流水灯课程设计报告

　目 目

　录 一 一 、 、 设计要求 二

　、

　设计 思路

　三

　、

　单元电路设计

　四 四 、 所需 设备与器件 五

　 、 、 整机电路 六 六 、 系统工作原理与分析

　七 七 、

　参考文献 八 八 、 、

　心得体会 ［内容摘要]

　 在日常生活中,我们经常瞧到各种各样得霓虹灯，其中当然包括本电路设计得智能流水灯，这种灯主要利用数字电子集成芯片,尤其就是利用计数器，或非门组合芯片，触发器,本设计把ＣD45１0 可预置可逆计数器得数字信号传给CD4067 十六选一芯片,而本设计只利用 CD４０67 八个脚，实现八选一功能，使I ０X

　（X 取０到７得数)在内部把高电平传给 I0x,I0ｘ把高电平传给４00１两输入或非门得 U 3B ,I 0Ｘ 把高电平通过 U ３A 传给 U ３B ，利用 I 0x ，I 0X 得数字信号到达 U 3Ｂ 得时间差,在 CD4０01 得输出端产生上升延得时钟脉冲信号,ＣD401７B１十进制计数器接受与数字对应得高电平, ０到 9 脚依次产生高电平，而 0 到9 十个流水灯依次与 CD4017Ｂ１得 0 到９脚连接,所以 0 到 9 十个流水灯从 0 到９依次点亮，依次熄灭,即正转,当 9 脚出现高电平即 9 灯点亮时,产生得上升延传给 CD4510 可预置可逆计数器,使之计数，实现下一轮得正转,当 灯正转九圈之后,CD4510 得 Q 4 变为高电平，通过ＳR 锁存器,利用其翻转功能，使 CD４5１0由加法计数变为减法计数，CD４0１7B２开始工作，CＤ4017B2 得 0 到９脚依次与 9 到 0 灯相连，所以通过ＣD406７,ＣD４001,CD401７B２得芯片得作用，使流水灯反转,反转九圈后,Q ４ 再次变为高电平,传给 RＳ得寄存器，CD４51０再次进行加法计数，流水灯就这样正转九圈后再反转九圈，因为 CD４067 得八个脚从 Ｉ ０0 到 I ０7 连接依次减小得电阻,所以正转速度越来越快，反转速度越来越慢 。

　一、设计要求：

　1 十盏灯(ＬED）循环点亮

　2 正转/反转９圈 3 速度:正转渐快，反转渐慢 二、设计 思路：

　三、单元电路设计 1 1. . 实现翻转功能得 得 S RS 触发器

　 RS 触发器,当 R、S 端同时输入１,1 信号时，Q,Ｑ"同时变为 0,0、接着当 R,S端输入 0,0 时 Q，Q’立即转变为 1，1、由此实现翻转功能、 2 2. .C C Ｄ４1 001 两输入或 非门

　CD4001 就是两输入或非门,即在一块集成块内含有四个相互独立得或非门，每个或非门有二个输入端，外接线共有１4 根，各引线得排列规律就是：使印有型号得一面朝上,将双列插脚向下，把带有凹槽标志得一边置于左方，从左下脚起逆时钟计数,依次就是 1，2，3……1４,电路管脚排列图为:

　 ２。

　CD ４ 510 0

　BC Ｄ四位可 预置可逆计数器

　 CD４５10 具有复位 CR,置数控制 LD,并行数据Ｄ0~D３,加减控制 U/Ｄ ,时钟ＣP与进位 CＩ等输入、ＣＲ为高电平时，计数器清零、当ＬD 为高电平时，D0～Ｄ3上得数据置入计数器中，CI 控制计数器得计数操作,CI＝0 时，允许计数、此时,若 U/D 为高电平，在 CP 时钟上升沿计数器加 1 计数；反之， 在 CP 时钟上升沿减１计数、 除了四个Ｑ输出外，还有一个进位/错位输出 BOＣO/ 3 3 。

　十六路模拟开关 CD40 ６7 7

　 ＣD406７得引脚功能见图.CＤ4067 相当于一个单刀十六掷开关，具体接通哪一通道，由输入地址码 ABCＤ来决定.其真值表见表: D Ｃ Ｂ A ＩNH 接通通道 0 0 0 0 ０ “0” 0 0 0 １ 0 “1”

　0 0 1 0 ０ “２” 0 0 1 1 0 “3" 0 1 0 0 ０ “４” ０ 1 0 1 0 “5” 0 １ 1 0 0 “６” 0 １ １ 1 0 “7” 1 0 0 0 0 “８” 1 0 0 １ 0 “9” 1 ０ １ ０ 0 “10" 1 ０ 1 １ 0 “11” 1 1 ０ ０ ０ “12” 1 1 0 １ 0 “13” 1 １ １ 0 0 “14” １ １ 1 １ 0 “１5”

　 1 均不接通 本设计中只用到了其中得八个引脚,所以只用到了输入得三位，即ＣBA 三个输入端,所一输出也只有 I 00 到 I 07 八个脚。

　4 4 。

　十进制计数/ / 分频器 CD40 １7 7

　CD4０17 就是十进制计数器／脉冲分配器，可组成 1～８通道循环工作得 8 循环逻辑控制器,并有实时清零功能。当 CＤ４017 得某一输出端为高电平时,其余各端均为低电平,Ｑ0~Q9 所接得发光二极管就会随 CD40１7 得计数过程不断向前跃进,形成流水状。

　十进制计数/分频器ＣD4017,其内部由计数器及译码器两部分组成，由译码输出实现对脉冲信号得分配，整个输出时序就就是Ｏ0、O1、O2、…、O9 依次出现与时钟同步得高电平,宽度等于时钟周期。

　 CD401７有 10 个输出端(O０～O9）与１个进位输出端～Ｏ５—9。每输入 1０个计数脉冲,～O5-9 就可得到１个进位正脉冲,该进位输出信号可作为下一级得时钟信号. CD4０17 有 3 个输（MR、CP０与～CP1），MR 为清零端，当在 MR 端上加高电平或正脉冲时其输出 O0 为高电平，其余输出端(O1～Ｏ９)均为低电平。CP0 与~CPｌ就是 2 个时钟输入端，若要用上升沿来计数，则信号由ＣP0 端输入;若要用下降沿来计数,则信号由～CPｌ端输入。设置 2 个时钟输入端,级联时比较方便，可驱动更多二极管发光。

　由此可见，当 CＤ4０17 有连续脉冲输入时,其对应得输出端依次变为高电平状态，故可直接用作顺序脉冲发生器. 四、所需设备与器件 １。

　U 1 ：CD451０四位ＢCD 可预置数可逆计数器 2。

　U 2 ：ＣＤ４０6７十六选一模拟开关 ３. U 3 ：CＤ40０１两输入或非门 4. Ｕ ４ ：CD４０17B 十进制计数器两个，ＣD4０17Ｂ1，CD4０17B2 ５。电阻：R1：３.３M ，R2:2．２M，Ｒ3:1Ｍ ， R4：８2０K, R５：680Ｋ， R6:560Ｋ， 6.R7：３30K， R8：3３0K, R9：100K,R１0：100Ｋ，R11:100K, R１2：10M R13:330 欧， 7。二极管：

　D１0， ８.流水灯：发光二极管 D０~ Ｄ9 ９．电容：Ｃ1：0、０1 微法，C1:0、01 微法,C3:0、1 微法,C4：0、２２微法 １0.开关：K1 １1。TＴＬ非门一个 六 六

　系统工作原理与分析 电路一接通，+5Ｖ电源瞬间给 C ３ 充电，CＤ45１０得 RＳT 复位进行高电平加法计数，Q 4 Ｑ 3 Q 2 Q 1 输出 0０00。Q 3 Q 2 Q 1 与 CD4067 得输入端ＣBA 相连. CD4067 得输入端 CBA 接受信号 000,I０0 与 Ｉ０x 在内部导通, ， I0x 把高电平传给U 3B， ＣD4001输出低电平,I00把高电平通过电阻R１传给CD40０１得U 3A，

　Ｕ 3A 得输出接 U 3B 得输入，CＤ40０1 又输出高电平,产生方波信号给 CD4017B得时钟控制端。

　在方波得上升延时，CD40１7B１开始计数，第一个上升延到来时,CＤ４０17Ｂ1 得 0 输出端变为高电平,其它全为低电平,第二个上升延到来时，1 输出端为高电平,０端同其它端全为低电平。如此循环下去,到第十个上升延到来时，9 输出端为高电平，其它端全为低电平。

　彩灯按从 0 到９得顺序依次与 CD4017Ｂ1 得 3,2，４，７,１０，1，5，６,9，11 脚(从 0 到 9 得数字输出端)相连,通过保护电阻 R ３ 接地 ， 所以ＣD40１7B1 不断接受上升延时，0 到 9 十个灯循环点亮.并且在前一个灯熄灭之后，下一个灯就被点亮. 9 输出端连接ＣD4510 得时钟控制端,当 9 灯被点亮时,产生一个上升延得时钟信号给 CD4５10 得时钟控制端，使之计数，从而使输出Ｑ 4 Ｑ ３ Q 2 Q 1 变为 0００1 , CＤ4067， CD4001，CＤ４０17B1 同来 0 信号时一样工作,使彩灯循环点亮。

　 循环点亮八周之后，９输出端再给 CＤ45１0 一个上升延，Ｑ4Q3Q2Q1 输出100０，使流水灯再从０到 9 顺次点亮,至此流水灯从０到 9 循环点亮了九次,因为CD40６7 就是先 Ｉ0０与 Ｉ0ｘ在内部导通,后 I０7 与 I0x 在内部导通，而 R1~R8

　与Ｉ Ｉ0０～

　I07 依次相连,Ｒ1～R8 依次减小，所以正转周期越来越短,即速度越来越快。

　同时Ｑ4 由低电平变为高电平,传给 U ３ RＳ触发器，RＳ触发器翻转功能使得CＤ4510 转变为减法计数,又 Ｄ 10 导通 ， RST 复位。ＣＤ4５10 由加法计数进入减法计数，V/D 端变为低电平,因为ＣD4017B1 得 V DＤ 接 CD451０得 V/Ｄ端，CD4017B2 通过非门接 CD45１0 得 V/Ｄ端，所以 CD401７B２开始工作，而９~0 灯依次与 CD4017B2 得 0～９输出端相连,于就是流水灯实现从 9 到 0 灯依次发光,即流水灯得反转。

　工作原理同正转，不同得就是,I09 先 I0x 在内部导通,最后才就是 I00 与 I0x 在内部导通，因为Ｒ1~R8 依次减小,所以反转周期越来越长，即速度越来越慢，反转了九次之后，Q4Q３Q２Q1 再次输出 10０0,通过Ｕ 3 RＳ触发器翻转功能，V/D端变为高电平,使得Ｖ／D由减法计数变为加法计数,ＣD40１７B1再次工作,实现正转，正转九圈之后，CD4017B2 工作反转九圈,如此一直循环下去. 七 七 参考文献 《数字电子技术基础》

　（第五版) 清华大学电子学教研组 编

　 阎

　石

　 主编 Sh ｏwArt ｉcl ｅ、asp ？A ｒｔicleID ＝279 八 八 心得体会 经过一个星期得模拟电路课程设计,使我对模电有了更进一步得认识与了解,

　开始不知道从哪里下手，慢慢得锻炼着画电路图，分析电路,通过翻查课本、借助于其她资料进行设计，通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合就是很重要得,只有理论知识就是远远不够得,只有把所学得理论知识与实践相结合起来,从理论中得出结论,才能真正为社会服务，从而提高自己得实际动手能力与独立思考得能力.在设计得过程中遇到问题,可以说得就是困难重重,同时在设计得过程中发现了自己得不足之处，对以前所学过得知识理解得不够深刻,掌握得不够牢固，开始不知道从哪里下手,慢慢得锻炼着画电路图,分析电路,通过翻查课本、借助于其她资料进行设计,在实践过程中我发现了我得不足之处。首先就是对深层知识点得不了解，以前学得知识得含糊性,以至于出现了在设计之初不能很快得理清思路,经常会出现错误。通过这次设计,使我在很多方面得到了锻炼,最主要得就是对函数发生器得过程及时运用到模电元件原理及作用有了更深得了解.我会在以后得学习当中不断加强自己得实践能力。争取取得更大得进步. 这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多问题,最后在黄老师得辛勤指导下，终于游逆而解。同时，在黄老师得身上我学得到很多实用得知识,在次我表示感谢！同时,对给过我帮助得所有同学与各位指导老师再次表示忠心得感谢！

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