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1、 .目录摘 要1Abstract1第一章 绪论2 1.1 流水灯背景2 1.2 流水灯的目的及意义2第二章 基础芯片介绍2 2.1 555振荡电路原理2 2.2 CD4017译码电路原理3 2.3章节小结4第三章 设计方案5 3.1 总体设计方案5 3.2 章节小结6第四章 系统软件设计6 4.1 用proteus绘制仿真图6 4.2 用画原理和PCB图6 4.3 实物PCB电路板制作7 4.4 整理制作过程视频8 4.5 章节小结8第五章 系统调试与测试9 5.1 系统调试9 5.2注意事项9 5.3测试结果9 5.4章节小结10第六章 总结与展望11第七章 谢辞12附件13 1.NE555
2、流水灯原理图13 2.NE555流水灯PCB图13 word摘 要 该创新实验是完成流水灯的制作，通过结合NE555芯片以及CD4017芯片，制作出简易流水灯的过程，并将整个制作流程录制下来。 利用会声会影软件完成制作录像的剪辑，形成视频讲解整个制作流程，本次制作使的是覆铜板，即设计好原理图后用画图软件绘制好电路图。结合CD4017芯片的功能，将其与555芯片联合使用，从而实现流水灯的效果。利用软件，进行pcb画图，经过一系列操作完成作品。 本次设计，我充分了解了CD4017和NE555芯片的使用，对于如何实际、制作电路也有了理性上的认识，对于今后的对于新知识的学习以及各种芯片的运用有了提高。
3、关键字：555芯片 CD4017芯片 画图软件 会声会影X5 AbstractTheinnovative experimentisfinishedrunning lights,through a combination of NE555chip andCD4017 chip,madesimplewater lights and the processrecordedvideoclips,completedbyUlead Video Studiosoftware,forming a video to explain the production process,theproductionthat
4、is theCCL,namelygood designprinciple diagramafter using drawingthe circuit diagramdrawing software.Combined with the CD4017chips function,thecombined with555 chips, so as toachieve water lampeffect.Using software,PCBdrawing,after a series ofoperations to completeworks.This design,Ifully understandth
5、e use of CD4017and NE555chips,to actually,making circuitalsohave a rational understanding,for the futuretolearn new knowledgeandvarious chipsusehas increased. Keywords: 555 chip CD4017 drawing software, video studioX5 . 第一章 绪论1.1 流水灯背景 当今的社会是一个新技术层出不穷的时代，科技迅速发展，在电子领域的发展更是迅速，同时也在影响着我们的生活。随着人民生活水平的提高，
6、流水灯在现实生活中所起的作用越来越重要。例如：在人流拥挤繁忙的交通路段，闪烁着的流水交通灯，提醒着我们要遵纪交通规则，在霓虹闪烁的繁华大街上，闪烁的流水灯无不吸引过路人的眼球，甚至在一些大型商场大厦的自动门上都装有自动流水灯，告诉人们的时间和日期。基于这些，我们此次进行了流水灯的制作。1.2 流水灯的目的及意义流水灯的设计要求在预定的时间到来时，会产生一个控制信号控制LED灯的流向、间歇等，LED灯流向可以随着电路的改变而改变，并具有自控、手控功能等。主要参考数字电路中计数器的原理。利用555芯片以及计时器cd4017实现流水灯功能。其目的是让我们熟悉了解各芯片的功能作用，学会使用，利用其进行
7、pcb画图，学会使用会声会影软件，进行视频制作和剪辑，进一步加强大家的动手实践能力。 第二章 基础芯片介绍2.1 555振荡电路原理 NE555时基电路组成振荡电路，如图1所示：电源VCC通过电阻R1、RV2向电容C2充电，当充电到一定程度后，2、6脚电压升高，当2、6脚电压升高到2/3VCC后，3脚输出为低电平，7脚对地呈低阻态，电容C1通过电位器和7脚对地放电，当放电至使2、6脚电压低于1/3VCC时，3脚输出为高电平，7脚对地呈高阻态，VCC通过RV2又开始对电容C2充电，周而复始。通过调节RV2的阻值，可以改变电容充放电的时间常数从而改变3脚输出脉冲的频率。 图1 NE555芯片引脚图
8、2.2 CD4017译码电路原理 译码电路由一块CD4017芯片组成。如图2所示：该芯片有3个输入端（2个时钟输入端CP的14脚和EN的13脚与复位端Cr的15脚）。有10个输出端Q0Q9（依次为3脚、2脚、4脚、7脚、10脚、1脚、5脚、6脚、9脚、11脚）。还有一个进位端CO，其功能是：当复位端Cr加上高电平和正脉冲时，输出端Q0为高电平，其余9个输出端Q0Q9均为低电平。时钟输出端CP对输入时钟脉冲的上升沿计数，EN则对时钟脉冲的下降沿计数。Q0Q9这10个输出端的输出状态分别与输入的时钟个数相对应。如从0开始计数，则输入到第1个时钟脉冲时，Q1就变成高电平，输入第2个时钟脉冲时，Q2变
9、成高电平直到输入第10个时钟脉冲，Q0变为高电平。同时，进位端C0就输出一个进位脉冲，作为下一级计数的时钟信号。Cr为复位端，也为清零端。当Cr输入高电平时，电路复位，即输出端Q0为高电平，Q1Q9为低电平。如此反复，只要NE555芯片的3脚送来的二进制信号不消失，CD4017芯片将二进制信号转换为十进制信号的计码工作就会反复进行下去。调节可变电阻RV2便可改变振荡电路的频率，反映在CD4017芯片输出端则是流动的速率。 图2 CD4017芯片引脚图2.3章节小结 在本章节，我认识并且学习了CD4017这款芯片，同时温习了上学期所学习的NE555，将两者结合起来，构成了一个流水灯,在接触一款新
10、的芯片时，要学会如何检索资料，如何运用该款芯片，最终形成电路图。 第三章 设计方案3.1 总体设计方案此次设计流水灯的思路如下图3所示： 图3 总设计流程图 根据该思路，结合两个基本电路的原理绘制出图4的原理图： 图4 流水灯原理图 通过555振荡电路以及译码电路实现流水灯效果，通过调节RV2，进而调节流水灯的流速。开关则是复位作用，通过开关的开和关，控制流水灯的关和灭。在图形设计下，采用的是心形流水灯。3.2 章节小结 本章主要涉及的是电路图的设计，通过对两款芯片的巧妙结合，利用NE555芯片的震荡电平变化以及CD4017的逐个电平输出，来实现依次点亮每个灯，往复循环形成流水的效果。 第四章
11、 系统软件设计4.1 用proteus绘制仿真图 打开软件，新建一个New Design，选左边工具栏第二个图标，点P，选元件，放置元件，连接起来。连接好电路图后，进行仿真操作。4.2 用画原理和PCB图 1、新建工程 打开protel软件后，点击file，选择new，完成Protel工程的新建。 2、原理图环境设置 打开后缀名为sch的原理图文件后，单击右键，分别选择Document Options和Preferences，进行环境设置。 在Protel绘图中，为了使电路图看起来更加整洁、美观，常常会要求使用统一的线型、线色。因此，我们在绘图之前便应该对绘图（如自行绘制的元器件所用的线）和电
12、气连线（元件间的连线）进行统一设置。步骤如下：选择Preferences中的Default Primitives，双击红圈中的Bus，将Bus Width（线宽）设置为small，Color（线色）设置为黑色。同理，对其它相关选项进行设置。注：Junction的线宽设置为Smallest。 3、元件库环境设置 打开后缀名为Lib的文件，单击右键.然后选择Document Options，进行元件库的环境设置。 4、电气检查和网络链表的生成 （1）选择ToolsAnnotate，再点击OK，可完成对元器件的自动编号； （2）选择ToolsERC，再点击OK，即可完成电气检查，看电路中是否存在电气
13、错误； （3）选择DesignCreate Netlist，再点击OK，创建网络链表。 5、添加封装 双击原理图中的元件，在Footprint中为所选元件添加封装，在没有实物的前提下，一般选择较为常用的封装。而这种逐个添加封装的方式是极其麻烦的，故最好在绘制元器件的时候，便为其添加封装。即在元件库左侧的Description中为其添加相应的Foot print，这样便只需在绘图完成后对部分封装进行修改了。6、PCB 绘图 在所有的封装都添加完成之后，便要开始绘制PCB板。首先在如图1.5示的对话框中选择新建一个PCB Document，即PCB原理图文件。然后进行环境设置。注意：只能在Keep outlayer绘制边界，而连线则需在Top Layer和Bottom Layer这两层中。在原理图中生成的网络表是PCB板与原理图之间的桥梁。所以，原理图中的封装要与PCB相符合。首先导入网络表，点击Design中的Load NETS.导入时会弹出对话框，单击BROWSE找到相应的网络表。如果出现错误则返回原理图，查看所有元件是否封装、元件的引脚与PCB中封装的引脚号是否一致
