神奇旋转彩灯电路

实训报告

班级：201206251

姓名：xx

同组人姓名：xx

时间：2014年9月22日—2014年11月2日北京经济管理职业学院

目录

实习题目1——神奇旋转彩灯电路 (3)

一、电路结构与特点 (3)

二、单片机工作原理及应用电路图: (3)

1、关于CD4017 (3)

2、关于CD4066 (5)

三、元器件清单列表 (7)

四、旋转彩灯的仿真电路图 (8)

实习题目二——计数、译码和显示电路 (11)

一、计数、译码和显示电路原理图 (11)

二、单片机工作原理及应用电路图 (11)

1、关于74LS160 (11)

2、关于74LS160D (12)

三、元器件清单列表 (13)

四、数、译码和显示电路的仿真电路图 (14)

五、总结 (16)

实习题目1——神奇旋转彩灯电路

一、电路结构与特点

彩灯电路由10只发光管、震荡器及译码器组成，电路如图所示，其中，核心部分是CMOS十进制计数译码器U2（CD4017）。U2由3个输入端，当15脚加高电平或正脉冲时，计数输入均为“0”；当14脚输入低到高的正脉冲时，计数器才能计数；当13脚加入低电平时，允许计数，当13脚加入高电平时，计数被封锁，输出状态保持不变。U2有10个译码输出端，它们随时钟输入而依次输出高电平，以此驱动LED0——LED9，轮流发光，形成旋转。

图1神奇旋转彩灯原理图

二、单片机工作原理及应用电路图:

1、关于CD4017

（1）CD4017功能简述:

CD4017是5位Johnson计算器，具有10个译码输出端，CP，CR，INH输入端。时钟输入端的斯密特触发器具有脉冲整形功能，对输入时钟脉冲上升和下降时间

无限制。INH为低电平时，计算器在时钟上升沿计数；反之，计数功能无效。CR 为高电平时，计数器清零。Johnson计数器，提供了快速操作，2输入译码选通和无毛刺译码输出。防锁选通，保证了正确的计数顺序。译码输出一般为低电平，只有在对应时钟周期内保持高电平。在每10个时钟输入周期CO信号完成一次进位，并用作多级计数链的下级脉动时钟。

（2）CD4017逻辑结构图:

图2 CD4017逻辑结构图

（3）CD4017 Logic Diagram 逻辑图:

图3 CD4017的引脚图

（4）CD4017 引脚功能：

CD4017内部是除10的计数器及二进制对10进制译码电路。CD4017有16支脚，除电源脚VDD及VSS为电源接脚，输入电压范围为3–15V之外，其余接脚为：

A、频率输入脚：CLOCK(Pin14)，为频率信号的输入脚。

B、数据输出脚：

a、 Q1-Q9(Pin3，2，4，7，10，1，5，6，9，11)，为解码后的时进制输出接脚，被计数到的值，其输出为Hi，其余为Lo 电位。

b、CARRY OUT（Pin12），进位脚，当4017计数10个脉冲之后，CARRY OUT 将输出一个脉波，代表产生进位，共串级计数器使用。

D、控制脚：

a、 CLEAR(Pin15)：清除脚或称复位(Reset)脚，当此脚为Hi时，会使CD4017的Q0为”1”，其余Q1-Q9为”0”。

b、CLOCK ENABLE(Pin13)，时序允许脚，当此脚为低电位，CLOCK输入脉波在正缘时，会使CD4017计数，并改变Q1-Q9的输出状态。

2、关于CD4066

(1)CD4066功能简述

CD4066是四双向模拟开关，主要用作模拟或数字信号的多路传输。CD4066 的每个封装内部有4 个独立的模拟开关，每个模拟开关有输入、输出、控制三个端子，其中输入端和输出端可互换。当控制端加高电平时，开关导通；当控制端加低电平时开关截止。模拟开关导通时，导通电阻为几十欧姆；模拟开关截止时，呈现很高的阻抗，可以看成为开路。模拟开关可传输数字信号和模拟信号，可传输的模拟信号的上限频率为40MHz。各开关间的串扰很小，典型值为－50dB。

CD4066的引出端排列与CC4016一致，但具有比较低的导通阻抗。另外，导通阻抗在整个输入信号范围内基本不变。CD4066由四个相互独立的双向开关组成，每个开关有一个控制信号，开关中的p和n器件在控制信号作用下同时开关。这种结构消除了开关晶体管阈值电压随输入信号的变化，因此在整个工作信号范围内导通阻抗比较低。与单通道开关相比，具有输入信号峰值电压范围等于电源电压以及在输入信号范围内导通阻抗比较稳定等优点。但若应用于采样电路，仍推荐CD4016。

当模拟开关的电源电压采用双电源时，例如 =﹢5V， =﹣5V（均对地0V而言），则输入电压对称于0V的正、负信号电压（﹢5V～﹣5V）均能传输。这时要求控制信号C=“1”为+5V，C=“0”为-5V，否则只能传输正极性的信号电压

（2）引脚功能：

CONTROL：开关控制端[1]

IN/OUT：输入/输出端

OUT/IN：输出/输入端

VDD：电源正

VSS：电源负

图4 CD4016逻辑结构图三、元器件清单列表

四、旋转彩灯的仿真电路图

U6A

4069BD_5V

4069BD_5V4069BD_5V

图5 旋转彩灯仿真电路图

图6 输出端波形图

图7 PCB原理图

图8 PCB实物图

实习题目二——计数、译码和显示电路

一、计数、译码和显示电路原理图

图9 计数、译码和显示电路原理图

二、单片机工作原理及应用电路图:

1、关于74LS160

（1）芯片功能分析

自动电子钟电路是核心部分是六十进制加计数器电路和二十进制加数器，所以选择芯片74LS160。74LS160是同步十进制加计数器，其芯片图和其引脚图如下：