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1、 世嘉科技职业技术学院毕业设计（论文）任务书学 生姓 名学号班级应电07-2班专业应用电子技术设计（或论文）题目音乐彩灯控制器电路的设计指导教师姓名职 称工作单位及所从事专业联系方式备 注高讲世嘉科技职业技术学院电子工程系00000000000设计（论文）内容：1、查阅NE555、CD4066、CD4017的相关资料，了解此方面的发展状况；2、掌握彩灯控制方面的技术3、采用合理的声控方案；4、设计、实现该系统；5、撰写设计报告进度安排：37周：根据要求设计出方框图和原理电路图。根据电路分析其工作原理。810周：根据电路准备电子元件.1114周：制作出电路板,安装并调试，测试出相应的技术指标；1
2、518周：根据调试分析其优缺点和提出整改措施，完成论文；主要参考文献、资料(写清楚参考文献名称、出版单位)：1 高吉祥电子技术基础实验与课程设计电子工业业出版社，2002 2 彭介华电子技术课程设计指导教育出版社，19973 毕满清电子技术实验与课程设计出版社，2001审批意见教研室负责人：年 月 日 世嘉科技职业技术学院毕业设计说明书(论文)目 录摘 要1第1章 绪 论1第2章 设计框图及电路系统概述12.1目的12.2设计框图及元器件选择12.2.1 设计方框图12.2.2 各个基本框图功能分析12.3主要元器件介绍12.3.1 555振荡器的介绍12.3.2 十进制计数器CD4017的介
3、绍1第3章 电源电路13.1整流电路13.2滤波电路1第4章 电路工作原理13.1电路工作原理分析1第5章 电路的仿真15.1 仿真电路原理：15.2仿真电路现象15.3仿真电路图1第6章 焊接与安装16.1 手工焊接方法16.2 手工焊接握电烙铁的方法16.3 手工焊接一般分四步骤进行16.4 焊接步骤1总 结1参 考 文 献1附件一 元器件明细表1附件二 整机原理图1 II 世嘉科技职业技术学院毕业设计说明书(论文)摘 要本文介绍了一种具有音乐彩灯控制功能的彩灯，该控制器由声电转换和放大路、时钟脉冲发生器、计数电路和控制电路等组成，它的结构简单，体积小巧，使用方便，性能可靠，在这里介绍了它
4、的组成、功能、工作原理。音乐彩灯控制电路，采用拾音话筒MIC将声音信号转换为电信号，利用NE555集成块各引脚来产生控制电路的脉冲信号。彩灯因插座依次有电而被依次点亮，随着悠扬的音乐，彩灯闪烁生辉，从而实现了控制四路彩灯伴随乐曲而发光彩灯的运用已经遍布于人们的生活中，从歌舞厅到卡拉OK包房，从节日的祝贺到日常生活中的点缀。这些不仅说明了我们对生活的要求有了质的飞跃，也说明科技在现实运用中有了较大的发展。在这一设计中我们将涉及有关彩灯控制器的设计，从原理上使我们对这一设计有所了解。将其确实的与我们相联系起来。目前市场上各式样的LED彩灯控制器大多数用全硬件电路实现，电路结构复杂、功能单一，这样一
5、旦制作成品只能按照固定的模式闪亮，不能根据不同场合、不同时间段的需要来调节亮灯时间、模式、闪烁频率等动态参数。这种彩灯控制器结构往往有芯片过多、电路复杂、功率损耗大等缺点。此外从功能效果上看，亮灯模式少而且样式单调，缺乏用户可操作性，影响亮灯效果。因此有必要对现有的彩灯控制器进行改进。本课程设计主要选用由555构成的时钟信号发生器，四位同步二进制计数器和数据选择器组成的序列发生信号器和双向移位寄存器构成的移位显示输出电路。本设计与市面销售的彩灯控制器还朋较大的差距，但是通过此次设计，可以使我们加深对已学知识的掌握，同时对后续课程的学习也打下一个良好的基础。关键词 NE555集成块；CD4017
6、；话筒MIC第1章 绪 论随着电子技术的发展，尤其是数字技术的发展，用数字电路技术实现灯的样式越来越多、适用的场合变得越来越多，控制与设计变的更加重要。而且贴近我们的实际生活。彩灯控制电路已成为人们日常生活中必不可少的必需品，广泛应用于走廊、楼道招待所等公共场所，给人们的生活、带来极大的方便。因此，得到了广泛的应用。声控电路是利用声控制电路工作的电子开关。由于，本电路广泛应用于人们的日常生活中，所以，有很大的重用作用。该电路在设计时应用了仿真软件，来进行仿真然后才确定下来的，虽然用的仅仅是EWB软件，但是在论文中也是比较有特色。能够使人们在不知不觉中感受方便。由于近年来我国的音乐彩灯行业的迅速
7、崛起，中国已经成为彩灯产品的主要输出国之一。努力增加音乐彩灯的控制和不同档次、花样、应用于不同的场合的开发，加快绿色、音乐彩灯光源产品的开发推广和应用是我国目前彩灯行业材行业结构调整的重点。随着全球经济一体化，发达国家产业调整的步伐进一步加快，一般音乐彩灯器产品生产大量向发展中国家转移，而中国又是一个比较适合的国家，一是中国具备生产这些产品的条件，二是劳动力成本比较低，从而使中国逐步成为电器产品出口大国。 展望未来的国内市场，需求仍会呈逐年增长趋势，以下强力因素都预示着我国市音乐彩灯器场仍有很大的潜力可挖。基础设施建设方面：、卡拉OK包房，从节日的祝贺到日常生活中的点缀。这些不仅说明了我们对生
8、活的要求有了质的变化。城市点缀工程方面：城市广场、绿地、道路、建筑物泛点缀，已从大城市发展到中小城市。根据国内外市场需求预测，我国音乐彩灯的高速增长期还将继续，对未来的预测如何更加科学化是我们面临的问题。进一步提高彩灯产品的质量和档次进一步提高彩灯的质量和档次，这既是当前摆在我们面前的课题，同时也是全行业共同努力的长期目标。就国内市场需求而言，人们生活水平逐步提高，对生存环境质量的要求也越来越高，对音乐彩灯提出更高的要求。对不同场合的彩灯提高了要求，也需要我们生产企业适应新标准的要求，为各类场所提供相应的产品。第 2 页第2章 设计框图及电路系统概述2.1目的1.掌握振荡器555的工作原理和各
9、管脚的功能。2.掌握十进制计数器CD4017的工作原理和功能。3.进一步了解彩灯控制电路组成框图和各个单元工作原理及相互联系。4.掌握自己实际操作动手能力的形成和进一步提高。5.锻炼自己对所学理论知识和技能的综合运用能力。6.提高自己对文献资料的搜索和信息处理能力。7.培养自己对社会普通科学知识的了解。8.增强自身的知识见解和设计论文的方法。2.2设计框图及元器件选择2.2.1 设计方框图根据电路所要完成的功能和达到的效果。我们采用自下而上的思想。为此我们得到下面的电路框图。如图所示： 图2-1 音乐彩灯控制器的方框图2.2.2 各个基本框图功能分析1时钟电路时钟脉冲发生器由IC1(555)和
10、W1、R1、R2、D1、C1等组成，该电路产生信号的周期为T=0.693(Rw1+R1+R2)C1，图示参数对应的周期T在0.55秒范围内变化。其中555脚输出加至IC2作为CP脉冲。作为它的驱动脉冲。脉冲的震荡频率可根据实际的需要，通过Rw1来调节。2计数器电路计数器电路由脉冲分配器CD4017等组成IC2采用CMOS型十进制计数器脉冲分配器CD4017，在时钟CP作用下，Q0(脚)、Q1(脚)、Q2(脚)、Q3(脚)、Q4(脚)相继出现高电平脉冲，且Q4加至复位端R(脚)，使电路成为一环行计数器3开关电路Q0Q3的输出依次将CD4066四路模拟开关接通，使乐曲信号依次加至BG5、BG6、B
11、G7、BG8，并依次导通，相应SCR1SCR4被依次触发导通，彩灯因插座依次有电而被依次点亮，随着悠扬的音乐，彩灯闪烁生辉，从而实现了控制四路彩灯伴随乐曲而发光。4执行电路使乐曲信号依次加至BG5、BG6、BG7、BG8，并依次导通，相应SCR1SCR4被依次触发导通，彩灯因插座依次有电而被依次点亮，随着悠扬的音乐，彩灯闪烁生辉，从而实现了控制四路彩灯伴随乐曲而发光。2.3主要元器件介绍2.3.1 555振荡器的介绍555定时器内部结构原理图如图2-2所示。它由内部含有三个5千欧电阻组成的电阻分压器、两个电压比较器C1和C2、基本RS触发器、集电极开路的放电三极管VT以及缓冲器等组成。图2-3
12、为555定时器的外引线排列图。 图2-2 CB555的电路结构图2-3外引线排列图1.555振荡器的工作原理555振荡器的作用是为电压比较器A1、A2提供基准电压。A1、A2组成电压比较器，当控制电压输入端CONT悬空时，A1、A2的基准电压分别为2/3Vcc和1/3Vcc。A1的反相输入端THRES称为555振荡器的高触发端，A2的同相输入端TRIG称为555振荡器的低触发端。比较器A1的输出作为置0输入端，比较器A2的输出作为置1输入端。RESET是驱动脉冲发生器的复位输入端Vr是集电极开路的三极管，Vr的集电极作为定时器的引出端DISCH，非门是缓冲器，其作用提高电路的负载能力。2.振荡
13、器555的引脚功能介绍振荡器555有8个管脚，其中：1脚GND接地端；2脚触发端；3脚输出端；4脚复位端；5脚控制电压端；6脚门限(阈值)端；7脚放电端；8脚电源电压Vcc。2.3.2 十进制计数器CD4017的介绍十进制计数器CD4017的管脚排列如图2-4所示：图2-4 CD4017的管脚排列图图2-5 CD4017管脚排列图1.计数器CD4017的工作原理十进制计数分频器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的分配，整个输出时序就是Q0、Q1、Q2、Q9依次出现与时钟同步的高电平，宽度等于时钟周期。CD4017有10个输出端（Q0Q9）和1个进位输出端Q
14、5-9。每输入10个计数脉冲，Q5-9就可得到1个进位正脉冲，该进位输出信号可作为下一级的时钟信号。CD4017有3个输入（MR、CP0和CP1），MR为清零端，当在MR端上加高电平或正脉冲时其输出Q0为高电平，其余输出端（Q1Q9）均为低电平。CP0和CPl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，可驱动更多灯泡发光。由此可见，当CD4017有连续脉冲输入时，其对应的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。2.计数器CD4017的引脚功能介绍1脚7脚、9脚11脚计数脉冲输出端；8脚GND接地端；12脚进位脉冲输入端；13脚禁止端；14脚时钟输入端；15脚清除端；第 6 页第3章 电源电路3.1整流电路整流电路一般是由二极管组成，利用二极管的单向导电性可将交流电压变换成脉动的直流电压。整流电路可分为半波整流电路，全波整流电路，桥式整流电路等等。本设计采用桥式整流电路。电路图如图3-1所示。图3-1 桥式整流电路桥式整流电路是使用最多的一种整流电路。这种电路，只要四只二极管口连接成桥式结构，便具有全波整流的优点，而同时在一定程度上克服了全波整流的缺点。桥式整流电路的工作原理如下：U2为正半周时，Dl、D3导通，D2、D4截止。电流流过负载RL，在RL上形成上
