六、六回路流水灯
(一)实训
1.实训电路设计要求
用集成电路CD4017、NE555等主要元器件设计一个六回路流水灯电路,该流水灯电路能够实现六个灯按顺序点亮,先由上至下,再由下至上形成回路。
2.实训目的
①掌握六回路流水灯的工作原理。
②了解集成电路中小电流控制大电流的电路。
3.实训原理图
如图7-11所示。
图7-11 六回路流水灯电路图
4.知识储备
①NE555震荡的基本知识及NE555的管脚用法。
②CD4017集成电路知识及CD4017的管脚用法。
5.工作原理
本电路主要是由NE555多谐振荡与CD4017的分频电路组成。
①NE555多谐振荡产生的方波周期T=0.69(R1+2RP1)C1,通过调节RP1的大小,可以改变多谐振荡的周期。
②CD4017的时钟输入端14脚得到NE555输出的方波脉冲时,产生十个节拍脉冲信号,节拍信号产生的顺序分别由Q0~Q9。首先节拍信号Q0输出的高电平使VT1导通,从而使LED1发光,随后Q1输出的高电平使VT2导通,使LED2发光;同样Q2,Q3,Q4,Q5,分别使LED3、LED4、LED5、LED6发光。这样六个发光二极管的发光顺序为LED1~LED6,方向由上至下。紧接着Q6输出的高电平使VT5导通,即使LED5发光,Q7使VT4导通,使LED4发亮,Q8使VT3导通,使LED3发亮,Q9使VT2导通,使LED2发亮,Q0又使VT2导通,使LED1发光。这样六个发光二极管的发光顺序为LED6~LED1,方向由下至上,整个过程六个发光二极管就实现六回路流水循环功能。
③CD4017的进位端QCO悬空,始能端13脚与8脚接地,16脚接电源正极。15脚复位端,当S不动时,复位端无效;按下S后,15脚接到电源高电平,此时CD4017节拍信号脉冲停止,除Q0外其余输出端均输出低电平。
6.实训中出现的问题及问题解决方框图
(1)电路工作方框图(图7-12)
图7-12 六回路流水灯电路工作方框图
(2)实训中出现的问题及解决方法
①作品上电后,LED7会闪烁点亮,LED1直亮,其余灯均不亮。A.由问题现象可知道U2工作正常,问题就出在U1工作控制电路。B.首先用万用表测试U1的14脚对地电压情况,若无脉冲电压信号,则问题就出在U1的14脚上。C.若U1的14脚上有脉冲电压信号,就用万用表检测U1的15脚对地电压,若电压高,这问题就出在15脚上。
②若U1的15脚为低电压,在电路正常连接的情况下,问题很可能出在U1本身上。
③作品上电后,LED7会闪烁点亮,LED1到LED6流水点亮,而当LED6到LED1点亮的过程中,LED5不亮。
④由问题现象可知道U2工作正常,问题就出在U1输出电路。A.首先用万用表检测Q6输出情况,若无电压输出,则问题就出在Q6处,更换U1即可。B.若Q6有电压信号输出,则检测二极管D7的好坏,即可以解决问题。
(二)元器件选择
1.元器件清单
表7-7 六回路流水灯元器件清单表
续表:
2.元器件选择注意点
①集成电路NE555与CD4017,应选取CMOS系列
②发光二极管LED1~LED7应选用不同颜色的,以便观察效果及调试。
(三)知识升华
假设在保证本电路功能不变的前提下,只去掉集成电路NE555,能不能用最少数目的分立元器件设计出六回路流水灯电路?请设计出电路。
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