流水燈電路的制作

流水燈電路的制作一、概述：隨著電子技術的快速開展尤其是數(shù)字技術的突飛猛進，多功能流水燈憑著簡易，高效，穩(wěn)定等特點得到普遍的應用。在各種娛樂場所、店鋪門面裝飾、家居裝潢、城市墻壁更是隨處可見，與此同時，還有一些城市采用不同的流水燈打造屬于自己的城市文明，塑造自己的城市魅力。目前，多功能流水燈的種類已有數(shù)十種，如家居裝飾燈、店鋪招牌燈等等。所以，多功能流水燈的設計具有相當?shù)拇硇浴６喙δ芰魉疅?，就是要具有一定的變化各種圖案的功能，主要考察了數(shù)字電路中一些編碼譯碼、計數(shù)器原理，555定時器構成時基電路，給其他的電路提供時序脈沖，制作過程中需要了解相關芯片〔NE555、CD4017〕的具體功能，引腳圖，真值表，認真布局，在連接過程中更要細致耐心。二、電路原理圖三、電路工作原理多功能流水燈原理電路圖如上圖所示。原理電路圖由振蕩電路、譯碼電路和光源電路三局部組成。本文選用的脈沖發(fā)生器是由NE555與R2、R3及C1組成的多諧振蕩器組成。主要是為燈光流動控制器提供流動控制的脈沖，燈光的流動速度可以通過電位器R3進行調節(jié)。由于R3的阻值較大，所以有較大的速度調節(jié)范圍。燈光流動控制器由一個十進制計數(shù)脈沖分配器CD4017和假設干電阻組成。CD4017的CP端受脈沖發(fā)生器輸出脈沖的控制，其輸出端(Q0~Q9)將輸入脈沖按輸入順序依次分配。輸出控制的脈沖，其輸出控制脈沖的速度由脈沖發(fā)生器輸出的脈沖頻率決定。10個電阻與CD4017的10個輸出端Q0~Q9相連，當Q0~Q9依次輸出控制脈沖時10個發(fā)光二極管按照接通回路的順序依次發(fā)光，形成流動發(fā)光狀態(tài)，即實現(xiàn)正向流水和逆向流水的功能。電源電路所采用的電源為5V。四、PCB板的設計五、元器件清單六、電路的組裝與調試1、電路的組裝方法和步驟〔1〕篩選元器件。對所有購置的元器件進行檢測，注意它們的型號、規(guī)格、極性，應該保質量?！?〕按草圖在PCB板上組裝并焊接。要求：=1\*GB3①元器件布局整齊、美觀，同類型元器件高度一致；=2\*GB3②焊接良好，無虛焊、錯焊、連焊等缺陷。2、電路調試與故障排除本電路無需多少調試，只要檢查電路有無插錯元器件，檢查元器件的極性、管有無接錯，電路連接是否正確，焊接是否良好，無虛焊等缺陷,然后接通電源＋5V，觀察燈閃是否按照從第1組到第10組燈順序依次點亮成流水狀即可。如有問題，先用萬用表電壓檔測量IC(CD4017)的〔14〕腳的時鐘信號是否正常。如正常，那么是CD4017及其后面的電路問題，需檢查元器件是否插錯，電路連接是否正確，焊接是否到位等。如不正常，那么是該振蕩器沒有產(chǎn)生振蕩，說明IC(555)及其外圍電路有問題，需檢查相應元器件及其電路。七、知識鏈接：1、CD4017的邏輯功能表和引腳圖〔1〕、CD4017的管腳功能CD4017集成電路是十進制計數(shù)／時序譯碼器，又稱十進制計數(shù)／脈沖分頻器。它是4000系列CMOS數(shù)字集成電路中應用最廣泛的電路之一，其結構簡單，造價低廉，性能穩(wěn)定可靠，工藝成熟，使用方便。它與時基集成電路555—樣，深受廣闊電子科技工作者和電子愛好者的喜愛。目前世界各大通用數(shù)字集成申電路廠家都生產(chǎn)4017，在國外的．產(chǎn)品典型型號為CD4017，在我國,早期產(chǎn)品的型號為C217、C187、CC4017等?！?〕、CD4017C結構原理CMOSCD4017采用標準的雙列直插式16腳塑封，它的引腳排列如圖2所示。CC4017是國標型號，它與國外同類產(chǎn)品CD4017在邏輯功能、引出端和電參數(shù)等方面完全相同，可以直接互換。本書均以CD4017為例進行介紹：其引腳功能如下：①腳〔Y5〕：第5輸出端；②腳(Y1)：第1輸出端，=3\*GB3③腳(Yo)：第0輸出端，電路清零時，該端為高電平；④腳〔Y2〕：第2輸出端；=5\*GB3⑤腳(Y6)：第6輸出端；⑥腳(Y7)：第7輸出瑞；⑦腳(Y3)：第3輸出端；⑧腳(Vss)：電源負端；⑨腳(Y8)：第8輸出端，⑩腳(Y4)：第4輸出端；11腳(Y9)：第9輸出端，12腳(Qco)：級聯(lián)進位輸出瑞，每輸入10個時鐘脈沖，就可得一個進位輸出脈沖。因此，進位輸出信號可作為下一級計數(shù)器的時鐘信號，13腳(EN)：時鐘輸入端，脈沖下降沿有效；l4腳〔CP〕：時鐘輸入端，脈沖上升沿有效；〔15〕腳：清零輸入端，在“R”端加高電平或正脈沖時，CD407計數(shù)器中各計數(shù)單元輸出低電平“0”，在譯碼器中只有對應“0”狀態(tài)的輸出端YO為高電平，16腳(VDD)：電源正端，3—18V直流電壓。CD4017內部邏輯電路是由十進制計數(shù)器電路和時序譯碼電路兩局部組成。其中的D觸發(fā)器F1—F5構成了十進制約翰遜計數(shù)器，門電路5—14構成了時序譯碼電路。約翰遜計數(shù)器的結構比擬簡單，它實質上是一種串行移位存放器。除了第三個觸發(fā)器是通過門電路15、16構成的組合邏輯電路作用于F3地D3端以外，其余各級均是將前一級觸發(fā)器的輸出端連接到后一級觸發(fā)器的輸入端D的，計數(shù)器最后一級的Q5端連接至第一級的D1端。這種計數(shù)器具有編碼可靠，工作速度快，譯碼簡單，只需由二輸入端的與門即可譯碼，且譯碼輸出無過渡脈沖干擾等特點。通常只有譯碼選中的那個輸出端為高電平，其余輸出端均為低電平，約翰遜計數(shù)器狀態(tài)如下表所示。當加上清零脈沖后，Q1—Q5均為“0”，由于Q1的數(shù)據(jù)輸入端D1是Q5輸出的反碼，因此輸入第一個時鐘脈沖后，Q1即為“1”，這時Q2—Q5依次進行移位輸出，Q1的輸出至Q2，Q2的輸出至Q2，……。如果繼續(xù)輸入脈沖，那么Q1為新的Q5，Q2—Q5仍依次移位輸出。CD4017是十進制計數(shù)器／時序譯碼器，其應用極其廣泛。圖2是CD4017管腳排列圖，采用16腳雙列直插式塑料封裝形式。圖2CD4017管腳功能圖CP端在輸入時鐘脈沖的上升沿計數(shù)，時鐘允許端EN為0時允許時鐘脈沖輸入，為“1”時，禁止時鐘脈沖輸入。在輸入時鐘脈沖的作用下，Q0—Q9的十個輸出端依次為高電平。R為復位端，當R＝1時，計數(shù)器清零，Q0為1，其余Q1—Q9均為0。2、NE555集成電路內部方框圖及引腳圖NE555是一種應用特別廣泛作用很大的的集成電路，屬于小規(guī)模集成電路，在很多電子產(chǎn)品中都有應用。NE555的作用是用內部的定時器來構成時基電路，給其他的電路提供時序脈沖。NE555時基電路有兩種封裝形式有，一是dip雙列直插8腳封裝，另一種是sop-8小型〔smd〕封裝形式。其他ha17555、lm555、ca555分屬不同的公司生產(chǎn)的產(chǎn)品。內部結構和工作原理都相同。NE555的內部結構可等效成23個晶體三極管.17個電阻.兩個二極管.組成了比擬器.R