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安徽农业大学经济技术学院 电子技术课程设计报告书
课题名称 一种多种波形发生器设计 姓 名 汪亦嘉 学 号 150103233 院、系、部 机械工程系
专 业 机械设计制造及其自动化 指导教师
李 琰
2017年 6月 13 日
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一、设计任务及要求： 1、用中规模计数器设计双向流动彩灯控制器。 2、要求彩灯双向流动点亮，其闪烁频率在1～10Hz内可调。 3、要求用555定时器设计时钟脉冲，五路彩灯采用五个发光二极管代替。 设计要求 4、双向流动彩灯控制器的直流稳压电源要求自行设计。 5、在选择器件时，应考虑成本。 6、根据技术指标，通过分析计算确定电路和元器件参数。 7、画出电路原理图（元器件标准化，电路图规范化）。 指导教师签名： 2017年6月 日 二、指导教师评语： 指导教师签名： 2017年6月 日 2
三、成绩 指导教师签名： 2017年6月 日
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一、设计目的
1、对模拟电子技术的的直流电源中的整流、滤波、稳压等环节加深印象。 2、了解直流电源各部分的结构。
3、加深对于555定时器的内部结构的理解。
4、将74LS161改为十六进制以内的任一进制计数器。 5、Mulsitim电路仿真软件应用灵活。
二、方案论证
设计一个双向彩灯控制器，控制五路彩灯。
方案一：以555定时器为基础连接成多谐振荡器产生周期在1～10Hz矩形时钟脉冲，用以启动74LS161计数器。并用74LS161构成八进制加法计数器通过74LS138译码器输出给五个彩灯，实现双向循环。方案一原理框图如图1所示。
图1 双向彩灯控制器方案一的原理框图
多谐振荡器 八进制加法计数器 译码器 彩灯 方案二：与方案一的第一部分原理相同同样采用555定时器构成多谐振荡器，用来产生1～10Hz的周期矩形时钟脉冲，启动计数器。第二部分采用四进制加法计数器和四进制减法计数器结合实现循环，第三部分同样采用74LS138译码器输出给五路彩灯，实现循环。方案二原理框图如图2所示。
四进制加法计数器
多谐振荡器 译码器 彩灯
四进制减法计数器
图2 双向彩灯控制器方案二的原理框图
最终本设计采用的是方案一，只采用一个八进制加法计数器，循环简单方便，仅需一次循环就可实现五路彩灯双向流动。在考虑成本的条件下，节省器件。所以方案一更加合适。
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三、电路设计
1.直流稳压电源电路
直流稳压电源电路包括四个部分，单项交流电经过电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路转化成稳定的直流电源。输入电压为220V电压，需要通过电源变压器降压后再对交流电压进行处理。变压器副边电压通过整流电路从交流电转化为直流电压。整流后的电压含有较大的交流分量会影响电路的正常工作，因而为减小电压的脉动，需要通过低通滤波器，使输出电压平滑。滤波后的电压变为交流分量较小的直流电压。最后通过稳压电路使输出直流电压基本不受电网波动和负载电阻变化的影响，从而获得足够高的稳定性的直流电压。
其方框图原理图如图3和图4所示。 正弦波 整流电路 滤波电路 电源变压器 稳压电路
图3 直流稳压电源电路方框图
U1LM7805CTV1T1220Vrms 60Hz 0° 42LINEVREGVOLTAGED11COMMONC10.33FC222μF10:133N259
图4 电路原理图
2.多谐振荡器电路
多谐振荡电路由555定时器连接而成，555定时器是一种常用的定时器集成电路芯片。它有两个比较器C1和C2，每个比较器的一个输入端接到三个R电阻组成的分压器上，输出分别接SR锁存器输入端。 555集成电路的输出级为推拉式结构， 此外芯片内部还有一个集电极开路的放电晶体管TD。工作原理为：
① R'D=0时，vo=0，TD导通。
② R'D=1、UTH＞2VCC/3、UTR'＞VCC/3时，vo=0，TD饱和导通。
③ R'D=1、UTH＜2VCC/3、UTR'＞VCC/3时，Q'、Q不变，vo不变，TD状态不变。
④ R'D=1、UTH＜2VCC/3、UTR'＜VCC/3时，Q'=0、Q=1，vo=1，TD截止。 ⑤ R'D=1、UTH>2VCC/3、UTR' 将555定时器的vI1和vI2连在一起，然后将v0经RC积分电路接回输入端就构成多谐振荡器。接通VCC后，VCC经R1、R2和R3对电容C3充电。当vc上升到2VCC/3时，uc=0，T导通，C通过R2和T放电，uc下降。当uc下降到VCC/3时， 5