水灯可以根据音乐的节奏变化而变化，增加了观赏性和趣味性。
在设计的过程中，我遇到了一些困难和挑战。
首先，LED灯的控制需要精确的时间控制，因此我需要学习和掌握555定时器芯片的使用方法。
其次，音乐控制模块的设计需要对音频信号的处理有一定的了解。
为了解决这些问题，我查阅了大量的资料，进行了反复的实验和调试。
在完成设计后，我进行了实际的制作和调试。
通过焊接电路板、连接元器件和编写程序，我最终成功地制作出了一款功能完善、效果出色的流水灯。
在调试过程中，我发现了一些问题，并进行了相应的修改和优化。
经过多次的调试和改进，流水灯的效果达到了我预期的效果。
通过这次毕业设计，我不仅学到了很多电子技术的知识，还提高了自己的动手能力和解决问题的能力。
流水灯模拟控制系统（课程设计论文）引言流水灯就是一组灯在控制系统的控制下按照设定的顺序和时间来点亮和熄灭，这样就能形成如流水一样的视觉效果。
现在很多街上的店面和招牌上面就安了流水灯，在夜里看上去如流水一样变换闪烁、美不胜收。
流水灯控制可用多种方法实现，例如可运用模电和数电的知识，利用移位寄存器实现对流水灯的控制：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。
因为我最近在自学单片机的教程，对单片机这个具有体积小、功能强、成本低、应用面广等优点小东西起了浓厚的兴趣，本着学习单片机就要理论与实践并重的理念，我决心用单片机来做这次流水灯课程设计，检验自己对单片机知识的吸收和掌握的程度。
当今时代是一个新技术层出不穷的时代，在电子领域尤其是自动化智能控制领域，传统的分立元件或数字逻辑电路构成的控制系统，正以前所未见的速度被单片机智能控制系统所取代，可以说，智能控制与自动控制的核心就是单片机。
因此，作为未来电子自动化领域主力，我们应该掌握有关单片机的知识，以跟上科技的发展和时代的潮流。
1系统总体方案设计1.1 设计主要功能由课程设计任务书可知，首先要求八个灯LED0至LED7依次点亮，间隔时间为一秒。
待八个灯全部点亮后，再由LED7至LED0依次熄灭，间隔时间同样为一秒。
等到灯全部熄灭后，再控制灯八个灯同时闪烁4次，闪烁一次的时间为1秒，共计四秒。
附加功能：灯LED0-LED1-LED2-LED3构成字母A的“/”，灯LED7-LED6-LED5构成字母A的“\”，灯LED4构成字母A的“-”，按照写字母A的顺序依次点亮各个小灯，间隔时间为500毫秒。
等到灯全部点亮后，再控制八个灯同时闪烁3次，闪烁一次的时间为500毫秒。
由于延时时间较短，在灯明灭时我们可以明显地观测到字母A的流水灯效果。
1.2 设计要点本次课程设计中的流水灯实际上就是一个带有八个发光二极管的单片机最小应用系统，即为由发光二极管、晶振、复位、电源等电路和必要的软件组成的单个单片机。
单片机控制左右循环的流水灯设计单片机是一种微型计算机芯片，可以用于控制和管理各种电子设备。
流水灯是一种经典的电子元件，通过依次点亮或熄灭一组LED灯来形成流动效果。
本文将设计一个使用单片机控制的左右循环流水灯。
设计思路：1.硬件设计：a.先准备一个单片机开发板、一组LED灯和与LED灯串联的电阻。
b.将LED灯按照循序连接，连接方式可以为并联或串联。
c.通过引脚和外部电路将LED灯与单片机的IO口相连。
每个LED灯与一个IO口相连，并且通过电阻限流。
2.软件设计：a.在单片机上编写控制流水灯的程序。
这可以使用C语言或汇编语言进行编写。
b.程序主要通过循环结构来实现流水灯的效果。
编写一个循环函数，用于控制LED灯的点亮和熄灭。
c.在循环函数中，通过控制IO口输出高电平或低电平来控制LED灯的亮灭。
每次循环，根据需要逐个点亮或熄灭LED灯。
d.为了实现左右循环的效果，可以通过改变点亮或熄灭的顺序来改变流水灯的方向。
可以使用一个变量来控制点亮和熄灭的顺序，每次循环后改变该变量的值。
示例代码：以下是一个使用C语言编写的简单示例代码，来控制左右循环流水灯。
```c#include <reg52.h>//定义LED灯使用的IO口sbit LED1 = P1^0;sbit LED2 = P1^1;sbit LED3 = P1^2;sbit LED4 = P1^3;//控制流水灯循环void lightFlowint i;int direction = 1; // 控制流水灯的方向，1表示向右，-1表示向左//流水灯循环while(1)//控制LED灯的点亮和熄灭LED1=0;LED2=1;LED3=1;LED1=1;LED2=0;LED3=1;LED4=1;LED1=1;LED2=1;LED3=0;LED4=1;LED1=1;LED2=1;LED3=1;LED4=0;//根据方向改变控制顺序if(direction == 1)//向右direction = -1;}elsedirection = 1;}}void mainlightFlow(;```这个示例代码中，使用P1口上的4个IO口来控制4个LED灯的点亮和熄灭。
目录第1章方案的论述以与与最终方案的确定......................... - 1 -1.1第一种方案的论述. (1)1.2第二种方案的论证 (1)1.3第三种方案的论述 (1)1.4最终方案的确定 (2)第2章硬件设计.................................................. - 3 -2.1总体方案设计分析. (3)2.2系统逻辑框图 (3)2.3主要元器件简介 (3)2.3.1 8086CPU ························································································- 3 -2.3.2 地址锁存器74LS373的内部电路与工作原理························- 6 -2.3.3 可编程外围接口芯片8255A的简介.........................................- 8 -第3章软件设计.................................................- 13 -3.1程序流程设计.. (13)3.1.1 主程序流程·················································································· - 13 -3.1.2 程序流程图·················································································· - 14 -3.1.3 系统硬件连接图········································································· - 15 -3.1.4 源程序设计(附录) ....................................................................... - 15 -3.2设计最终理想结果与原理.. (15)3.2.1 左向移动流水灯········································································· - 15 -3.2.2 右向移动流水灯········································································· - 15 -设计心得·························································- 17 -参考文献·························································- 18 -附录······························································- 19 -第1章方案的论述以与与最终方案的确定1.1 第一种方案的论述第一种方案，使用AT89C51单片机实现流水灯闪烁设计。
实验报告单实验名称：流水灯控制系统设计实验项目：实验目的：1. 理解单片机系统软硬件开发的过程，单片机基本的I/O控制方法。
2. 掌握51单片机的汇编指令。
3. 掌握Proteus硬件仿真软件的使用及技巧。
4. 掌握Keil uVision程序开发软件的使用技巧。
实验器材：安装了Keil uVision5和Proteus的电脑；实验原理：通过更改P2口8位的高低电平，分别控制8个Led灯的亮灭。
单片机流水灯的实质是单片机各引脚在规定的时间逐个上电，使LED灯能逐个亮起来但过了该引脚通电的时间后便灭灯的过程，实验中使用了单片机的P2端口，对8个LED灯进行控制，要实现逐个亮灯即将P2的各端口逐一置零，中间使用时间间隔隔开各灯的亮灭。
使用rl或rr a实现位的转换。
然后将A寄存器转换一次便送给P2即MOV P2,A便将转换后的数送到了P2口，不断循环下去，便实现了逐位置操作。
具体的亮灭情况如下表：要实现“流水灯”效果，也就是需要将P2口的输出值发生以下变化:FE→FD→FB→F7→EF→DF→BF→7F→BF→DF→EF→F7→FB→FD→FE ..... 可以使用一个循环，不断对数据进行移位运算实现。
这里的移位指令采用RL和RR,即不带进位的位移运算指令。
如果使用带进位的位移运算指令(RLC 和RRC),则需要定期把cy置0，否则会出现同时亮起两个发光二极管的情况。
实验步骤：1.在仿真系统Proteus中实现电路原理图设计；新建设计文档、设置工作环境、选择并放置元器件、对原理图进行布线、原理图的电器规则检查、调整、保存和输出报表等。
2.源代码的设计与生成目标代码；在Keil uVision5平台进行C语言和汇编语言源代码的输入、编译与调试，并生成可执行文件.hex。
C语言存储为.c文件，汇编语言存储为.asm文件。
3.调试与仿真在Proteus中将可执行文件.hex加载到单片机中，对系统进行虚拟仿真。
第一章多功能流水灯的设计方案1.多功能流水灯的设计方案及框图1.1 基本要求设计方案1) 设计一个多功能彩灯流水控制电路。
其主要部分实现定时功能，即在预定的时间到来时，将如何产生一个控制信号控制彩灯的流向、间歇等。
2) 通过利用中规模集成电路中可逆计数器、译码器和定时器来实现正逆流水功能，并利用组合电路实现自控、手控、流向控制等功能。
1.2 提高设计方案1) 本次设计的电路只具有单向流水的功能，即正向流水和逆向流水两个功能，可以通过改变电路来实现多向流水的功能，即流水灯的流向可以通过电路的改变而改变。
2) 本次设计的流水灯电路只使用了一个芯片CD4017，可以通过增加芯片CD4017的个数，使流水灯的流向更加美观。
3) 在考虑流水灯单向和多向流水的功能的同时，可以采用更多的CD4017芯片和发光二极管来实现流水灯的闪烁，即由流水灯组合成各种图案，在流水灯发光的同时，闪烁各种美观旋律的图案。
1.3 设计框图基本原理设计框图如下图(1)所示第二章多功能流水灯设计方案单元模块电路设计2.多功能流水灯电路的设计2.1 多功能流水电路原理电路图设计的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。
在设计电路时，本次选用的脉冲发生器是由NE555与R2、R3及C3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RP进行调节。
由于RP的阻值较打，所以有较大的速度调节范围。
灯光流动控制器由一个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。
12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6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。
1 绪论 (3)1.1 课题背景及目的 (3)2 流水灯控制电路组成 (5)2.1 555定时器 (5)2.1.1 电路组成 (5)2.1.3 脉冲产生的整形电路 (8)3 流水灯控制电路的整体分析 (14)3.2 整体电路的分析 (16)结论 (21)致谢 (22)参考文献 (23)1 绪论1.1 课题背景及目的今时代是一个新技术层出不穷的时代，在电子领域尤其是自动化智能控制领域，数字逻辑电路的发展也日趋迅速，通常流水灯的设计会选择单片机编程，虽然单片机具有体积小、功能强、成本低、应用面广等优点，但是，选择单片机更大的增加了设计费用，并且对设计者的编程语言要求高，而在数字电路中，中规模集成电路以其功能强大、种类繁多，得到广泛应用。
很多中规模集成电路都具有通用性，它的应用已不仅仅局限于其本身所具有的功能。
如本文所设计的流水灯电路，就是利用中规模集成电路的功能扩展，将移位寄存器构成移存型计数器，将其输出端接到多个LED指示上。
利用数字电路来控制灯的状态，并显示设计结果。
其主要的电路原理：整个流水灯电路由时钟产生，流水程序控制驱动及功率控制元件电源供给电路等电路组成。
1.2 课题研究方法常见的流水灯控制系统中，是使用微机控制，设备复杂，成本较高；另外应用单片机控制，虽然简单，但系统智能化及传输可靠性低，且对语言的编程能力要求较高，均不理想。
为了提高系统可靠性、实用性，从而研究了一种基于模拟电子技术和数字电子技术的循环控制系统。
这种设计不仅仅应用到流水灯的控制，也在工业生产中提高自动化循环控制得到利用。
为了发光二极管形成流水效果，将电源加在555定时器中，定时发送脉冲，通过CD4017循环计数，由CD4066控制开关，使发光二极管逐个接受高电平，循环亮起，设计中，选用四种颜色的发光二极管，从而形成更好的流水效果。
1.3 基本要求设计方案（1）设计一个彩灯控制电路，使其能够产生一个控制信号控制彩灯实现灯光变换的功能。
目录一、设计目的 (2)二、设计方案 (2)三、设计要求 (2)四、设计过程 (3)五、整体电路连接电路图 (6)六、问题与调试 (7)七、心得与收获 (7)八、参考文献 (8)九、附件 (8)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，74LS163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、设计要求（1）设计一个led灯控制电路,要求8路LED灯循环流动。
（2）彩灯流速可以改变。
（3）使用数字电路芯片搭建电路，不可编程。
三、设计方案方案一：使用8位移位寄存器74ls91进行移位使LED灯移位循环流动，LM555多谐振荡器提供稳定脉冲，最终实现流水灯循环流动。
优点：使用芯片少，电路简单。
缺点：由于使用是串行输入串行输出信号不易控制，现存芯片资源有限。
方案二：使用LM555提供脉冲信号，74ls163二进制加/减计数器用来计数和输出信号通过译码器74ls138直接输出控制彩灯。
而控制流速用滑动变阻器调节电阻来改变输入脉冲频率，进而改变彩灯流速。
有点：方案易于实现，74ls163易于使用，条件要求不高，输出稳定。
缺点：比方案一搭建的电路复杂一些。
最终决定使用方案二，原因是易于实现稳定状态输出。
（一）555脉冲电路555 时基电路有双极型和CMOS 型两种。
LM555/LM555C 系列属于双极型。
优点是输出功率大，驱动电流达200mA。
而另一种CMOS 型的优点是功耗低、电源电压低、输入阻抗高，但输出功率要小得多，输出驱动电流只有几毫安。
引脚说明1 GND 地线2 TR 触发3 OUT 输出4 RES 复位5 CV 控制电压6 TH 阀值7 DIS 放电8 VCC 电源本设计由多谐振荡器产生频率的脉冲替代分频电路的作用，1号引脚接地，4、8号引脚直接接电源，其余按图2接入，R2滑动变阻器可变，R1电阻设置为１千欧姆，电容分别设为0.1μF和0.001μF这样就能产生一个可变频率的稳定脉冲。
流水灯设计报告一、引言流水灯是以LED灯珠为单元，手工焊接成流水形状的装饰灯。
此次设计的流水灯以循环变化颜色和闪烁效果为主要特点，可以在家庭和商业场所中作为装饰、展示之用。
二、设计原理与技术路线本设计的流水灯是以WS2812B灯珠为主要芯片，采用Arduino控制器为核心，配合程序实现颜色循环和闪烁效果。
主要技术路线为：1. WS2812B芯片原理图及说明WS2812B内置控制电路，电路中的每一个LED灯珠均可以接收之前灯珠传输给它的数据，这样就可以让多个LED灯珠组成一个串口线，以这样一些串口线组合起来，形成很多绚丽的效果。
2. Arduino控制器Arduino控制器以它可编程、通用性强等优点而受到广泛的欢迎。
本次设计采用的是Arduino Nano，它的体积小、成本低，可以满足流水灯的设计需求。
3. 程序设计实现本次设计采用的程序为“FastLED.h”库，它的使用非常方便，可以通过各种参数设置实现较为丰富的追踪、流水、跳跃等效果。
程序设计的实现可以在多个LED灯珠之间进行自由控制，实现多种不同的颜色、亮度、闪烁等效果。
三、硬件设计1. 硬件主要材料：Arduino Nano 控制器*1WS2812B LED 灯珠*18导线2. 硬件电路图及说明本次流水灯的电路方案非常简单，只需要将Arduino控制器和WS2812B灯珠连接即可。
其中，此次设计从Arduino控制器的引脚中、WS2812B灯珠的三个接口之中，分别连接“SDI”、“VCC”和“GND”即可。
本设计所需LED灯珠数量为18，分为3个串口，每个串口内串联6个LED灯珠。
连接电路如下图所示：四、软件设计1. 程序参数设置在程序方面，我们需要针对所需的运行效果选择一些参数，比如颜色、亮度、闪烁等特效、呼吸效果的周期等等。
本次设计中的参数设置如下：#define NUM_LEDS 18 //LED灯珠数量#define DATA_PIN 10 //WS2812B控制器从Arduino控制器中引脚的接口#define Brightness 64 //亮度设置#define DIN 10 //SDI接口连接引脚编号2. 主要程序代码程序代码部分非常简单，完整代码如下：#include<FastLED.h>#define NUM_LEDS 18#define DATA_PIN 10#define BRIGHTNESS 64CRGB leds[NUM_LEDS];五、成本预算及实现效果1. 成本预算本次流水灯的材料费用较为便宜，共耗费了约30元人民币。
目录第1章方案的论述以及与最终方案的确定··························· - 1 -1.1第一种方案的论述 (1)1.2第二种方案的论证 (1)1.3第三种方案的论述 (1)1.4最终方案的确定 (1)第2章硬件设计............................................................ - 2 -2.1总体方案设计分析. (2)2.2系统逻辑框图 (2)2.3主要元器件简介 (2)2.3.1 8086CPU ·························································································- 2 -2.3.2 地址锁存器74LS373的内部电路与工作原理 ··········································- 4 -2.3.3 可编程外围接口芯片8255A的简介 ······················································- 5 -第3章软件设计···························································· - 9 -3.1程序流程设计 (9)3.1.1 主程序流程 ·····················································································- 9 -3.1.2 程序流程图 ··················································································· - 10 -3.1.3 系统硬件连接图 ············································································· - 11 -3.1.4 源程序设计(附录) ........................................................................... - 11 -3.2设计最终理想结果及原理 (11)3.2.1 左向移动流水灯 ············································································· - 11 -3.2.2 右向移动流水灯 ············································································· - 11 -设计心得 ·····································································- 12 -参考文献 ·····································································- 13 -附录 ···········································································- 14 -第1章方案的论述以及与最终方案的确定1.1 第一种方案的论述第一种方案，使用AT89C51单片机实现流水灯闪烁设计。
黄河科技学院毕业设计说明书第1页1 绪论1.1 课题背景及目的今时代是一个新技术层出不穷的时代，在电子领域尤其是自动化智能控制领域，数字逻辑电路的发展也日趋迅速，通常流水灯的设计会选择单片机编程，虽然单片机具有体积小、功能强、成本低、应用面广等优点，但是，选择单片机更大的增加了设计费用，并且对设计者的编程语言要求高，而在数字电路中，中规模集成电路以其功能强大、种类繁多，得到广泛应用。
很多中规模集成电路都具有通用性，它的应用已不仅仅局限于其本身所具有的功能。
如本文所设计的流水灯电路，就是利用中规模集成电路的功能扩展，将移位寄存器构成移存型计数器，将其输出端接到多个LED指示上。
利用数字电路来控制灯的状态，并显示设计结果。
其主要的电路原理：整个流水灯电路由时钟产生，流水程序控制驱动及功率控制元件电源供给电路等电路组成。
1.2 课题研究方法常见的流水灯控制系统中，是使用微机控制，设备复杂，成本较高；另外应用单片机控制，虽然简单，但系统智能化及传输可靠性低，且对语言的编程能力要求较高，均不理想。
为了提高系统可靠性、实用性，从而研究了一种基于模拟电子技术和数字电子技术的循环控制系统。
这种设计不仅仅应用到流水灯的控制，也在工业生产中提高自动化循环控制得到利用。
为了发光二极管形成流水效果，将电源加在555定时器中，定时发送脉冲，通过CD4017循环计数，由CD4066控制开关，使发光二极管逐个接受高电平，循环亮起，设计中，选用四种颜色的发光二极管，从而形成更好的流水效果。
1.3 基本要求设计方案（1）设计一个彩灯控制电路，使其能够产生一个控制信号控制彩灯实现灯光变换的功能。
（2）该彩灯控制电路，在完成基本变化的基础上，可以实现彩灯的流向性，间歇性变化的要求，从而使彩灯更加丰富化。
黄河科技学院毕业设计说明书第2页（3）给彩灯流水控制电路一个控制信号，并能够使其通过利用组合电路实现自控、手控、流向控制等全方位功能。
（4）该多功能流水灯具有定时功能。
有模拟开关控制灯光的亮暗，彩灯会根据預定的要求作流向、间歇性变化，彩灯与彩灯之间亮暗间隔一定时间，从第一个彩灯开始直至最后一个，然后作重复性状态。
（5）通过利用中规模集成电路中可逆计数器和译码器实現正、逆流水功能，与此同時，根据需要使彩灯作各种各样的变化。
1.4 设计框图根据本次设计的要求，设计流水控制的原理框图如图1.1所示。
图1.1 原理框图直流电源用于提供相关电路的工作电源。
振荡器用于产生脉冲信号推动计数译码器工作。
计数译码器在推动脉冲的作用下其Q0—Q2依次循环输出高电平，开关电路受计数译码器输出的高低电平控制。
高电平输出，对应的开关闭合，低电平输出，对应的开关断开。
循环定时器实际上是一个低频振荡器，它输出的高低电平，用于控制自动切换电路。
定时器输出高电平，自动切换电路使K1,K2处于图示状态，灯光产生的流水感自左向右．定时器输出低电平,K1,K2同时改变状态，灯光产生的流水感变为自右向左。
黄河科技学院毕业设计说明书第3页2 流水灯控制电路组成2.1 555定时器555定时器是一种应用特别广泛作用很大的集成电路，属于小规模集成电路，在很多电子产品中都有应用。
其作用是用内部的定时器来构成时基电路，给其他的电路提供时序脉冲[1]。
2.1.1 电路组成555集成定时器的内部结构如图2.1所示，由基本RS触发器、比较器、分压器、晶体管开关和输出缓冲器五个部分组成]2[。
图2.1 555内部结构(1)基本RS触发器由两个与非门组成，R是专门设置的可以外部进行置0的复位端，当R=0时，使Q=0、Q=1。
所以可以把555 电路等效成一个放大电开关的R-S 触发器。
这个特殊的触发器有两个输入端：阀值端（TH）可看成是置零端R，要求高电平；触发端（TR）黄河科技学院毕业设计说明书第4页可看成是置位端S，低电平有效。
它只有一个输出端OUT，OUT可等效成触发器的Q 端。
放电端（DIS）可看成由内部放电开关控制的一个接点，放电开关由触发器的Q端控制：Q=1 时DIS端接地；Q=0 时DIS 端悬空。
此外这个触发器还有复位端R，控制电压端CV，电源端VCC 和接地端GND。
即图2.2所示。
图2.2 555等效的R-S触发器这个特殊的R-S 触发器有两个特点：（1）两个输入端的触发电平要求一高一低：置零端R 即阀值端TH 要求高电平，而置位端S即触发端TR则要求低电平。
（2）两个输入端的触发电平，也就是使它们翻转的阀值电压值也不同，当CV 端不接控制电压是，对TH（R）端来讲，> 2/3V cc是高电平1，< 2/3V cc是低电平0；而对TR（S）端来讲，> 1/3V cc是高电平1，< 1/3V cc是低电平0。
其功能真值表如表2.1所示。
如果在控制端CV 加上控制电压V C，这时上触发电平就变成V C值，而下触发电平则变成1/2V C。
可见改变控制端的控制电压值可以改变上下触发电平值。
表2.1功能真值表R TH TR OUT DIS1 1 0 低电平1 0 1 Q n保持＊0 1 高电平0 ＊＊0 低电平(2)比较器C1、C2是两个电压比较器。
比较器有两个输出端，分别标有+号和-号，如果用U+和U-表示相应输入端上所加的电压，则当U+>U-时，其输出为高电平，当U+<U-时，输出低电平，两个输入端基本上不向外电路索取电流，即输入电阻趋近于无穷大。
黄河科技学院毕业设计说明书 第 5 页(3)分压器三个阻值均为5千欧姆的电阻串联起来构成分压器（555也因此而得名），为比较器C 1和C 2提供参考电压，C 1之＋端U +=2Vcc/3，C 2之－端U -=Vcc/3。
如果在电压控制端CV 另加控制电压，则可改变C 1，C 2的参考电压。
工作中不使用CV 端时，一般都通过一个0.01μF 的电容接地，以旁路高频干扰。
(4) 晶体管开关和输出缓冲器晶体管T D 构成开关，其状态受Q 端控制，当Q 为0时T D 截止、为1时T D 导通。
输出缓冲器就是接在输出端的反相器G 3，其作用是提高定时器的带负载能力和隔离负载对定时器的影响。
综上所述可知，555定时器不仅提供了一个复位电平为2Vcc/3，且可通过R 端直接从外部进行置0的基本RS 触发器，而且还给出了一个状态受该触发器Q 端控制的晶体管开关，因此使用起来极为灵活。
2.1.2 555定时器基本功能表2.1所示为555定时器的功能表，它全面的表示了555的基本功能。
表2.2 555基本功能表R =00OL D R =1、TH U >2/3 V CC 、TR U >V CC /3时，C 1输出低电平、C 2输出高电平，基本RS 触黄河科技学院毕业设计说明书 第 6 页发器保持原来状态不变，因此u 0、T D 也保持原来状态不变。
R =1、TH U <2/3 V CC 、TR U <V CC /3时，C 1输出高电平、C 2输出低电平，Q =0，Q =1，u 0=u 0H 、T D 截止。
555定时器的电源电压范围较大，双极型电路V CC =4.5～16V ，输出高电平不低于电源电压的90％，TTL 型的带拉电流和灌电流负载的能力可达200mA ；CMOS 电路V DD =3～18V ,输出高电平不低于电源电压的95％，带拉电流负载的能力为1mA ，灌电流负载的能力为3.2mA [2]。
2.1.3 脉冲产生的整形电路在数字电路中，基本工作信号是二进制的数字信号或两状态的逻辑信号，二进制数字信号只有0，1两种数字符号，逻辑信号0，1两种取值都具有二值特点。
而获取矩形脉冲波形的途径不外乎以下两种：一种是利用各种形式的多谐振荡器电路直接产生所需要的矩形脉冲，另一种则是通过各种整形电路把已有的周期性变化波形变换为所要求的矩形脉冲。
当然，在采取整形的方案时，是以能够找到频率和幅度符合要求的一种已有电压信号为前提的。
在同步时序电路中，作为时钟信号的矩形脉冲控制并且协调着整个系统的工作。
因此，时钟脉冲的特性直接关系到系统能否正常地工作。
脉冲产生的整形电路种类很多,本设计中应用的电路属于产生矩形脉冲的多谐振荡器,用于产生环形移位寄存器的CP 脉冲。
经常应用的脉冲整形电路有:施密特触发器和单稳态触发器。
这几种电路的用途很广，利用它们不只是可以方便地获取矩形脉冲。
例如，多谐振荡器就经常用作产生标准频率信号和时间信号的脉冲发生器；施密特触发器除用作整形外，还可以用于电平比较和脉冲鉴幅等；从延迟和定时角度看，单稳态触发器本身就是很好的脉冲延迟环节和定时单元。
其输出端送出的脉冲，一路直接送入CD4017的计数脉冲输入端{14}脚。
用于产生CD4066模拟开关切换的控制信号[3]。
2.2 环形译码寄存器CD4017环形移位寄存器由集成芯片CD4017实现，十进制计数／分频器CD4017]5[是一种用途非常广泛的电路。
内部结构如图2.3所示，由计数器及译码器两部分组成，由译码黄河科技学院毕业设计说明书第7页输出实现对脉冲信号的分配，整个输出时序就是00、01、02、…、09依次出现与时钟同步的高电平，宽度等于时钟周期。
图2.3 CD4017内部结构功能框图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种封装方式。
其引脚图如图2.4所示。
同时CD4017的工作条件为：电源电压控制在3V～15V范围内，输入电压范围控制在0V～VDD内，工作温度范围：N类：55℃～125℃、E类：40℃～85℃。
图2.4 CD4017引脚图CD4017是5位Johnson计数器，具有10个译码输出端，CP、C r、EN、输入端。
时钟输入端口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。
EN为低电平时，计数器在时钟上升沿计数；反之，计数功能无效。
C r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黄河科技学院毕业设计说明书第8页高电平。
在每10个时钟输入周期CO信号完成一次进位，并用作多计数链的下级脉动时钟。
CD4017引脚功能:芯片有10个译码输出Q0～Q9;MR为清零端,CP0和CP1是2个时钟输入端,三个输出端的控制：0Y1Y2Y。
每个译码输出一般处于低电平,且在时钟脉冲由低到高的上升沿输出高电平;每个高电平输出维持1个时钟周期; 每输入10个时钟脉冲,输出一个进位脉冲,因而进位输出信号可作为下一级计数器的时钟信号。
在清零输入端(R)加高电平或正脉冲时,只有输出端Q0为高电平,其余各输出端都为低电平"0"。
