彩灯的控制实训报告

1.整机设计 1.1 设计要求 1.1.1 设计任务

设计由几种常用集成数字芯片组成的彩灯控制电路，彩灯用8个发光二极管代替，设置外部操作开关，它具有控制彩灯亮点的右移、左移、全亮及全灭等功能。

1.1.2 性能指标要求

一、设置外部操作开关，它具有控制彩灯亮点的右移、左移、全亮及全灭等功能

二、彩灯亮点移动时间间隔取1秒 三、占空比约等于50% 四、彩灯的布图形状随意

1.2 整机实现的基本原理及框图 1.2.1 基本原理

通过两片集成双向移位寄存器74LS194和拨码开关控制右移﹑左移和一个拨码开关进行预置端让其全亮﹑全灭和一个由555芯片构成的CP产生电路。

移位寄存器74LS194是一个具有移位功能的寄存器，寄存器中所存的代码能够在一位脉冲的作用下依次左移或右移，555芯片是一种产生时间延迟和多种脉冲信号的电路，并且集成芯片74LS04是非门，能进行循环。所以此电路的基本原理是由555芯片产生脉冲，传给移位寄存器74LS194，再经过非门与拨码开关实现循环、左移、右移、全亮、全灭的功能。

1.2.2 总体框图

电 源 输 入 接 口 555 芯 片 CP 产 生 电 路 彩 灯 演 示 电 路 彩 灯 控 制 电 路

总体框图

2．各功能电路实现原理及电路设计 整个电路的设计电路图:

（1） 电源输入接口

由一个接口和一个发光二极管（如果接入正确则灯亮）和一个300欧的电阻保护。其电路图如下：

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电源输入接口

（2）555芯片CP产生电路

方案一：由555定时器接成多谐振动器。其图如下：

555定时器接成多谐振动器图

振动周期： T=0.7（R1+2R2）C

输出脉冲占空比： q=(R1+R2)/(R1+2R2)

方案二：由555定时器接成多谐振动器但其占空比可调。其图如下

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555定时器接成多谐振动器占空比可调图

在这次电路设计中我选择的CP产生电路是第2中方案，是为了便于调占空比。

电容取：4.7μf 0.01μf 电阻取：两个47kΩ 50kΩ精密 电位器：50kΩ精密电位器 其原理图如下：

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555芯片CP产生电路

（2） 彩灯控制电路

2片移位寄存器74LS194级联实现。其八个输出信号端连接八个300欧电阻（保护发光二极管）和八个发光二极管和一片74LS04（控制彩灯循环亮的作用）和拨码开关控制输入的高低电平。其图如下：

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彩灯控制电路

（3） 彩灯演示电路

2片移位寄存器74LS194级联实现。其八个输出信号端连接八个300欧电阻（保护发光二极管）和八个发光二极管。其电路图如下

彩灯演示电路图

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双向移位寄存器74LS94

CP移位脉冲动=输入端 CR非异步置0低电平有效 工作方式控制端

S1 S0 = 00 时，保持功能； S1 S0 = 01 时，右移功能。 S1 S0 = 10时，左移功能。

S1 S0 = 11 时，并行置数功能。 DSR右移串行数码输入端

Q3~~Q0并行数据输出端，从高位到低位依次为 Q3 ~ Q0

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74LS194 C0 1 1 1 1 1 1 1 S1 S0 CP DSL DSR D0 D1 D2 D3 Q× × × × × × × × 0 × × × × × 1 0 0 × 输 入 输 出 0 0 QQ2 Q3 0 × × × × × 1 0 0 1 1 0 1 1 1 0 0 0 说明 置零 并行置数 右移输入1 右移输入0 左移输入1 左移输入0 × d0 d1 d2 d3 d0 d1 d2 d3 × × × × 1 QQ1 Q2 × × × × 0 QQ1 Q2 QQ3 QQ3 1 0 保 持 × × 1 0 × × × × × × Q× × × × × Q× × × × × CDSR Q0 Q1 Q2 Q3 CR D0 D1 D2 D3 C74LS194功能表

S1 S0 DS保 持

3．制作与调试过程 制作

①找资料、画原理图和PCB图 ②打印PCB图、原理图、装配图

③磨板、转印、腐蚀、打孔、涂松香、插元器件、焊接

调试过程

插好电源，把单刀双掷开关向右拨与向左拨，实现全亮与全灭功能。在对数进行预置，拨拨码开关的1、2、3、4 和S0S1的01、10对数进行左移、右移等功能。

4．电路测试

4.1 测试仪器与设备 万用表

4.5V的电池盒 3节1.5V电池

4.2 指标测试

①拨动开关S4看其是否可实现全亮﹑全灭

②对电路板进行预置后进行调试看其是否能实现左移和右移

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5．实训心得体会

通过这次数电实训，我学会了很多很多知识。在实训中我懂得了要一步一个脚印，慢慢研究，才能成功。在做实训的整个过程中，把所有的错误全部检查出来了，最后成功了，虽然很累，但最后很有成就感。又一次领会了“失败乃成功之母”这句话。

从这次实训中，我进一步了解做一个电路板的流程。第一步，找资料理解每一部分电路的结构和功能，在原有的基础上加上自己所要求的，在纸上画原理图，所需的元器件的清单；第二步，在protel上画原理图，不懂的及时找辅导老师或自己查找资料并画出正确的原理图；第三步，把原理图导入到PCB板去并合理的摆放元器件，认真核对原理图和PCB图的管脚是否一一对应，根据试验板的大小在PCB板上设计大小，以及合理的设置走线规则和焊盘大小，不同的器件要不同的焊盘大小，各个网络线的大小不同；第四步，用砂纸把铜板上的氧化物磨掉；第五步，打印并转印PCB图到我们的铜板上去，一般转印三次（160C时）如果转印的不是很理想应在腐蚀前拿油性笔把不好的线补起来，腐蚀时应注意人体不要和腐蚀液接触。第五步，打孔，把板上的油墨擦掉，并清洗干净。在铜板的那面擦上松香水以防止铜板氧化，等待铜板干。第六步，焊接元器件，再调试。 在这次实训中，在调试过程中，把电源插上，电源接口的发光二极管亮了，这表明电源接通了，但因为我的不小心，电池上的两根电源线碰上，结果短路了，此时发关二极管被烧坏了，不过幸亏有这保护电路，要不我的整块板都会被烧掉，所以我觉得以后做电路设计的时候，尽量做保护电路，而且在调试时要特别小心，这样电路才不会出错。

我更懂得了，不管是实训还是在现实生活中，我们必须要有自信，并不断发现问题，解决问题，不断来提高自己。最后我想说的是谢谢我们的指导老师，帮我们答疑，发现错误，才能是我们这样顺利的完成这次实训。

6．参考文献

(1) 谢自美．电子线路设计·实验·测试（第二版）．武汉：华中科技大学出版社，2000 ⑵苏文平.电子技术实践与制作教程.国防工业出版社，2006 ⑶童诗白.模拟电子技术基础.高等教育出版社，2006

⑷张华林 周小方. 电子设计竞赛实训教程. 北京：北京航空航天大学出版社，2007 ⑸林春方. 电子线路学习指导与实训. 北京：电子工业出版社，2004

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附录：

附录1：元件明细表

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附录2：电路原理图

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附录3：PCB图

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