闪光警示灯

郑州科技学院

《数字电子技术》课程设计报告

题目：闪烁警示灯

学院：

专业：电子科学与技术

班级：10级4班

班级学号：

姓名：

指导教师：

完成日期：2012 年03 月09 日

目录

1目的 (1)

2设计的任务与要求 (1)

3设计方案与论证 (1)

4设计原理及功能说明 (3)

6硬件的制作与调试 (5)

6.1元器件的识别： (5)

6.2电路的排版与焊接 (6)

6.3组装调试 (6)

6.4设计电路改进意见和展望： (8)

7 总结 (8)

参考文献 (10)

附录一：总电路原理图 (11)

附录二：元件清单 (12)

附录三：实物图 (13)

1目的

电子技术综合课程设计是集电路分析、模拟电子技术、数字电子技术以及电路实验、模拟电子技术实验、数字电子技术实验等课程之后的一门理论与实践相结合的综合设计性课程。它的开展是为了提高和增强我们学生对电子技术知识的综合分析与应用能力。这于提高我们学生的电子工程素质和科学实验能力非常重要，是电子技术人才培养成长的必由之路。这次课程设计的要求是完成闪光警示灯的设计。在我们日常生活中和工农业生产中 ,有好多情况下 ,需要安装警示灯或标志灯 ,以提醒人们注意。例如 ,道路施工时 ,需在施工现场挂上红色安全警示灯 ,以确保行人和行车的安全。高层建筑物的顶端按有关的规定必须设置红色警示灯 ,以确保飞机安全飞行。为引起大家注意 ,在一般情况下 ,多采用红色的警示灯 ,且最好能发出闪烁光。但有时后在某些情况下又不需要其工作,比如某些大型的器物，白天很明显，只需在夜间提醒人们注意。闪烁警示灯在现实生活中的应用十分广泛，主要是起到警示的作用，本次设计是闪烁警示灯，主要利用的是多谐振荡器的原理，多谐振荡器又称为无稳态触发器，它没有稳定的输出状态，只有两个暂稳态，输出矩形波，在矩形波的驱动下，发光二极管发光闪烁。

2设计的任务与要求

用两种不同颜色的发光二极管（红灯与绿灯）作为警示灯，多谐振荡器驱动二极管发光。

绿灯的闪烁周期远大于红灯。

绿灯和红灯不能同时亮。

本电路所用的电源为+6V。

3设计方案与论证

方案一：

矩形波可以驱动发光二极管闪烁，可以用可编程控制元件8083作为定时器。

不过需要汇编语言编程，操作起来不容易。

方案二：

利用两个555振荡电路相互协调就可以实现交替闪烁，首先要实现单个灯闪烁，并初步确定充放电的电容电阻值的范围。然后再考虑两个灯怎样实现交替闪烁，理论上可以把两个电路的3角输出接到一起，通过高低电频的阻断作用实现交替闪烁， 得出方案可行的结论。并且实现起来比较简单，所用元器件较少，基本达到了题目所要求的功能。多谐振荡器是一种无稳态电路，在他接通电源后，不需要外加出发信号，电路的状态就能够自动地不断变换，产生矩形波输出。从而产生多谐振荡，波形的变化引起电路电流的变化，从而可以控制发光二极管闪烁功能。此方案的概念图如下：

图1：结构图

方案可行性：

方案一电路复杂，操作简单。方案二不管在操作和经济上都高于方案一，所以本次设计采用方案二。

设计的总电路图：

多谐振荡器1 绿 灯 红 灯 多谐振荡器2 串 联

图2：原理图

4设计原理及功能说明

555定时器连接成多谐振荡器，电容的充放电使555定时器的3接口周期性的输出矩形波，使发光二级管闪烁。绿灯与红灯串联起来，使红绿灯无法同时亮。具体发光情况如下：

表1：原理图表

5单元电路的设计

图3：多谐振荡器图

该电路中使用555定时器，其中4管脚是接运算放大器的输出端，根据555的功能可知，当4管脚达到高电压（3v），此时若6号管脚大于2/3Vcc（4v）,2号管脚大于1/3Ec（3v）电路就会导通，发光二极管就会发出闪烁。

555的充电时间：T1=0.7*(R1+R2)*C=0.065s

放电时间：T2=0.7*R2*C=0.007s

振荡周期：T=T1+T2=0.072s

振荡频率：f=1/T=13.9Hz

占空比：D=T1/T=0.90

多谐振荡器2与多谐振荡器1的接法相同，只是电阻参数相同。其相关参数如下：

555的充电时间：T1=0.7*(R1+R2)*C=1.875s

放电时间：T2=0.7*R2*C=1.546s

振荡周期：T=T1+T2=3.421s

振荡频率：f=1/T=0.29Hz

占空比：D=T1/T=0.54

两灯的串联接法等效电路图如下：

图4：闪烁灯模型图

U1等效多谐振荡器1，U2等效多谐振荡器2。当U1为高电平U2为高电平是，LED2两端电压为0，LED2熄灭，LED1亮；当U1为低电平U2为高电平时，LED1亮，LED2熄灭；当U1为高电平U2低电平时，电流经LED2和U2流向地线，LED1熄灭，LED2亮；当U1为低电平U2为高电平时，两灯都熄灭。

6硬件的制作与调试

使用的主要仪器、仪表：万用板、焊烙铁、示波器、万用表

6.1元器件的识别：

判断电容的正负极：通常情况下长脚为正极，短脚为负极，但也有可能把长脚剪短了，所以需要先测一下，先假定某极为“+”极，万用表选用R*100或R*1K挡，然后将假定的“+”极与万用表的黑表笔相接，另一电极与万用表的红表笔相接，读出读数。然后将电容放电（两根引线碰一下），然后两只表笔对调，重新进行测量。两次测量中，阻值大的那次，黑表笔接的就是电解电容的正极。