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1、數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)-循環(huán)彩燈控制器第一章設(shè)計(jì)要求及思路設(shè)計(jì)循環(huán)彩燈設(shè)計(jì)要求及思路設(shè)計(jì)1.1設(shè)計(jì)要求(1)共有紅、綠、黃3色彩燈各9個(gè)，要求安一定順序和時(shí)間關(guān)系運(yùn)行。(2)動(dòng)作要求：先紅燈，后綠燈，再黃燈，分別按0.5S的速度跑動(dòng)一次，然后，全部紅燈亮5S，再黃燈，后綠燈，各一次。以此循環(huán)。(3)對(duì)各組燈的控制，要求有驅(qū)動(dòng)電路。(4)對(duì)跑動(dòng)電路，可以每3個(gè)一組，交叉安裝，分別點(diǎn)亮每一組，利用視覺(jué)暫停，達(dá)到跑動(dòng)的效果。1.2設(shè)計(jì)思路提供的元件有4017——十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，555定時(shí)器。3個(gè)一組紅、黃，綠燈
2、依次0.5s跑動(dòng)循環(huán)電路9個(gè)一組紅、黃，綠燈各持續(xù)亮5s跑動(dòng)圖1.1根據(jù)此框架圖設(shè)的實(shí)現(xiàn)方案該任務(wù)要求：先紅燈，后綠燈，再黃燈，分別按0.5S的速度跑動(dòng)一次，然后，全部紅燈亮5S，再黃燈，后綠燈，各一次。以此循環(huán)。根據(jù)此要求電路總體上可以分為三部分：一部分電路為控制0.5s的跑動(dòng)。一部分電路為控制5s的跑動(dòng)。一部分電路為實(shí)現(xiàn)這兩種跑動(dòng)的循環(huán)。因些可以選用一個(gè)555多諧振蕩器（周期為0.5秒，然后使用4017實(shí)現(xiàn)十分頻，使周期為5秒）用來(lái)控制跑動(dòng)的速度，再選兩個(gè)4017芯片，因?yàn)?017芯片在正常工作下
3、，連續(xù)送入時(shí)鐘脈沖時(shí)，其十個(gè)輸出端會(huì)依次輸出高電平。這樣可以用一個(gè)4017芯片點(diǎn)亮0.5s的跑動(dòng)，用一個(gè)4017芯片來(lái)點(diǎn)亮5s的跑動(dòng)。因?yàn)樵趦蓚€(gè)周期恰好為10倍關(guān)心，故5s周期的4017的Q0端口可以實(shí)現(xiàn)控制0.5s周期的4017的開(kāi)通與關(guān)閉，選用一個(gè)9014NPN改裝成非門從而來(lái)實(shí)現(xiàn)循環(huán)功能，即用9014來(lái)控制4017芯片的開(kāi)通和關(guān)閉，最后加上復(fù)位電路即可實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?.3單元電路設(shè)計(jì)與參數(shù)計(jì)算在整個(gè)電路中，其主要的組成部分有：555定時(shí)器和4017芯片組成的3個(gè)一組0.5s依次跑動(dòng)：-11-數(shù)字
4、電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)-循環(huán)彩燈控制器第一章設(shè)計(jì)要求及思路設(shè)計(jì)圖1.2(由于仿真時(shí)，設(shè)置的時(shí)間跟實(shí)際理論計(jì)算的不符合，故仿真時(shí)時(shí)間可能不是0.5s)555定時(shí)器和4017芯片組成的9個(gè)一組持續(xù)亮5s的：圖1.3（由于仿真時(shí)，設(shè)置的時(shí)間跟實(shí)際理論計(jì)算的不符合，故仿真時(shí)時(shí)間可能不是5s）NPN組成的一個(gè)循環(huán)電路：（本來(lái)是要用hc4060+CD4013（D觸發(fā)器，用它做2分頻電路）+32768Hz的晶振組成秒定時(shí)，產(chǎn)生秒脈沖來(lái)做循環(huán)電路的，不過(guò)由于其中的芯片沒(méi)接觸過(guò)也比較復(fù)雜，所以就沒(méi)用此方案，改為用NPN組成的
5、循環(huán)電路。）設(shè)計(jì)過(guò)程中各個(gè)單元的詳細(xì)原理、電路圖和仿真狀態(tài)如下：第一部分電路：實(shí)現(xiàn)3個(gè)一組紅燈，后黃燈，再綠燈，分別依次跑動(dòng)一次的電路，電路如下圖：-11-數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)-循環(huán)彩燈控制器第一章設(shè)計(jì)要求及思路設(shè)計(jì)圖1.4圖1.5圖1.6-11-數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)-循環(huán)彩燈控制器第一章設(shè)計(jì)要求及思路設(shè)計(jì)此電路主要用到一個(gè)555多諧振蕩器和一個(gè)4017芯片，4017芯片有十個(gè)輸出端口，而每3個(gè)一組的燈都接一個(gè)4017的輸出端口，這樣可控制任務(wù)中的9組燈。電路中的555多諧振蕩器的輸出端接4017的脈
6、沖輸入控制，555多諧振蕩器不斷的產(chǎn)生脈沖送入4017芯片的脈沖輸入端，從而使4017芯片的輸出端（01，02，03，04，05，06，07，08，09）依次為高電平，這樣就控制指燈不斷的跑動(dòng)！第二部分電路：用來(lái)實(shí)現(xiàn)全部9個(gè)一組紅燈，再黃燈，后綠燈，各亮一次。電路如下圖：圖1.7圖1.8-11-數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)-循環(huán)彩燈控制器第一章設(shè)計(jì)要求及思路設(shè)計(jì)圖1.9此電路主要用到一個(gè)555多諧振蕩器和一個(gè)4017芯片，4017芯片有十個(gè)輸出端，而每9個(gè)億組的燈都接一個(gè)4017的輸出端（共接三個(gè)），這樣可控
7、制任務(wù)中的3組燈。電路中的555多諧振蕩器的輸出端接4017的脈沖輸入控制，555多諧振蕩器不斷的產(chǎn)生脈沖送入4017芯片的脈沖輸入端，從而使4017芯片的輸出端（01，02，03）依次為高電平，這樣就控制3組指燈持續(xù)亮5s依次跑動(dòng)循環(huán)！第三部分電路：用來(lái)實(shí)現(xiàn)兩種的跑動(dòng)不斷循環(huán)。此部分電路主要是用一個(gè)NPN改裝成的非門來(lái)實(shí)現(xiàn)交替循環(huán)工作！1.4電路完整工作過(guò)程電路運(yùn)行時(shí)第一部分的555多諧振蕩器首先工作不斷的給控制著9組燈（3個(gè)一組）的4017芯片送去脈沖，從而使4017的十個(gè)輸出端依次為輸出高電平。
8、接到高電平的組燈就會(huì)發(fā)光。這樣就實(shí)現(xiàn)先紅燈，后黃燈，再綠燈，分別依次0.5s跑動(dòng)。這時(shí)第二部分的電路開(kāi)始運(yùn)行。這樣就使全部紅燈，再黃燈，后綠燈，各亮一次。而當(dāng)綠燈全部亮完后，這時(shí)第二部分的4017的第一個(gè)輸出端（Q0）輸出高電平，也給NPN送去一個(gè)脈沖，使NPN導(dǎo)通，然后第一部分的4017不在清零，使第一部分的電路工作3個(gè)一組的組燈依次點(diǎn)亮、依次跑動(dòng)。如此實(shí)現(xiàn)了3個(gè)一組先紅燈，后黃燈，再綠燈0.5s依次跑動(dòng)，讓后再9個(gè)一組，先紅燈，后黃燈，再綠燈持續(xù)亮5
