电子线路课程设计说明书双节拍彩灯设计

电子线路设计与仿真课程设计说明书题 目 双节拍彩灯设计 长沙学院课程设计鉴定表设计题目脉冲分频器指导教师指导教师意见：评定等级： 教师签名： 日期： 辩论小组意见：评定等级：辩论小组长签名：日期：教研室意见：教研室主任签名： 日期： 系部意见：系主任签名：日期：说明课程设计成绩分“优秀、“良好、“及格、“不及格四类；摘 要脉冲分频电路是一种十分重要的电路，在ARM于一些需要精准时钟节拍的芯片中内部集成了脉冲分频电路，这次电子线路课程设计我熟悉了一种简易的脉冲分频电路，可以实现2分频，脉冲宽度可调的电路。通过调节1M电阻，从而改变RC电路充放电时间，来改变矩形波占空比，从而模仿PWM，或者是进行脉冲分频。关键词：时钟，分频，可调，PWM目录1 绪论或前言2 实习的主要内容08电子线路设计与仿真课程设计任务书系(部):电子与通信工程系 专业: 应物 指导教师: 孙利平、高岳民、袁媛 2010-1-3课题名称多型双节拍彩灯设计设计内容及要求1、 设计内容选题范围：本次课程设计必须包含模拟电路、数字电路两局部内容，各局部要求如下：1.1 模拟电路局部：1.1.1、直流稳压电源类：串联稳压、三端稳压等1.1.2、信号源振荡器类：数电模电不限；1.1.3、放大器类低频、中频、高频、音频、甲类、乙类、丙类等：晶体管、运算放大器等；1.1.4、滤波器类有源、无源：高通、低通、带通、带阻；1.1.5、信号运算类：加减法、调幅、调频、鉴频、鉴相、微分、积分、检波、AD/DA转换；、常规IC的典型应用电路等；1.1.7、晶体管电路设计和电子电路制作大全中的范例老师提供；1.2 数字电路局部：1.、逻辑电路门电路、编码器、译码器、触发器、计数器、存放器等综合应用；、单片机电路的综合应用；、交通灯、数字钟、频率计、密码锁、数字电位器的应用等；2、设计要求：2.1、设计电路的参数自拟，要求带有综合性的课题必须包含模拟电路和数字电路设计，且有一定的实用价值，重要参数的设计以及重要的波形图需在课程设计说明书中表达；2.2、必要的参数计算或根本原理说明及相关仿真测试数据分析说明；2.3、每个同学间的课题不得完全相同； 2.4、自拟课题报指导老师审查；设计工作量1、祥见实习指导书2、课程设计提交的资料：2.1 课程设计说明书打印稿及电子文档；2.2 电路仿真源文件；2.3 Protel 99SE中原理图文件、PCB文件、元件库和封装库文件、元件清单包括型号、封装等信息；进度安排起止日期或时间设计内容或预期目标备注2011年1月4日7日见课程设计指导书教研室意见年 月 日系部主管领导意见年 月 日3 设计作品名称或课题：多型双结派彩灯设计3.1电路原理图： 移位存放器及初值设定电路图1 移位电路图电路运用双向4位移位存放器74LS194，将U1的右移输入端DSR与U2的输出端Q3相连；将U1的左移输入端DSR与U2的输出端Q0相连；U2的右移输入端DSR与U1的输出端Q3相连；将U1的右移输入端DSR与U2的输出端Q0相连，是U1、U2构成一个8位的双向移位存放器，用于控制8路彩灯。另外74LS194的第一引脚MR为置0端，低电平有效，所以需要将其与电源相连，防止置0。用两个4P的拨码开关和8个1K的下拉电阻构成初值设置电路与移位存放器的并行置数端0P-P3连接。当拨码开关短接时，直接将电源短接至并行置数端，那么移位存放器相应的置数端口为高电平；假设拨码开关断开，那么并行置数端在下拉电阻的作用下呗设置为低电平。3.1.2 串级型电源：串级型电源是一种在输入与输出间串联的接入控制器件晶体管等构成的电源。这种方式的电源在控制输出电压的过程中在电源控制器件上也产生电压降控制器件上产生无用功，所以输出电压必然低于输入电压。也就是说只能做降压型电源。由于控制器件上必然产生电压降，这些电压降变成了功耗，从而降低了电源的效率。电源的损失=控制器件上的电压降*输出电流。该电路稳定性好，噪声低。图2 串级型电源电路LM833是低电平、双通道运算放大器。主要特点是：低电压噪声、15MHz带宽、低失真度0.001%、防静电2KV设计、具备较好的频率特性。图3 LM833 引脚图及引脚功能NPN9013是一种最常用的普通三极管。它是一种低电压,大电流,小信号的NPN型硅三极管。一般特性： 集电极电流Ic：Max 500mA ；集电极-基极电压Vcbo：40V；工作温度：-55 to +150 功率(W):0.625 ；fT(MHZ):-.；hFE :64 202和9012PNP相对。 主要用途： 开关应用、射频放大、 低噪声放大管图4 NPN引脚图31.3 把戏选择电路由一个单刀三掷的开关来选择彩灯把戏。单刀三掷的开关接于电源时74LS194的S0端为“1，S1端通过一个反相器后为“0，那么彩灯循环右移；单刀三掷的开关接地时74LS194的S0端为“0，S1端通过一个反相器后为“1，那么彩灯循环左移；当单刀三掷的开关接于555定时器的输出端是，选择左右交替移动的把戏。同时将555定时器接成多谐振荡的形式，且输出方波占空比是可以调节的。图5 把戏选择电路功能介绍： 单定时器。电压VCC = 4.5V时分钟时VCC = 16V的，最大。电源电流Icc = 3mA的，类型，国际商会=为6mA，最大VCC = 5V时，国际商会在7.5mA =，类型，为ICC = 15mA.max关系VCC = 15V时。NE555引脚图介绍如下：1地 GND 2触发 3输出 4复位 5控制电压 6门限(阈值7放电 8电源电压Vcc图 6 555引脚图 图 7 74LS04引脚图及真值表 脉冲产生电路图8 脉冲产生电路脉冲产生电路由555定时器组成，将555芯片的第2 脚和第6脚短接，构成多谐振荡电路，这是芯片输出引脚3将输出频率稳定的脉冲信号。脉冲信号的频率可以通过调节充电电容和电阻的大小来改变。 彩灯控制电路彩灯控制电路的原理是通过移位存放器的并行输出来决定，当输出为“1时，彩灯通电发亮，当输出为“0时，彩灯不通电而熄灭。图9 彩灯控制电路3.2 工作原理、仿真和性能测试与分析：1当单刀三掷开关接电源时，彩灯为右移把戏。 图10 电路仿真12当单刀三掷的开关接地时，彩灯为左移把戏。 图 11 电路仿真23当单刀三掷开关接555定时器时，彩灯为左右交替移动的把戏。因变化为瞬间的，具体选择可参考附带protues仿真 图 12 电路仿真34时序仿真以单刀三掷开关接地时的时序为例，时序仿真图如下： 图 13 时序仿真图5PCB图如下：图14 PCB图4 心得体会：通过此次课程设计，让我收获了很多知识和经验。感谢老师给我们这次亲自动手，自行完成课题设计的时机，让我们受益匪浅。在很多能力上有了很大的提高，加深了对电路的分析能力，掌握了常用电子器件的类型和特征，学会了电子电路的调试。在设计过程中，了解了很多元器件的功能，并且对其在电路中的使用有了更多的认识。通过这次课程设计，我认识到自己的理论知识还不够，所以在以后的学习中，我要加强理论知识的学习，让自己在实践的根底上有理论的指导。这次课程设计同样使我懂得了理论结合实际的重要性，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论与实践相结合起来，才能真正掌握知识，从而提高自己的实际动手能力和独立思考能力。更重要的是，我们无论做什么工作都要具有良好的专业素质，以后遇事不要急躁，做事要严肃认真细心，最为电子系学生，我们要养成仔细严谨的工作和科学作风，容不得半点马虎，一个元器件的接错可能导致很大的失误。通过实习，我们能更好的了解自己的缺乏，了解关于课程设计应注意的各方面，能够为我们以后继续学习积累一笔珍贵的财富。总结这次设计，我经过自己的努力在参考资料缺乏的情况下独立将设计工程完成，这是令人可喜的地方，但是在整个过程中依然暴露了许多缺乏：本次设计的核心和创新点就在于彩灯循环速度以及循环时间。而速度的调节时通过改变滑动变阻器来实现的，由于选择的滑动变阻器调节精度较低，所以控制很难到达精确无误。2.创新改良意见设计以圆满完成，各项功能指标也都有已经道道预期目标，但整个电路系统依然有许多有待改良的地方。(一) 控制的彩灯不需要局限于8路，运用多个74LS194芯片进行大规模级连就可以实现多路彩灯的循环控制功能，这样能使整个电路系统更贴近于实际应用。二 将555定时电路中的滑动变阻器改为精密调节的，这样而已对彩灯循环时间进行精确的控制。另外还可以采用分立元件组成的多谐振荡器电路来代替555定时电路以降低整个设计本钱。以上就是我对自己这次设计的总结。通过这次锻炼，我自己的能力得到了不小的提高。在未来的工作岗位中我也将发扬坚持不懈的精神，做一名合格的人才。6 存在的缺乏及建议：在本次设计的学习和研究过程中我感觉受益很深，不但让我懂得了许多理论知识，更给了我一个理论联系实际的时机，让我学到了许多书上学不到的东西。但是由于时间有限，我们不能做出实物的PCB版，也因此失去了很多完善自己能力的时机。参考文献：1电子技术根底数字局部第五版，康光华主编，高等教育出版社.2电子技术根底模拟局部第五版，康光华主编，高等教育出版社.3电子线路CAD实用教材第三版，潘永雄、沙河编著，西安电子科技大学出版社4 5电子电路制作大全；6晶体管电路设计；