当前位置：文档之家 › 多功能流水灯课程设计报告

多功能流水灯课程设计报告

  • 格式：doc
  • 大小：170.00 KB
  • 文档页数：10

多功能流水灯课程设计报告 重庆交通大学 多功能流水灯课程设计报告 2013—2014学年第一学期

学院： 机电与汽车工程学院 专业： 机械电子工程 班级： 11级机电子3班 姓名： 学号： 指导老师： 摘 要 在平常生活工作中，我们经常看到不同的彩灯，其中也包括本电路设计的多功能流水灯，这种灯主要利用计数器，触发器，本设计方案中利用NE555构成多谐振荡产生连续脉冲作为CD4017的脉冲源，在经过74HC240驱动输入到发光二极管。

关键字：连续脉冲 流水灯 多功能 前 言

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，如广告装潢、家居装饰、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规律的功能，主要考察了数字电路中的计数器、、多谐振荡等，多谐振荡电路给其它的电路提供脉冲源，设计过程中需要了解相关芯片（NE555、CD4017、74HC240）的具体功能，引脚图，真值表，认真布局，在连接过程中更要仔细认真。

第一章 设计意义及目的

1.1、设计意义： A、熟悉多功能流水灯的原理与功能； B、掌握数字电路的功能，学会如何用555时钟电路产生方波信号； C、熟悉掌握计数器、震荡器的功能与原理； D、了解时序电路与逻辑电路的功能与应用。 1.2、设计目的： A、掌握组合逻辑电路、时序逻辑电路及数字逻辑电路系统的设计、安装、测试方法； B、进一步巩固所学的理论知识，提高运用所学知识分析和解决实际问题的能力； C、提高电路布局﹑布线及检查和排除故障的能力； E、提高自己焊接电路板的能力； F、培养书写综合实验报告的能力。

第二章 方案设计

2.1、设计思路：

由555时钟电路产生的方波信号，输入到10位计数——分频器(CD4017)，分频计

数产生输出信号经过74HC240驱动后输出到发光二极管上，发光二极管循环依次点亮。 由于74HC240只能对8位二进制数进行反相，所以电路中加入了两个三极管非门。三极管非门应保证当输入低电平时三极管可靠地截至，则输出为高电平；当输入高电平时三极管工作在深度饱和状态，则输出为低电平。 2.2、元件组成：

根据多功能流水灯的设计思路，可知多功能流水灯有以下元件组成：NE555谐振荡器、CD4017计数器、74HC240反相、9014三极管（2个）、电阻为470Ω（10个）、电

阻10K（3个）电阻300K（1个），LED灯（10个），电容0.47μF/10 V（1个）和电容0.01μF/10V（1个）。

第三章 系统设计方案 3.1、NE555谐振荡器 R4DC7Q3GND1

VCC8TR2TH6CV5U2

NE555R1300k

R210k

V=5V

C10.01uF

C20.47uF

电路中NE555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C3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C2经W和R2向555的⑦脚放电，直至C2两端电压低于1／3电源电压时，555的③脚又由低电平变为高电平，C2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位器的阻值而改变，其时钟输出直接进入4017的14脚，这样来驱动10个LED负载，使其循环点亮。 3.2、分频器CD4017

CLK14E13MR15CO12Q03Q12

Q24

Q37

Q410

Q51

Q65

Q76

Q89

Q911

U1

4017 CD4017计数器总共有16个引脚，其中它有10个引脚是输出端，CLK为脉冲信号输入端，时钟输入端的斯密特触发器具有脉冲整形功能，对输入时钟上升和下降时间无限制，随着脉冲的输入CHF4017 10个输出引脚依次输出高电平，当完成10个输出时CHF4017自动复位，CO（进位输出）在前五个脉冲为高电平，后五个脉冲时为低电平。运用555时基电路构成多谐震荡器以提供时钟脉冲。 3.3、74HC240 1A021A141A261A382A0112A1132A2152A3171OE12OE191Y0181Y116

1Y214

1Y312

2Y09

2Y17

2Y25

2Y33

U3

74HC241 由于74HC240只能对8位二进制数进行反相，所以电路中加入了两个三极管非门。三极管非门应保证当输入低电平时三极管可靠地截至，则输出为高电平；当输入高电平时三极管工作在深度饱和状态，则输出为低电平。 3.4、流水灯总电路：

第四章 电路板制作 4.1、电路板连线： 根据上图所示的电路，在电路板上安放好元器件，再依次焊接上。 4.2、电路板的调试：

（1）检查电路设计的原理图，并确定连接无误； （2）检测导线是否断路，再用万用表检测每部分是否完好； （3）检查整个电路是否都正确，看每个发光二极管是不是都能正常发光，各部件均能正常工作，看流水灯是否能正常工作。 4.3、可能出现的问题及处理方法： （1）如果流水灯不能正常工作，检查电路是否正确，如果仍然无法工作，就在

CLK 14 E 13 MR 15 CO 12 Q0 3 Q1 2 Q2 4 Q3 7 Q4 10 Q5 1 Q6 5 Q7 6 Q8 9 Q9 11 U1 4017 R 4 DC 7 Q 3 G N D 1 V C C 8 TR 2 TH 6 CV 5 U2 NE555 R1 300k R2 10k 1A1 2 1A2 4 1A3 6 1A4 8 2A1 11 2A2 13 2A3 15 2A4 17 1G 1 2G 19 1Y1 18 1Y1 16

1Y3 14

1Y4 12

2Y1 9

2Y2 7

2Y3 5

2Y4 3

U3

74HC240

R3 470 R4 470 R5 470 R6 470 R7 470 R8 470 R9 470 R10 470 R11 470 R12 470

R13 10k R14

10k Q1

9014

Q2 IRFL9014

D1 LED D2 LED D3 LED D4

LED D5 LED D6 LED D7 LED D8 LED D9 LED D10 LED

V=5V C1 0.01uF

C2 0.47uF 检查看电路焊接上是否有虚焊等情况； （2）如果只有一部分LED灯没有亮，那就检查看那些没亮的LED灯是否有故障，如果没有故障再看那部分的连接有没有错误； （3）如果只有一个灯光点亮且不闪烁，检查ＮＥ５５相连电容是否烧坏或反接，如若不是则是元件本身的问题。 （４）如果接上电源后，出现冒烟等现象，应立即断开电源，检查设备全面排除故障。

第五章 结果分析和总结 5.1、结果分析：在根据电路图连接好线路并焊好电路板之后，接上电源观察结果，发现十个灯泡都不工作，无法起到流水灯的功效，出现这种情况可能原因如下： 1. 由于导线不够，造成连线过于紧密，造成短路，这可能是最为主要原因； 2. 因为缺少经验，所以在焊接上可能存在虚焊和焊不足； 3. 可能是元件的故障造成的。

5.2、总结：通过这一次课程设计，了解了多功能流水灯的一系列功能，学到了如何使用NE555产生方波信号，学会了制作多功能流水灯的一般工艺，在这一次的课程设计中第一次接触到了仿真软件Ｐｒｏｔｕｅｓ，学会了一些的简单基本操作。通过焊电路板的过程，学到了焊电路的一些东西，虽说原料有限，在原料不足的情况下也学到了不少。

附录 1. NE555引脚图 2. NE555集成电路内部方框图

3. NE555电路的引脚功能 ——TR 触发 TH 阈值 —R 复位 DIS 放电端 OUT

输出

Vcc31 >Vcc3

2

H 导通 L

Vcc31 Vcc32 H 原状态

Vcc31 × H 截止 H

× × L 导通 L 4. CD4017引脚图

合集下载

多功能流水灯设计_毕业设计说明书

多功能流水灯设计_毕业设计说明书

多功能流水灯设计毕业设计说明书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。

（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。

LED流水灯实验报告

LED流水灯实验报告

#include "intrins.h"
#define uint unsigned int
void delays(uint z)
{
uint i,j;
for(i=z;i>0;i--)
for(j=110;j>0;j--);
}
void main()
{
uint temp1,temp2;
temp1=0x01;
2.掌握汇编语言程序和C语言程序设计方法。
3.培养实践技能，提高分析和解决实际问题的能力。
三、设计任务及要求
1.用个发光二极管作为显示电路
2.实现LED动态显示
3.能连续循环显示
四、设计思路
LED流水灯实际上是一个带有八个放光二极管的单片机最小应用系统，即为由晶振LED灯、电阻、电容器、电源等电路和必要的软件组成的单个单片机。
在此我们还需注意一点，由于人眼的视觉暂留效应以及单片机执行每条指令时的时间很短，我们在控制二极管亮灭的时候应该延迟一段时间，否则我们就看不到“流水”的效果了。
五、模块介绍
采用AT89C51作为主控芯片，将P1分别接8个LED实现显示，采用汇编语言编程和C语言实现。方案框图如下：
图2.1
六、元件清单
元件
AT89C51芯片外形结构和引脚分布图
2、实验效果
图中LED灯的两端都接的是高电平，要能使所接的LED灯正向导通发光则
通过写入单片机的程序控制单片机P2端口的高低电平来实现灯的亮与熄
3.2 LED电路原理图
引脚功能说明：
40引脚VCC芯片电源，接+5V，20引脚接地，XTL1
单片机是一种时序电路，必须有脉冲信号才能工作，在它的内部有一个时钟产生电路，一种是内部振荡方式，只要接上两个电容和一个晶振即可；另一种是外部振荡方式，采用外部振荡方式时，需在XTL2上加外部时时钟信号（详细的内容将在以后的课程中专门介绍）。
流水灯实验报告

流水灯实验报告

流水灯实验报告实验目的，通过搭建流水灯电路，了解流水灯的工作原理，并掌握基本的电路连接方法和元器件的使用。

实验仪器与设备，LED灯、电阻、导线、面包板、电源等。

实验原理，流水灯是一种常见的LED灯效应，通过控制LED灯的亮灭顺序，形成灯光流动的效果。

在电路连接方面，我们需要使用电阻来限制LED灯的电流，以保护LED灯不受损坏。

实验步骤：1. 将LED灯和电阻连接到面包板上，按照电路图连接好各个元器件。

2. 将面包板连接到电源上，注意接线的正确性和稳定性。

3. 打开电源，观察LED灯的亮灭顺序，确认流水灯效果是否正常。

实验结果与分析：经过实验，我们成功搭建了流水灯电路，并且观察到LED灯按照一定的顺序亮灭，形成了流水灯的效果。

这说明电路连接正确，元器件工作正常。

在实验过程中，我们发现电阻的作用是非常重要的，它可以限制LED灯的电流，防止LED灯受损。

同时，电源的稳定性也对流水灯的效果有着重要的影响，稳定的电源可以保证LED灯的正常工作。

实验总结：通过本次实验，我们对流水灯的工作原理有了更深入的了解，也掌握了搭建流水灯电路的基本方法。

在今后的学习和实践中，我们可以运用这些知识，进行更多有趣的电路搭建和实验。

实验中还需要注意安全问题，避免短路和触电等意外情况的发生。

在实验过程中，要严格按照操作规程进行，确保实验的顺利进行。

最后，希望通过这次实验，大家能够对电路连接和LED灯效应有更深入的理解，为今后的学习和科研打下坚实的基础。

结语，本次实验结束，谢谢大家的参与和配合，希望大家能够从中收获知识，不断提高自己的实验能力和动手能力。

流水灯的实验报告.docx

流水灯的实验报告.docx

流水灯的实验报告.docx实验名称：流水灯实验目的：通过使用电子元件和编程语言，实现流水灯的效果，加深对电子元件和编程语言的理解和掌握。

实验器材：Breadboard、Arduino UNO开发板、5个LED（红、绿、蓝、黄、白）、220欧姆电阻5个、跳线若干。

实验原理：Arduino开发板是一种微控制器，通过在电路板上嵌入一个Atmel AVR微处理器和其他相关电子元件，来帮助设计师快速构建各种复杂的电路。

利用Arduino开发板可以轻松地使用各种传感器、电机、执行器和其他电子元件。

而流水灯的实现则需要将5个LED连接到Arduino板的数字引脚13、12、11、10、9，通过编程语言，实现LED灯的不断闪烁和流动效果。

实验步骤：1. 将5个LED分别插入到Breadboard中，用220欧姆电阻限制电流。

将LED的正极连接到Arduino板的数字引脚13、12、11、10、9上，将LED的负极连接到接地引脚GND 上。

2. 将Arduino板通过USB线连接到电脑上，并打开Arduino IDE。

3. 在Arduino IDE中输入以下代码：void setup() {for (int i=9; i<14; i++) { //数字引脚9到13pinMode(i, OUTPUT); //将引脚模式设置为输出模式}}void loop() {for (int i=9; i<14; i++) { //数字引脚9到13digitalWrite(i, HIGH); //将当前引脚的LED亮起delay(200); //等待200毫秒digitalWrite(i, LOW); //将当前引脚的LED灭掉}}4. 点击“上传”按钮，将程序上传到Arduino板上。

5. 实验完成后，观察Arduino板上5个LED灯的状况。

可以看到，LED灯会不断地闪烁和流动，形成类似琉璃灯的效果。

实验结论：通过本次实验，我们成功实现了流水灯的效果。