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一、聲控流水燈設(shè)計與制作 摘要：完成一款聲控流水燈的課程設(shè)計，通過CD4017的10個譯碼輸出端控制十個發(fā)光二極管的發(fā)光，利用音頻信號作為CD4017的脈沖輸入，使十個發(fā)光二極管像流水一樣閃動。 關(guān)鍵字:CD4017;發(fā)光二極管 一、設(shè)計任務(wù) 利用音頻輸入作為脈沖控制發(fā)光二極管的發(fā)光情況,電路能夠調(diào)節(jié)聲音的靈敏度和發(fā)光的亮度。 十進(jìn)制計數(shù)器/脈沖分配器,CD4017是5 位Johnson 計數(shù)器，具有10 個譯碼輸出端，CP, RESET,INH三個輸入端。時鐘輸入端的斯密特觸發(fā)器具有脈沖整形功能，對輸入時鐘脈沖上升和下降時間無限制。INH為低電平時，計數(shù)器在時鐘上升沿計數(shù)；反之，計數(shù)功能無效。CR為高電平時，計數(shù)器清零。Johnson 計數(shù)器，提供了快速操作,2 輸入譯碼選通和無毛刺譯碼輸出。防鎖選通，保證了正確的計數(shù)順序。譯碼輸出一般為低電平，只有在對應(yīng)時鐘周期內(nèi)保持高電平。在每10 個時鐘輸入周期CO 信號完成一次進(jìn)位，并用作多級計數(shù)鏈的下級脈動時鐘。 二、設(shè)計原理 1、基本原理框圖 系統(tǒng)框圖如圖1所示。
2、整體方案設(shè)計 因為流水燈對頻率的要求不是很高，只要能產(chǎn)生高低電平就可以了，利用傳聲器將輸入的聲音信號轉(zhuǎn)換為電信號，由于音頻的頻率范圍在30Hz-3400Hz，當(dāng)頻率變化時，引起傳聲器震動，將產(chǎn)生高低脈沖信號作為計數(shù)器的輸入信號。 電路系統(tǒng)工作原理如圖2所示，在此電路中采用十進(jìn)制計數(shù)器/脈沖分配器4017，它是一種用途非常廣泛的集成芯片，其內(nèi)部由計數(shù)器及譯碼器兩部份組成，由譯碼輸出實現(xiàn)對脈沖信號的分配，整個輸出時序就是00、01、02…、09依次出現(xiàn)與時鐘同步的高電平，寬度等于時鐘周期。 3、部分電路功能分析 CD4017: 十進(jìn)制計數(shù)器/脈沖分配器CD4017是5 位Johnson 計數(shù)器，具有10 個譯碼輸出端，CP, RESET,INH三個輸入端。時鐘輸入端的斯密特觸發(fā)器具有脈沖整形功能，對輸入時鐘脈沖上升和下降時間無限制。INH為低電平時，計數(shù)器在時鐘上升沿計數(shù)；反之，計數(shù)功能無效。CR為高電平時，計數(shù)器清零。Johnson 計數(shù)器，提供了快速操作,2 輸入譯碼選通和無毛刺譯碼輸出。防鎖選通，保證了正確的計數(shù)順序。譯碼輸出一般為低電平，只有在對應(yīng)時鐘周期內(nèi)保持高電平。在每10 個時鐘輸入周期CO 信號完成一次進(jìn)位，并用作多級計數(shù)鏈的下級脈動時鐘。
CD4017的引腳圖： CD4017的引腳功能： Q0-Q9(pin1,2,3,4,5,6,7,9,10,11)計數(shù)脈沖輸出端 CLK（pin14）：時鐘輸入端 RESET(pin15)：清除端 INH（pin13）：使能端 CO(pin12)：進(jìn)位脈沖輸出 VCC(pin16)：正電源 VSS（pin8）：地
當(dāng)傳聲器將輸入的聲音信號轉(zhuǎn)換為電信號后，在三極管的基級產(chǎn)生電流使三極管導(dǎo)通，將產(chǎn)生一個高電平，反之，將產(chǎn)生低電平，三極管的導(dǎo)通狀態(tài)隨傳聲器由外部的音頻信號決定。 實物圖：聲控流水燈電路實物如圖4所示。 心得體會：此次課程設(shè)計的聲控流水燈原理圖比較簡單，沒有復(fù)雜的元器件，連線布局也能夠很好的完成，不必增加飛線，但仍需要我小心細(xì)致，這次課程設(shè)計，需要我們綜合運用專業(yè)及基礎(chǔ)知識，鞏固了我的學(xué)習(xí)知識，更加深了我對本專業(yè)的認(rèn)識，也培養(yǎng)了我查閱圖書資料、產(chǎn)品手冊和各種工具書的能力，在設(shè)計過程中進(jìn)行的熱轉(zhuǎn)印制版、安裝與調(diào)試，加強了我的動手能力，讓我對設(shè)計電路有了一個整體觀念。 參考文獻(xiàn) [1]高吉祥 數(shù)字電子技術(shù)（第二版） 電子工業(yè)出版社，2004。 [2]高吉祥 全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽 電子工業(yè)出版社，2007。 [3]霍亮生 電子信息基礎(chǔ)。 [4]百度文庫，Datasheet5。 |
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