毕业设计报告

课题：循环彩灯

系    部：  电气工程系

专    业：电气自动化

班    级：   自动化111

姓    名：李亮亮

学    号：1102053117

指导老师：孔德文

2014．3．

（封面为多倍行距1.25倍）

目 录（目录居中，为三号宋体）

摘要—————————————————————————————— 1

第一章  序言—————————————————————————— 3

第二章  XXXXXXXXXX————————————————————— 5

2．1 XXXXXXXXXX————————————（实际页码，下同）

2．1．1 XXXXXXXXXX

一、XXXXXXXXXX

1．XXXXXXXXXX

1）XXXXXXXXXX

2）XXXXXXXXXX

2．XXXXXXXXXX

3．XXXXXXXXXX

二、XXXXXXXXXX

1．XXXXXXXXXX

2．XXXXXXXXXX

2．2 XXXXXXXXXX

2．2．1

第三章  XXXXXXXXXXXXX

3．1

3．2

3．3

第四章  XXXXXXX

4．1

4．2

4．3

4．4

第五章

5．1

5．2

结束语

致谢

参考文献

（注：目录为自动生成，字为5号字，行间距为多倍行距1.25倍）

（课题名称）循环彩灯

摘要：

循环灯整个电路主要由三部分组成：时钟脉冲发生器，逻辑控制门及发光管驱动电路（方案中应用的是2EF302变色发光管）。

其中，时钟脉冲发生器在电路中有极重要的作用，使其发出不同的频率产生不一样的脉冲。如何设置电容和电阻就显得至关重要。其次，准确地设定逻辑控制门也很重要，直接决定了变色发光管能否正常工作。

时钟脉冲发生器产生不同频率的脉冲信号，通过计数器和逻辑门电路构成的脉冲分配器，对不同频率的脉冲信号进行脉冲分配产生八种不同状态，驱动变色发光二极管构成三色八态循环彩灯。

关键词： 三色八态  时钟脉冲发生器  逻辑控制门  2EF302变色发光管（以上内容仅是举例）

（行间距为多倍行距1.25倍）

第一章  序言

1.1 电子产业的数字化发展

近年来，随着人们生活环境的不断改善和美化，在许多场合可以看到彩色流水灯。彩灯由于其丰富的灯光色彩，低廉的造价以及控制简单等特点而得到了广泛的应用，用彩灯来装饰街道和城市建筑物已经成为一种时尚。随着计算机科学与技术突飞猛进地发展，数字电路又有了巨大的发展。随着集成技术的进一步提高，各种新技术的出现和应用，人类历史横跨数码时代向更进一步发展已出现在各大型相关企业的宏伟蓝图中。可以说，一个由数字构成的新世界已经出现。那是人类文明的一个新的飞跃。

电子技术的发展，使整个世界迅速迈入数字化、信息化、知识化的时代，数字化正引发一场电子技术的变革，越来越影响人们的生活和社会经济诸多方面。

电子设计的必经之路是数字化，这已成为共识。在数字化的道路上，我国的电子技术经历了一系列重大的变革。数字电路与模拟电路相比有显而易见的稳定性。数字化早已进入了人们的学习、生活和工作中。在娱乐场所，工作场所需要用不同的显示，应用逻辑电路，使变色发光二极管可工作在八种不同状态下，加入循环脉冲可构成三色八态循环彩灯，此电路可用于仪器、自动控制装置、计算机等的工作状态监示，满足工作需要。

数字电子技术是信息、通信、计算机、自动控制等领域工程技术人员必须掌握的基本理论和技能。数字电路系统的主要内容：数制、逻辑门电路、逻辑代数、组合逻辑电路、触发器、时序逻辑电路、脉冲波形、数字系统设计、数模/模数转换电路、半导体存储器等。数字电路系统一般包括输入电路、控制电路、输出电路、时钟电路和电源等。输入电路主要作用是将被控信号转换成数字信号，其形式包括各种输入接口电路。比如数字频率计中，通过输入电路对微弱信号进行放大、整形，得到数字电路可以处理的数字信号。模拟信号则需要通过模数转换电路转换成数字信号再进行处理。

但目前市场上各式样的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。因此，在原有的基础上改进，设计这款循环彩灯。

（行间距为多倍行距1.25倍）

第二章           XXXXXXX

经过以上各单元功能分析得出以下总的工作原理图如图4-1所示:

图4-1 总工作原理图

电路工作原理：

变色发光二极管有3个电极；一个阴极K，一个红光控制极R和一个绿光控制极G。它是将红、绿两只发光二极管芯组装在一只管内制成的，2EF302就是其中一种两色发光管。这种光电管当在它的R-K间加上2V左右电压时，它就发出红光；当它在G-K间加2V左右电压时，它就发出绿光；当它在R-K和G-K间同时加2V左右电压时，它就发出橙色光。利用2EF302型变色发光管的特性，通过控制电路的各种组合，并加入控制等功能，就可以组合成8种发光状态循环进行的彩灯。

电路组成及工作原理：电路组成如图所示。由时钟脉冲发生器、脉冲分配器、逻辑控制门和发光管驱动电路组成。

(1)时钟脉冲发生器。由CD4011中的两个门G₁、G₂及R₁、C₁组成一个振荡频率为0.25Hz的多谐振荡器I，作为脉冲分配器的时钟脉冲，由另外两个门G₃、G₄及R₂、C₂组成一个振荡频率为1Hz的多谐振荡器II，作为逻辑控制门的控制脉冲。

(2)脉冲分配器。由十进制计数器CD4017组成脉冲分配器，在时钟发生器I输出的0.25HZ脉冲的控制下，IC₂的输出端按照Q₀（③脚)、Q₁（②脚)、Q₂(④脚)、Q₃（⑦脚)、Q₄（⑩脚)、Q₅（①脚)、Q₆（⑤脚)、Q₇（⑥脚)、Q₈（⑨脚)这样的顺序依次输出周期为秒的脉冲，当Q₈输出脉搏冲时，它被反馈至零端R（?脚）使计数器清零，进入下一个循环。

(3)逻辑控制门。以4输入端或门D₅为主控制门，由VD₁、VD₂和2输入端或非门D₁、D₂参与组成发光驱动管VT₁的控制门。以6输入端或门D₆为主控制门，由VD₃、VD₄和2输入端非门D₃、D₄参与组成发光驱动管VT₂的控制门。

脉冲发生器I所输出的时钟脉冲频率为0.25HZ，周期为4秒，即每4秒向脉冲分配器的CP端（?脚）输入一个脉冲，它的输出端每4秒输出一个脉冲。在刚接通电源后，由于Q₀（③脚)首先输出高电平，通过或门D₅使VT₁导通，2EF302发红光。4秒之后，第1个时钟脉冲输入，IC₂的Q₁（②脚)输出高电平，这一商电平由?脚输入D₅使VT₁导通；由②脚输入D₆使VT₂导通，这样就会使2EF302发橙色光（红+绿）。再经过4秒Q₂输出高电平，通过或非门D₁的③脚输出的低电平一起通过或非门D₂变为高电平，由④脚输出，通过D₅使VT₁导通，使2EF302发红光。由于从HF₁的③脚输出的低电平要持续4秒，而由脉冲以生器Ⅱ输出的1HZ脉冲每变化1次，这就使HF₂的输出在这4期间要间断4次，通过D₅使VT₁的导通也间断4次，2EF302发出的红光呈闪烁状态，共4次。

当IC₂的Q₃（⑦脚）输出高电平时，通过VD₂使D₁的③脚输出低电平，这一低电平与脉冲发生器II输出的1H_Z脉冲通过D₂和D₅使VT₁作间歇导通，使发光管2EF302发红光并闪烁4次。另外一方面Q₃的高电平经⑤脚输入D₆并使VT₂导通，2EF302以绿光4秒。由于此时又有红光闪烁，所以有实际上我们所看到的是绿、橙（红+绿）闪烁交替发光，共4次。

当IC₂的Q₄（⑩脚）输出高电平时，或非门D₁输出低电平（此情况与4脚为高电平情况相同），同时或非门D₃也输出低电平，这时，或非门D₂和D₄在时钟脉冲发生器II输出的1H_Z脉冲控制下，通过D₅、H₂使VT₁、VT₂同时呈间歇导通状态。2EF302同时断发红、绿光，二者综合。实际上2EF302显示的是橙色闪光，闪光频率为1H_Z共闪烁4次。

同理，当Q₅（①脚）输出高电平时,2EF302将显示绿光4秒;Q₆ (⑤脚)输出高电平时,2EF302将呈现红、橙交替闪光。Q₇（⑥脚）输出高电平时，2EF302呈现绿光闪光4次；当Q₈（⑨脚）输出高电平时，通过?脚输入IC₂的R端使计数器清零，重新下一个工作周期的循环。

综上所述分析，对于IC₂各脚输出高电平时，发光管的发光循环状态为：→③脚发红光→②脚步发橙光→④脚红闪→⑦脚绿、橙闪光→⑩脚橙闪光→①脚发绿光→⑤脚红、橙闪光→⑥脚绿闪→（③脚发红光）。

毕业设计报告(论文)的排版打印格式

(1) 毕业设计报告(论文)须用A4纸，使用简化汉字打印。

(2) 毕业设计报告(论文)页边距设置：上边距为2.5 cm；下边距为2.5 cm；左边距为2.5 cm；右边距为2.5 cm；装订线为1 cm；页眉为1.5 cm；页脚为1.5 cm。

(3) 从摘要页开始到最后，加页眉居中，偶数页为为“江苏信息职业技术学院毕业设计报告”，奇数页为“（你的课题名称）”，5号宋体，选择“奇偶页不同”和“首页不同”。

(4) 毕业设计报告(论文)标题采用3号黑体，一级标题采用3号宋体，正文采用小4号宋体，字间距设置为标准字间距，按1．25倍行距设置。

(5) 论文构成：由封面、目录、摘要与关键词（有英文更好）、正文内容、附录（包括图纸、程序清单等）及参考文献等构成。

（6）双面打印，左侧装订。

（7）图格式

图2.1  NE555定时器组成的单稳态触发器电路

（注：图下标注和样图如上图所示，图下标注为五号宋体字并与图同时居中，图大小必须合适并与正文部分协调，原则上图中的文字大小应不大于小五号字）

（8）表格格式

表2.1 电气规格表

（注：表格题头和表格样表如上表所示，字体均为五号字，表格中文字上下、左右均要居中）

第三章  电路的制作与调试

5.1 电路的制作

1.         看清电路图，根据总原理图将元器件与导线插到电路板上，按照元器件装配后距离电路板表面的高度为原则，先装矮的元器件，后装高的元器件，按顺序插一部分焊一部分。注意元器件的安放位置是否合理。

2.         焊接注意必须清洁和镀锡，电子元件保存在空中，由于氧化的作用，元件引脚上附有一层氧化膜，同时还有他污垢，焊接可用小刀刮掉氧化膜，并立即涂上焊锡，然后在利用焊锡丝与电烙铁将元器件焊接在电路板上。

(1)手工焊接的操作步骤是：

①刮—就是处理焊接对象的表面；

②镀—是指对被焊部位进行搪锡处理；

③测—是指对搪过锡的元件进行检查，在电烙铁高温下是否损坏；

④焊—是指最后把测试合格的，已完成上述三个步骤的元器件焊到电路中去。焊接完毕要进行清洁和涂保护层，并根据对焊接件的不同要求进行焊接质量的检查。

(2)手工焊接要领：

①焊件表面处理和保持烙铁头的清洁；

②焊锡量要合适，不要用过多的焊剂；

③采用正确的加热方法和合适的加热时间；

④焊件要固定，加热要靠焊锡桥；

⑤烙铁撤离有讲究，不要用烙铁头作为运载焊料的工具。

(3)注意手工焊接对焊点的要求是：

①电连接性能良好；

②有一定的机械强度；

③光滑圆润。

3.         用剪刀剪去多余的引脚和导线。

4.         焊件结束后必须检查有无漏焊、虚焊、桥接以及由于焊锡流淌造成的元件短路等常见的不良现象。虚焊较难发现，可用镊子夹住元件引脚轻轻拉动，如发现摇动应立即补焊。

5.2 电路的调试

总电路如图4-1所示，将电路接通，集成块和三极管电路加上工作电压后，观察到三色八态的循环彩灯工作过程。

发光管的发光循环状态为：

→③脚发红光→②脚步发橙光→④脚红闪→⑦脚绿、橙闪光→⑩脚橙闪光→①脚发绿光→⑤脚红、橙闪光→⑥脚绿闪→（③脚发红光）。

彩灯按如此的循环各引脚.控制波形应如下图5-1所示:

图5-1 彩灯循环波形图

发光管的发光循环状态如下表5.1所示:

表5.1 发光管的发光状态表

第四章  总结

6.1 总结

两个多月的毕业论文终于结束了，我的大学生活也将随之结束。在这短短的两个多月里，我付出了许多，也收获了许多，回想起来还真有不少的体会。

在通过这次的毕业设计中，我感觉我的收获还是比较大的 ，首先，我学会了用电脑软件作图的一些技巧，设计一些简单的电路。在大一大二的时候，我们学习了电路基础，模拟电路和数字电路等课程，所以这次的毕业设计是运用之前所学的各门专业课程的综合运用与实践，所以对我对今后的学习提供了很大的帮助,同时也让我明白了理论和实际相结合的重要性。

在这个设计的过程中，我遇到了很多困难，一方面，我通过请教同学，另一方面，我还请教了我的指导老师俞学刚老师，俞学刚老师不厌其烦地给我讲解了许多解决问题的方法，从一开始还无从下手的我，到最后完成了这次的毕业设计，让我充分了解到了自己还有很多的不足。

例如，一是：我发现对于时钟脉冲发生器的脉冲频率控制是个非常重要的一个环节，要经过精细的计算才能设置准确的脉冲频率，所以在寻求俞老师帮助之后，利用公式精确的计算了脉冲的频率，并确定了脉冲电路中电阻和电容的大小。才使得电路按照所设计的方式工作。二是：我在设计时对论文编写的一些格式不会，通过向同学请教，解决了这些编辑格式的简单问题。

脚踏实地，认真严谨，实事求是的学习态度，不怕困难，坚持不懈，吃苦耐劳精神是我在这次毕业设计中最大的收益。我想这是一次意志的磨练，是对我实际能力的一次提升，也会对我未来学习和工作有很大帮助。

“团结、合作、谦虚”这三个词我的体会也比较深。做任何事都不是孤立的，不是你“闭门造车”，而是一个需要和他人交往的过程。这就要求我们要团结，要有合作精神，要注意和他人的沟通，要谦虚，不懂就问所谓“知之为知之，不知为不知”。

在这个毕业设计中也使我们的同学关系更进一步了，同学之间互相帮助，有什么不懂得大家在一起商量，听一听不同的看法有助于我们更好的理解知识，所以我非常感谢帮助我的老师和同学。

总之，通过在这次的设计过程当中我不断的认识自己，了解自己，提高自己，所以我无论是在学习和生活中都有所收获，也有了使整个设计过程更加的有意义，也使我自己的人生有了更加的充实。在此实验当中，在克服重重困难的同时，也使我领悟到了学习动手的重要性以及对电子的性趣，为以后的学习工作打下了坚实的基础，为以后的工作与学习赢得了必要的信心与决心最后，我再次向我的指导老师、顾问老师和我的同学表示深深的感谢，我将继续努力，在以后的学习和工作中，争取取得更好的成绩。

结束语

随着人们生活环境的不断改善和美化，在家庭装饰、商业区、多用户广告、公益广告等的灯光布置中经常需要完成彩灯循环点亮以实现灯光动态效果，做到广告、彩灯等作品色色彩艳，富有创艺，变化形式丰富，起着环境的作用，营造文明和亮丽氛围，增添人们生活乐趣彩灯控制现已广泛用于广告、舞厅、商店方面。伴随着经济的发展和夜市的兴起循环彩灯的用途姜越来越广，必然是现代都市的发展和人们生活水平提高。

方案中LED彩灯控制电路、逻辑控制电路的设计是个比较头疼的问题，在反复推敲，对比的过程中，最终定下了彩灯驱动电路采用CD4072，逻辑控制电路采用CD4001集成块。

三色八态循环彩灯是一种使用性很强的设备。其中，时钟脉冲发生器在电路中有极重要的作用，使其发出不同的频率产生不一样的脉冲。这样才能使电路更好的工作，是控制发光管的一项主要装置之一。时钟脉冲发生器产生不同频率的脉冲信号，通过计数器和逻辑门电路构成的脉冲分配器，对不同频率的脉冲信号进行脉冲分配产生八种不同状态，驱动变色发光二极管构成三色八态循环彩灯。这次的电路具有用电省，功耗小，简单，成本低，可靠性高等特点。（行间距为多倍行距1.25倍）

谢  辞

在论文即将完成之际，敲下“谢辞”两个字，心中无限感慨。回眸过去，一路走来，需要感谢的人太多，实在是这些简单的文字所不能表达和承载的。

首先诚挚的感谢我的导师对我的严格要求和悉心指导，导师渊博的学识、敬业的工作作风、独特的人格魅力，始终感染着我、激励着我，这些都将成为宝贵的财富让我享用终身。

经过这段时间的努力，我的毕业设计就基本上完成了，但是我清楚地知道，这次毕业设计的完成是与孔老师的精心辅导是离不开的。我是一个面临毕业的大专生，第一次面对毕业设计有好多不知道的问题，甚至难以下手，可是通过孔老师不厌其烦的对我进行引导和帮助，以及通过向同学请教一些问题，从而使我学到了很多东西，让我把通过在书本上学到的知识和现实生活中的东西紧密联系在了一起，对此，我十分感谢老师的帮助和同学的帮助。孔老师他严谨细致、一丝不苟的作风孔老师启迪。脚踏实地，认真严谨，实事求是的学习态度，不怕困难，坚持不懈，吃苦耐劳精神是我在这次毕业设计中最大的收益。我想这是一次意志的磨练，是对我实际能力的一次提升，也会对我未来学习和工作有很大帮助。

“团结、合作、谦虚”这三个词我的体会也比较深。做任何事都不是孤立的，不是你“闭门造车”，而是一个需要和他人交往的过程。这就要求我们要团结，要有合作精神，要注意和他人的沟通，要谦虚，不懂就问所谓“知之为知之，不知为不知”。

在这三年的大学生涯中，我还得到过好多老师的关心支持和帮助，在此我要感谢老师们的无私奉献，感谢你们为我们打下自动化专业的基础知识，使我们能够在以后的工作中更好的学习深造。

对此，我非常感谢江苏信息职业技术学院对我的教导与培养，使我学到了更多的知识，提高了我的个人素养。无论在以后的学习和生活中，我都会努力，争取做到更好！

最后，衷心地感谢在百忙之中评阅论文和参加答辩的各位老师!

（行间距为多倍行距1.25倍）

参考文献

（参考文献一般应该写明文献作者、文献名称、出版社地址、出版时间等内容。如：）

1]李士雄、丁康源 《数字集成电子技术教程》 北京 高等教育出版社  1993年

[2]华成英  《  电子技术》 北京  中央广播电视大学出版社          1996年

[3]郁汉琪  《数字电子技术实验及课题设计》 北京  高等教育出版社  1997年

[4]谢沅清、解月珍 《电子电路基础》   北京  人民邮电出版社       1999年

[5]谢嘉奎  《电子线路》（第四版） 北京  高等教育出版社           1999年

[6]肖景和  《数字集成电路应用精粹》（第一版）人民邮电出版社      20##年

[7]集成电路教育网(www.ICedu.Net)                                20##年

（行间距为多倍行距1.25倍）

附录

如果有必要可以设置附录。该部分包括与报告（论文）有关的原始数据明细表，较多的图表，程序及说明，或取材于复制品而不便于编入正文的材料等。附录一般与报告（论文）全文装订在一起，与正文一起编页码。如果附录内容很多时可独立成册。若有多个附录按大写英文字母排序，如附录A、附录B等，每一个附录另起一页。附录中的公式及图表编号也冠以附录序号字母加一短划线如公式（A—2），图A—2，表B—2等。