目录
1 技术指标 (1)
1.1技术要求 (1)
1.2 初始条件 (1)
2 设计方案及其比较 (1)
2.1 圈式流水灯电路的基本原理 (1)
2.2 方案一 (1)
2.2.1 电路原理框图及原理图 (1)
2.2.2 方案一电路原理分析 (2)
2.3 方案二 (3)
2.3.1 电路原理图 (3)
2.3.2 方案二电路原理分析 (3)
2.4 方案三 (4)
2.4.1 电路原理框图及原理图 (4)
2.4.2 方案三电路原理分析 (4)
2.5 方案比较 (5)
3 实现方案 (5)
3.1 实现方案元件清单 (5)
3.2 实现电路原理分析 (6)
3.2.1 矩形脉冲产生电路 (6)
3.2.2 八进制序列脉冲产生电路 (7)
3.2.3选通发光二级管及显示电路 (8)
3.2.4 实现方案总电路图及原理分析 (9)
3.3 实现方案面包板布线图 (10)
4 调试过程及结论 (10)
4.1 Proteus仿真结果 (11)
4.2 面包板线路调试过程 (11)
4.3 调试出现的问题 (12)
4.4 结论 (12)
5 心得体会 (12)
6 参考文献 (13)
圈式流水灯电路的设计
1技术指标
1.1 技术要求
设计一种利用发光二极管作为流水灯指示,实现连接成圆圈式的发光二极管依次循环点亮形成移动的光点,要求可以实现流水灯的循环时间可以调节。
1.2 初始条件
直流可调稳压电源一台、万用表一块、面包板一块、元器件若干、剪刀、镊子等必备工具。
2 设计方案及其比较
2.1 圈式流水灯电路的基本原理
圈式流水灯电路主要包括两部分电路，第一部分电路产生矩形脉冲波，该部分电路可由555定时器构成多谐振荡器产生。第二部分电路实现选通发光二级管的功能，使圈式排列的灯循环闪亮，该部分电路的实现可采取多种方案。
流水灯发光时间的调节可以通过改变第一部分多谐振荡电路外接电阻，电容实现，也可以通过改变第二部分电路的频率即进制来实现。
2.2 方案一
2.2.1 电路原理框图及原理图
图1为方案一电路的原理框图。电路由脉冲产生电路，八进制序列脉冲产生电路，选通发光二级管电路及显示电路组成。
图1 方案一的原理框图
图2为方案一的电路原理图。由NE 555定时器,74LS 161计数器，74LS 138译码器及相应元器件组成。
图2 方案一的电路原理图
2.2.2 方案一电路原理分析
将NE 555定时器连接成多谐振荡器，用来产生矩形脉冲信号，矩形脉冲信号作为74LS 161计数器的输入脉冲触发计数器工作，将计数器的Q 3端通过一个非门与清零端MR 相连构成8进制计数器，计数器的低三位输出端与74 LS 138译码器的低三位输入端连接，则计数器产生的000-111的八进制序列经译码器译码输出，译码器的输出端循环输出低电平。将发光二级管阴极连接在输出端则实现了八盏灯的循环点亮。
发光时间的调节通过滑动变阻器实现。RV 1’为滑动变阻器接入电路部分的电阻，多谐振荡电路产生脉冲的周期T =0.7*C 2*(R 1+2R2+2RV 1’)，频率f =1/T 。发光二级管发光时间即为T 。改变RV 1’的值可改变脉冲频率，进而实现了发光时间长短的调节。C 1为退耦合电容，消除工作过程中由于输出信号突变引起的干扰，提高电路的稳定性。C 2与相应电阻连接构成充放电电路。R 3为过流保护电阻。
多谐振荡器矩
形脉冲产生电
路。（NE 555） 八进制序列脉冲产生电路 （74LS 161） 选通发光二级管电路 （74LS 138） 显示电路 （LED ）
2.3.1 电路原理图
图3是方案二的电路原理图。电路主要由矩形脉冲产生电路与十进制计数分频器电路构成。由于4017芯片可看做是计数器与译码器的组合，所以省略其原理框图。
图3 方案二的电路原理图
2.3.2 方案二电路原理分析
方案二的矩形脉冲产生电路及发光时间的调节原理同方案一。IC4017芯片为十进制计数译码器，可实现计数和译码的功能，可用来代替方案一中的74 LS161计数器和74 LS138译码器。其内部由计数器及译码器两部分组成，经计数译码后实现了在连续脉冲触发下，输出端从Q0-Q7端依次输出与脉冲同步的高电平的功能。输出端与发光二级管相连可达到灯依次闪亮的的效果。
4017芯片的CLK端为脉冲输入端。E为使能端，低电平有效。MR为清零端，高电平清零。4017有Q0-Q9 10个输出端，当有连续脉冲输入时，Q0-Q9循环输出高电平。将Q8端与MR端相连，当第九个脉冲输入时Q8输出由低电平变为高低电平，MR端输入高电平，各输出端清零，在接下来的脉冲到来时又从Q0到Q7循环输出高电平脉冲信号。将发光二级管连成共阴极，阳极与Q0-Q7连接，可实现八盏灯的循环闪亮。
2.4.1 电路原理框图及原理图
图4为方案三的电路原理框图，其由脉冲产生电路，N 进制控制电路，选通及显示电路组成。
图4 方案三的原理框图
图5为方案三的电路原理图，电路主要由NE 555定时器，74LS 161计数器与74LS 199移位寄存器组成。
图5 方案三的电路原理图
2.4.2 方案三电路原理分析
方案三中由多谐振荡电路产生的脉冲周期T =0.7C 2(R 1+2R 2),频率f =1/T ，作为下一级计数器的输入脉冲。74LS 161计数器可以将输入脉冲N 分频（N 小于等于16），即N 进
多谐振荡器矩
形脉冲产生电路。（NE555） N 进制 控制电路 （74LS161） 选通发光二级管电路 （74LS199） 显示电路 （LED ）
