郑州科技学院
《数字电子技术》课程设计报告
题 目： 闪烁警示灯
学 院：
专 业： 电子科学与技术
班 级： 10级4班
班级学号：
姓 名：
指导教师：
完成日期： 2012 年 03 月 09 日
目 录
1目的 ........................................... 1
2设计的任务与要求 ................................ 1
3设计方案与论证 .................................. 1
4设计原理及功能说明 .............................. 3
6硬件的制作与调试 ................................ 5
6.1元器件的识别： ............................. 5
6.2电路的排版与焊接 ........................... 6
6.3组装调试 ................................... 6
6.4设计电路改进意见和展望： ................... 8
7 总结 ........................................... 8
参考文献 ........................................ 10
附录一：总电路原理图 ............................ 11
附录二：元件清单 ................................ 12
附录三：实物图 .................................. 13
1 1目的
电子技术综合课程设计是集电路分析、模拟电子技术、数字电子技术以及电
路实验、模拟电子技术实验、数字电子技术实验等课程之后的一门理论与实践相
结合的综合设计性课程。 它的开展是为了提高和增强我们学生对电子技术知识
的综合分析与应用能力。这 于提高我们学生的电子工程素质和科学实验能力非
常重要，是电子技术人才培养成 长的必由之路。这次课程设计的要求是完成闪
光警示灯的设计。在我们日常生活中和工农业生产中 ,有好多情况下 ,需要安装
警示灯或标志灯 ,以提醒人们注意。例如 ,道路施工时 ,需在施工现场挂上红色
安全警示灯 ,以确保行人和行车的安全。高层建筑物的顶端按有关的规定必须设
置红色警示灯 ,以确保飞机安全飞行。为引起大家注意 ,在一般情况下 ,多采用
红色的警示灯 ,且最好能发出闪烁光。但有时后在某些情况下又不需要其工作,
比如某些大型的器物，白天很明显，只需在夜间提醒人们注意。 闪烁警示灯在
现实生活中的应用十分广泛，主要是起到警示的作用，本次设计是闪烁警示灯，
主要利用的是多谐振荡器的原理，多谐振荡器又称为无稳态触发器，它没有稳定
的输出状态，只有两个暂稳态，输出矩形波，在矩形波的驱动下，发光二极管发
光闪烁。
2设计的任务与要求
用两种不同颜色的发光二极管（红灯与绿灯）作为警示灯，多谐振荡器驱动
二极管发光。
绿灯的闪烁周期远大于红灯。
绿灯和红灯不能同时亮。
本电路所用的电源为+6V。
3设计方案与论证
方案一：
矩形波可以驱动发光二极管闪烁，可以用可编程控制元件8083作为定时器。
2 不过需要汇编语言编程，操作起来不容易。
方案二：
利用两个555振荡电路相互协调就可以实现交替闪烁，首先要实现单个灯闪
烁，并初步确定充放电的电容电阻值的范围。然后再考虑两个灯怎样实现交替闪
烁，理论上可以把两个电路的3角输出接到一起，通过高低电频的阻断作用实现
交替闪烁， 得出方案可行的结论。并且实现起来比较简单，所用元器件较少，
基本达到了题目所要求的功能。多谐振荡器是一种无稳态电路，在他接通电源后，
不需要外加出发信号，电路的状态就能够自动地不断变换，产生矩形波输出。从
而产生多谐振荡，波形的变化引起电路电流的变化，从而可以控制发光二极管闪
烁功能。此方案的概念图如下：
图1：结构图
方案可行性：
方案一电路复杂，操作简单。方案二不管在操作和经济上都高于方案一，所
以本次设计采用方案二。
设计的总电路图：
多谐振荡器1 绿 灯 红 灯 多谐振荡器2
串 联
3 图2：原理图
4设计原理及功能说明
555定时器连接成多谐振荡器，电容的充放电使555定时器的3接口周期性
的输出矩形波，使发光二级管闪烁。绿灯与红灯串联起来，使红绿灯无法同时亮。
具体发光情况 如下：
表1：原理图表
4 5单元电路的设计
图3：多谐振荡器图
该电路中使用555定时器，其中4管脚是接运算放大器的输出端，根据555
的功能可知，当4管脚达到高电压（3v），此时若6号管脚大于2/3Vcc（4v）,2
号管脚大于1/3Ec（3v）电路就会导通，发光二极管就会发出闪烁。
555的充电时间：T1=0.7*(R1+R2)*C=0.065s
放电时间：T2=0.7*R2*C=0.007s
振荡周期：T=T1+T2=0.072s
振荡频率：f=1/T=13.9Hz
占空比： D=T1/T=0.90
多谐振荡器2与多谐振荡器1的接法相同，只是电阻参数相同。其相关参数
如下：
555的充电时间：T1=0.7*(R1+R2)*C=1.875s
放电时间：T2=0.7*R2*C=1.546s
振荡周期：T=T1+T2=3.421s
5 振荡频率：f=1/T=0.29Hz
占空比： D=T1/T=0.54
两灯的串联接法等效电路图如下：
图4：闪烁灯模型图
U1等效多谐振荡器1，U2等效多谐振荡器2。当U1为高电平U2为高电平
是，LED2两端电压为0，LED2熄灭，LED1亮；当U1为低电平U2为高电平
时，LED1亮，LED2熄灭；当U1为高电平U2低电平时，电流经LED2和U2
流向地线，LED1熄灭，LED2亮；当U1为低电平U2为高电平时，两灯都熄灭。
6硬件的制作与调试
使用的主要仪器、仪表：万用板、焊烙铁、示波器、万用表
6.1元器件的识别：
判断电容的正负极 ：通常情况下长脚为正极，短脚为负极，但也有可能把
长脚剪短了，所以需要先测一下，先假定某极为“+”极，万用表选用R*100或
R*1K挡，然后将假定的“+”极与万用表的黑表笔相接，另一电极与万用表的
红表笔相接，读出读数。然后将电容放电（两根引线碰一下），然后两只表笔对
调，重新进行测量。两次测量中，阻值大的那次，黑表笔接的就是电解电容的正
极。
6 判断运算放大器和555定时器的引脚：有缺口的为第一引脚，按逆时针依次
为为2、3、4、5、6、7、8
2.2 555集成块介绍：555定时器的内部电路框图及逻辑符号和管脚排列分别如图
所示。
VCC
OUTU1555_TIMER_RATED
GNDDISRSTTHRCONTRI
图5： 555定时器
引脚功能：
Vi1（TH）：高电平触发端，简称高触发端，又称阈值端，标志为TH。
Vi2（）：低电平触发端，简称低触发端，标志为。
VCO：控制电压端。
VO：输出端。
Dis：放电端。
RD：复位端。
6.2电路的排版与焊接
按照电路图，根据使用最少导线的原理对电路的进行排版，将各元器件和导
线焊接在万用板上（在焊接上时由于温度很高，所以没焊接一个接口后等一段时
间在焊接下一个，并且要注意尽量减少焊接口的数量。
6.3组装调试
6.3.1调试电路的方法和技巧：调试方法通常采用先分调后联调（总调）。因为对
于任何复杂电路，实际都是由一些基本单元电路组成，因此，调试时可以循着信
7 号的流向，由前向后逐级调整各单元电路。其思想方法是由逐步到整体，即分步
完成各单元电路调试的基础上，逐步扩大调试范围，最后完成整机调试。采用这
种调试方法的最大优点是能及时准确地发现和解决问题，因而新设计的电路一般
都采用该调试方法。按照上述调原则，具体调试步骤如下：
（1）通电观察
先将直流稳压电源调到要求值，然后再接入电路。此时观察电路有无异常现
象，包括有无冒烟、是否有异常气味、手摸元器件是否发烫、以及电源有否被短
路等。如果出现异常，应立即切断电源，并待排除故障后才能再次通电。经过通
电观察，确认电路已能进行测量后，方可转入正常调试。对于电子电路，它的一
个重要特点是交、直流并存，而且直流又是电路正常工作的基础。因此，无论是
分调还是联调，都应遵循先调静态、后调动态的原则。
（2）静态调试
静态调试是指在没有外加信号的条件下所进行的直流测试和调整过程。通常
为防止外界干扰信号窜入电路，输入端与地之间往往需要短接。测量静态工作点
的基本工具是万用表，为测量方便，往往是用万用表直流电压档测量分压电阻和
运算放大器对地的电压，然后计算各管的集电极电流等静态参数。但测试时，必
须时时考虑到万用表电压档内阻对被测电路的影响，如500型万用表直流档电压
的内阻为20KΩ/V，因此2.5V档的内阻为 20KΩ/V×2.5V=50KΩV ，50V档为
1MΩ。通过静态测试，可以及时发现己经损坏的元器件，判断电路工作状态，
并及时调整电路参数，使电路工作状态符合设计要求。
（3）动态调试
动态调试是在静态调试的基础上进行的。在电路的输入端接入幅度和频率合
适的正弦信号电压，然后采用信号跟踪法，即用示波器和毫伏表沿着信号的传递
方向，逐级检查各有关点的波形和信号电压的大小，从中发现问题，并予以调整。
在动态测式中过程中，示波器的信号输入方法最好是置于“DC”挡，这样可通
过直接耦合方式，同时观察被测信号的交、直流成分。电路在动态工作时，应注
意到放大电路的前后级之间是互相影响的。前级放大器相当于后级放大器的信号
源，而后级放大器则是前级放大器的负载，两级之间通过输出、输入电阻相互影
