[信息与通信]电气化毕业设计.doc

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1、济南铁道职业技术学院毕业论文题 目：节日彩灯循环闪 亮控制器系 别：专 业：班 级：学生姓名： 指导教师：完成日期：2010年4月14日摘 要本设计中由HFC3040模块构成的六路循环彩灯控制电路，电路中巧妙地利用闪光集成模块HFC3040，触发晶闸管驱动彩灯循环流动。关键词 晶闸管 HFC3040目 录1 引言 42电路元器件功能分析 52.1电阻可变电阻 52.2电容 72.3二极管 82.4稳压二极管 92.5双向晶闸管 93 节日彩灯循环闪亮控制器电路模块化分析 113.1交流降压整流滤波稳压电路 113.2 无稳态多谐振荡器电路 163.3 触发电路204 节日彩灯循环闪亮控制器硬件

2、介绍 254.1 电路构成原理图 254.2 电路工作原理分析265 电气元件清单 26总结 28致谢 29参考文献 301 引言数字电路以其先天的便捷、稳定的优点在现在电子技术电路中占有越来越重要的地位。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广泛应用，用彩灯来装饰建筑和街道已经成为一种时尚。但是目前市场上各式样的彩灯循环闪亮控制器大多数用硬件电路实现，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点亮时间。因此，设计这款彩灯循环闪亮控制器，通过HFC

3、3040模块产生触发信号来控制晶闸管，进一步控制彩灯的点亮，实现了对彩灯循环闪亮控制的功能。4 节日彩灯循环闪亮控制器硬件介绍4.1 电路构成原理图图2.1电路构成原理图4.2 电路工作原理分析电源接220V交流电，经过R1降压限流、V1半波整流后，使LED发光。同时，LED两端约1.6V稳压直流电压经C1滤波后供集成电路IC1用电。由于TR触发端与地相连，所以通电后电路立即触发工作。6个输出端L1L6依次出现低电平，故使6个PNP三极管VT1VT6依次循环导通，单向晶闸管VS1VS6也循环开通，彩灯H1H6被循环点亮。S为速度选择开关，当S置于“1”时，彩灯速度为高速挡；当S置于“2”时，即

4、电阻R2接到集成电路内部双稳态触发器的输出端Q，由于经过内部1/2分频，Q输出高低交替变化电平。只有Q端输出高电平时，才有可能被触发导通，所以彩灯循环速度降低了一半。该电路由于采用了专用芯片，不需要任何调试，通电后即能正常工作。2电路元器件功能分析2.1 电阻可变电阻图4.1电阻的实物图在物理学中，用电阻（Resistance）来表示导体对电流阻碍作用的大小。导体的电阻越大，表示导体对电流的阻碍作用越大。不同的导体，电阻一般不同，电阻是导体本身的一种性质。电阻元件是对电流呈现阻碍作用的耗能元件。电阻在电路中主要起分压分流的作用，对信号来说，交流与直流信号都可以通过电阻。电阻都有一定的阻值，它代

5、表这个电阻对电流流动阻挡力的大小。电阻的单位是欧姆，用符号“”表示。欧姆是这样定义的：当在一个电阻的两端加上1伏特的电压时，如果在这个电阻中有1安培的电流过时，则这个电阻的阻值是1欧姆。在国际单位制中，电阻的单位是（欧姆），还有（千欧）、（兆欧）。其中：1=1000 ， 1=1000电阻的阻值标法通常有色环法、数值法。色环法在一般的电阻上比较常见。色环法的读取方法如图4.2所示;图4.2电阻阻值读取方法色谱图表电阻是一线性元件。说它是线性元件，是因为通过实验发现，在一定条件下，流经一个电阻的电流与电阻两端的电压成正比，即它是符合欧姆定律：I=UR常见的碳膜电阻或者金属膜电阻在温度恒定，且电流电

6、压值限制在额定条件之内时，可用线性电阻累模拟。如果电流或电压值超过规定值，电阻将因热而不遵从欧姆定律，甚至还会被烧坏。电阻的种类有很多，通常分为碳膜电阻，金属电阻，线绕电阻等；它包含固定电阻与可变电阻，光敏电阻，压敏电阻，热敏电阻等。可变式电阻器一般称为电位器，从形状上分有圆柱形、长方体形等多种形状；从结构上分有直滑式、旋转式、带开关式、带紧锁装置式、多连式、多圈式、微调式和无接触式等多种形式；从材料上分有碳膜、合成膜、有机导电体、金属玻璃釉和合金电阻丝等多种电阻体材料。碳膜电位器是较常用的一种。电位器在旋转时，其相应的阻值依旋转角度而变化。测试：使用万用表判断出电阻的好坏，将万用表调节在电阻

7、挡的合适挡位，并将万用表的两个表笔放在电阻的两端，就可以从万用表上读出电阻的阻值。应当注意的是，测试电阻时手不能接触到表笔的金属部分。2.2电容图4.3电容的实物图 电容（或称电容量）是表征电容器容纳电荷本领的物理量。我们把电容器的两极板间的电势差增加1伏所需的电量，叫做电容器的电容。电容器从物理学上讲，它是一种静态电荷存储介质（就像一只水桶一样，你可以把电荷充存进去，在没有放电回路的1情况下，刨除介质漏电自放电效应/电解电容比较明显，可能电荷会永久存在，这是它的特征），它的用途较广，它是电子、电力领域中不可缺少的电子元件。主要用于电源滤波、信号滤波、信号耦合、谐振、隔直流等电路中。 电容的符

8、号是C。 C=S/d=S/4kd(真空)=Q/U 在国际单位制里，电容的单位是法拉，简称法，符号是F,常用的电容单位有毫法(mF)、微法(F)、纳法(nF)和皮法(pF)(皮法又称微微法)等，换算关系是： 1法拉(F)= 1000毫法(mF)1000000微法(F) 1微法(F)= 1000纳法(nF)= 1000000皮法(pF)。 电容与电池容量的关系: 1伏安时=25法拉=3600焦耳 1法拉=144焦耳2.3二极管图4.4二极管的实物图采用特定的制造工艺，在同一块半导体基片的两边分别形成N型和P型半导体。在其界面处两侧形成空间电荷层，并建有自建电场。当不存在外加电压时，两边载流子浓度差

9、引起的扩散电流和自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态。这时空间电荷区的宽度一定，内电场一定，形成了所谓的PN结。在PN结的两端各引出一根电极引线，然后用外壳封装起来就构成了半导体二极管。由P区引出的电极称正极，有N区引出的电极称负极，电路符号中的箭头方向表示正向电流的流通方向。二极管加正向电压时导通，呈现很小的电阻，形成较大的正向电流；加反向电压时截止，呈现很大的电阻，反向电流近似为零。因此，晶体二极管具有单相导电性。当反方向电压增大到一定值时，二极管的反向电流将随反向电压的增加而急剧增大，这种现象称为反向击穿。二极管的识别和检测：将万用表至于R1K挡，调零后用表笔分别正接、反接二极管的

10、两端引脚，这样可分别测得大、小两个电阻值。其中较大的是二极管的反向阻值，较小的是二极管的正向阻值。故测得正向阻值时，与黑表笔相连的是二极管的正极（万用表置欧姆挡时，黑表笔连接表内电池正极，红表笔连接表内电池负极）。二极管的材料及二极管的质量好坏也可以从其正、反向阻值中判断出来。一般硅材料的正向电阻为几千欧，而锗材料二极管的正向电阻为几百欧。判断二极管的好坏，关键是看有无单向导电性，正向电阻越小，反向电阻越大的二极管的质量越好。如果一个二极管正、反向电阻值相差不大，则必为劣质管。如果正、反向电阻都是无穷大或者都是零，则二极管内部已断路或已被击穿短路。2.4稳压二极管图4.5稳压二极管伏安特性曲线

11、稳压二极管是一种特殊的面接触型硅二极管，其伏安特性曲线如图所示，它的正向伏特曲线与普通二极管相似，而反向击穿特性曲线很陡。正常情况下稳压二极管工作在反向击穿区，由于曲线很陡，反向电流在很大范围内变化时，端电压变化很小，因而具有稳压作用。只要反向电流不超过其最大稳定电流，就不会形成破坏性的热击穿。2.5双向晶闸管晶闸管是晶体闸流管的简称，按照IEC（国际电工委员会）的定义，晶闸管是指具有三个以上的PN结的四层三端器件，器件外部有三个极；阳极A、阴极K和门极G。晶闸管是一种既具有开关作用，又具有整流作用的大功率半导体器件，应用于可控整流、变频、逆变及无触点开关等多种电路。对它只需要提供一个弱点触发

12、信号，就能控制强电流输出。所以说，它是半导体器件从弱电领域进入强电领域的桥梁。晶体管的导通条件是：在晶闸管的阳极和阴极两端加正向电压，同时在晶闸管的门极和阴极两端也加正向电压。关断条件是：使流过晶闸管的阳极电流小于维持电流，使其内部正反馈无法维持，晶闸管才会恢复关断，常用的方法是在晶闸管两端加反向电压。图4.6双向晶闸管内部结构、等效电路及电器符号双向晶闸管是把两个反向并联的晶闸管集成在同一个硅片上，用一个门极控制触发的组合型器件。这种结构使它在两个方向都具有和单只晶闸管同样的对称的开关特性，且伏安特性相当于两只反向并联的分立晶闸管，不同的是它由一个门极进行双方向控制，因此可以认为是一种控制交

13、流功率的理想器件。双向晶闸管的外形与普通晶闸管类似，有塑封式、螺栓式、平板式。但其内部结构是一NPNPN五层结构三端器件，有两个主电极T1、T2，一个门极G。双向晶闸管的内部结构、等效电路及电气符号如图4.6所示。双向晶闸管的参数与普通晶闸管相似，但因其内部结构及使用条件的差异又有所不同。双向晶闸管的主要参数中额定电流的定义与普通晶闸管有所不同，由于双向晶闸管工作在交流电路中，正、反向电流都可以通过，所以它的额定电流不是用平均值而是用有效值来表示。定义为：在标准散热条件下，当器件的单向导通角大于170，允许通过器件的最大交流正弦电流有效值，用IT（RMS）表示。双向晶闸管额定电流与普通晶闸管额

14、定电流之间的换算关系式为：IT（AV）=0.45 IT（RMS）以此推算，一个100A的双向晶闸管与两个反向并联的45A的普通晶闸管电流容量相等。双向晶闸管每个半波都有各自的通态压降。由于结构和工艺的原因，其正、反两个通态压降值可能有较大的差别，使用时应尽量选用偏差小的，即具有比较对称的正、反向通态压降的器件。3 节日彩灯循环闪亮控制器电路模块化分析3.1交流降压整流滤波稳压电路图3.1交流降压整流滤波稳压电路功能实现流程图（1） 变压电路变压器有升压和降压两种作用，升压变压器提升输电电压，使长途输电更加经济，降压变压器使得电力运用方面更加多元化。该彩灯循环闪亮控制器电路中变压电路是降压电路，

15、采用降压变压器来实现。变压器主要有初级线圈和次级线圈，变压器Tr与220V交流电相连接的是初级线圈，初级线圈只有一组。次级线圈有两组，可分别输出不同电压，即10V和100V的电压。输出的10V交流电与整流器相连，输出的100V交流电为彩灯电路提供电源。大部分变压器具有固定的铁芯，其上缠有初级和次级的线圈。基于铁材的高导磁性，大部分磁通量局限在铁芯里。因此，初级线圈和次级线圈可以获得相当高程度的磁耦合。在一些变压器中，线圈和铁芯二者间紧密的结合，其初级与次级电压的比值几乎与二者之线圈匝数比相同。因此，变压器线圈匝数比，一般作为变压器升压或降压的参考指标。（2） 单相桥式整流电路单相桥式整流电路就

16、是将交流电转换为直流电的电路。主要是将交流降压电路输出的电压较低的交流电转换成单相脉冲性直流电，这就是交流电的整流过程。整流电路主要有二极管组成。经过整流后的电流已不是交流电流，而是一种含有直流电流和交流电流的混合电流，习惯上称单相大脉动性直流电。整流电路利用了二极管的单相导电性进行整流，为了提高整流效率，使交流电的正负半周信号都被利用，则采用全波整流，现以全波桥式整流为例，其电路和相应的波形如下图：图3.2单相桥式整流电路及其波形图图3.3单相桥式整流电路工作原理图 单相桥式整流电路如图所示，其中（a）、（b）、（c）是它的三种不同的画法，图中，D1、D2、D3、D4四只整流二极管接成电桥形

17、式，故称为桥式整流。 桥式整流电路的工作原理如图所示。在U2的正半周，D1、D3导通，D2、D4截止，电流由Tr二次侧上端经D1RLD3回到Tr二次侧下端，在负载RL上得到一半波整流电流，在U2的负半周，D2、D4导通，D1、D3截止，电流由Tr二次侧下端经D2RLD4回到Tr二次侧上端，在负载RL上得到另一半波整流电流。这样就在负载RL上得到一个与全波整流相同的电压波形，其电流的计算与全波整流相同，即： UL=0.9U2 IL=流过每个整流二极管的平均电流为ID=每个整流二极管所承受的最高反向电压为URM=U2经过整流后的电流仍然是“脉动”的直流电，为了减少波动，通常要加滤波器，下面对滤波器

18、进行介绍。( 3) 滤波 整流电路将交流电变为脉动直流电，但其中含有大量的交流成分。为了获得平滑的直流电压，应在直流电路的后面加接滤波电路，以滤去交流成分。 常用的滤波电路有电容滤波电路和电感滤波电路，本次设计中算用的是电容滤波电路。桥式整流电路输出端与负载电阻RL并联一个较大电容，构成了电容滤波电路。 电容滤波电路是利用电容的充电和放电来使脉动的直流电变为平稳的直流电。设电容两端初始电压为零，并假定在t=0时接通电路，U2为正半周，当U2由零上升时，D1、D3导通，C被充电，同时电流经过D1、D3向负载电阻供电。如果忽略二极管正向管压降和变压器内阻，电容充放电时间常数近似为零，在U2达到最大

19、值时Uc也达到最大值，然后U2下降，此时UcU2，D1、D3截止，电容C向负载电阻RL放电，由于放电时间常数=RLC，一般较大，电容电压Uc按指数规律缓慢下降。当Uc下降到最低时，|U2|Uc，D2、D4导通，电容C在此被充电，输出电压增大，以后重复上述充放电过程，输出电压波形，近似为一锯齿波直流电压。 有上述可知，整流电路接入了滤波电容后，不经使输出电压变得平滑、纹波显著减少，同时输出电压的平均值也增大了输出电压平均值Uo的大小与滤波电容C及负载电阻RL的大小有关，C的容量一定时，RL越大，C的发电时间常数就越大，其放电速度越慢，输出电压就越平滑，Uo就越大。让RL开路时，Uo=U2。为了获

20、取良好的滤波效果一般取RL（35）式中，T为输入交流电的周期。此时输出电压的平均值近似为Uo1.2 U2（4）稳压 图3.4稳压二极管稳压电路由图3.4可知，当稳压二极管正常稳压工作时，有下述方程式：Uo=U1IrR=UZ Ir=Iz+IL若U1增大，Uo将会随着上升，加于稳压二极管两端的方向电压增加，使电流Iz大大增加，由上式可知，Ir也随之显著增加，从而使限流电阻上的压降IrR增大，其结果是，U1的增加量绝大部分都降落到限流电阻R上，从而使输出电压Uo基本维持恒定。反之，U1下降时Ir减少，R上的压降减少，从而维持Uo的基本恒定。若负载电阻RL增大（即负载电流IL减少），输出电压Uo将会跟

21、随增大，则流过稳压管的电流Iz大大增加，致使IrR增大，迫使输出电压Uo下降，同理，若RL减少，使Uo下降，则Iz显著减少，致使IrR减少，迫使Uo上升，从而维持了输出电压的稳定。3.2无稳态多谐振荡器电路无稳态多谐振荡器电路是一种简单的振荡电路。它不需要外加激励信号就能连续地、周期性地自行产生矩形脉冲，该脉冲是由基波和多次谐波构成，因此称为多谐振荡器电路。多谐振荡器可以由三极管构成，也可以用555或者通用门电路等来构成。本次设计中采用555多谐振荡器电路。555集成时基电路时一种数字、模拟混合型的中规模集成电路，可连接成多谐振荡电路，产生单位脉冲，用于触发计数器。在延时操作中，脉冲由一个电阻

22、和一个电容控制。555会在下降延触发和清零，工作电压为5 16V，工作温度为070。 图3.5（a）所示为555定时器的逻辑图，图（b）为其逻辑功能示意图。它主要由电阻分压器、电压比较器C1和出C2、与非门G1和G2组成的基本RS触发器、发电管V和输出缓冲极G3等五部分组成。图中TH为电压比较器C1的阈值输入端，为电压比较器C2的触发输入端，C0为控制端，为直接置0端，DIS为放电端，OUT为输出端。各部分的作用如下图3.5 555定时器的逻辑图和逻辑功能示意图电阻分压器：它是由三个电阻值均为5K的电阻串联而成，分别为电压比较器C1和C2提供基准电压。其中UR1=Vcc为C1同相输入端的基准电

23、压；UR2=Vcc为C2反向输入端的基准电压。如在控制端C0加固定电压UC0时，则UR1=UC0，UR2=UC0。如C0端不用时，为防止高频干扰，通常在C0端对地接一个0.01F的电容。电压比较器：C1和C2两个比较器由运算放大器组成，同相端和反向端的电压分别用U+和U表示。当U+U时，电压比较器输出高电平1；当U+U时，电压比较器输出低电平0。基本RS触发器：基本RS触发器有G1和G2两个与非门组成，它的输入信号分别为C1和C2的输出电压UC1和UC2。触发器有两个基本特性：它有两个稳定状态，可分别用来表示二进制数码0和1；在输入信号作用下，触发器的两个稳定状态可以相互转换，输入信号消失后，

24、已转换的稳定状态可长期保持下来，这样就使得触发器能够记忆二进制信息，常用作二进制存储单元。放电管和输出缓冲器：三级管V是作为开关管来使用的，其工作状态受基本RS触发器输出端的信号控制。当为低电平0时，V截止；当为高电平1时，V导通。G3为输出缓冲器，用以提高555定时器的负载能力和隔离外接负载对定时器工作的影响。各管脚的功能说明：1接地2触发3输出4复位5控制电压6门限7放电8电源电压Vcc。下面根据图3.5（a）所示电路分析555定时器的逻辑功能。设TH和端输入电压分别为UI1和UI2，555定时器的工作情况如下：当UI1Vcc、UI2Vcc时，电压比较器C1和C2的输出UC1=0、UC2=

25、1，基本RS触发器被置0，Q=0、=1，输出Uo=0，同时V导通。当UI1Vcc、UI2Vcc时，电压比较器输出UC1=1、UC2=0，基本RS触发器置1，Q=1、=0，输出Uo=1，同时V截止。当UI1Vcc、UI2Vcc时，两个电压比较器的输出UC1=1、UC2=1，基本RS触发器保持原状态不变，输出Uo和V的状态不变，即电路保持原状态不变。综上所述，555定时器的功能表如下表所示。输入输出UI1UI2U0V状态00导通VccVcc10导通VccVcc11截止VccVcc1不变不变将555与三个电阻一个电容如图2.1中连接，便构成了无稳态多谐振荡模式。与单稳模式不同之处在于触发端接在了充、

26、放电回路的C上，而不是受外部触发控制。当加上电压后，由于电容C上端电压不能突变，故555处于置位状态，输出呈现高电平“1”，而内部的放电管截止，C通过两个串联电阻对其充电，2脚电位随C上端电压的升高呈指数上升。当C上的电压随时间增加，达到输入电压阈值电平时，上比较器翻转，使RS触发器置位，经缓冲级倒相，输出呈低电平“0”。此时放电管饱和导通，C上的电荷放电，当C放电使其电压降至输入电压触发电平时，下比较器翻转，RS触发器复位，经倒相后，使输出端呈高电平“1”。多谐振荡器的振荡周期T为T=tW1+tW2tW1为电容C上的电压由Vcc充到Vcc所需的时间，充电回路的时间常数为（R1+R3+R2）C

27、。tW1可用下式估算：tW1=（R1+R3+R2）C20.7（R1+R3+R2）CtW2为电容C上的电压由Vcc下降到Vcc所需的时间，放电回路时间常数为（R3+R2）C。tW2可以用下式估算：tW2=（R3+R2）C20.7（R3+R2）C所以多谐振荡器的振荡周期T为T=tW1+tW20.7（R1+2R3+2R2）C振荡频率为f=3.3 触发电路晶闸管由阻断转换为导通，除了在阳极和阴极加正向电压外、还需在控制极和阴极间加合适的正向触发电压。提供正向触发电压的电路称为触发电路。触发电路的工作方式不同，对触发电路的要求也不完全相同。这里把基本要求归纳如下。一、触发信号常采用脉冲形式。因晶闸管在触

28、发导通后控制极就失去了作用，虽触发信号可以是交流、直流或脉冲形式，但为减少控制极损耗，故一般触发信号常采用脉冲形式。二、触发脉冲应有足够的功率。触发脉冲的电流和电压应大于晶闸管要求的数值，并留有一定的余量，以保证晶闸管可靠导通。晶闸管属于电流控制器件，为了保证足够的触发电流，一般可取2倍左右所要求的触发电流大小（按电流大小决定电压）三、触发脉冲电压的前沿要陡，要求小于10S，且要有足够的宽度。因同系列晶闸管的触发电压不尽相同，如果触发脉冲不陡，就会造成晶闸管不能被同时触发导通，使整流电压波形不对称。触发脉冲应要求触发脉冲消失前阳极电流已大于擎住电流，以保证晶闸管的导通。四、触发脉冲与晶闸管阳极

29、电压必须同步。两者频率应该相同，而且要有固定的相位关系，使每一周期都能在相同的相位上触发。五、触发脉冲满足主电路移相范围的要求。触发电路的移相范围与主电路形式、负载性质及变流装置的用途有关。随着晶闸管技术的发展，对其触发电路的可靠性提出了更高的要求，集成触发电路具有体积小、性能稳定等优点，它近年来发展迅速，应用越来越广。本文是由CD4017组成的触发电路。十进制计数分配器CD4017计数器就是用来累计和寄存输入脉冲个数的时序逻辑部件。它是一种用途非常广泛的电路。在其内部由计数器及译码器两部分组成，由译码输出实现对脉冲信号的分配，整个输出时序就是Q0、Q1、Q2、Q9，依次出现与时钟同步的高电平

30、，宽度等于时钟周期。CD4017是一块十进制计数分配器。当复位端为“1”时，计数器清零。在clockunable为“0”状态下，计数器在信号的正上升沿触发。图3.6为CD4017的逻辑功能示意图，其管脚分布如下所示。1脚：第五输出端2脚：第一输出端3脚：第零输出端,电路清零时，该端为高电平4脚：第二输出端5脚：第六输出端6脚：第七输出端7脚：第三输出端8脚：电源负极9脚：第八输出端10脚：第四输出端11脚：第九输出端12脚：级联进位输出端，每输入10个时序脉冲时就可以得到一个计数器的时钟信号13脚：时钟输入端，脉冲输入端，脉冲下降沿有效14脚：时钟输入端，脉冲上升沿有效15脚：清零输入端，在该

31、管脚加高电平或正脉冲时，CD4017计数器中，各计数单元输出低电平“0”，在译码器中只有对应“0”状态的输出端3脚为高电平16脚：电源正极，可以使用318V直流电源供电图3.6 CD4017逻辑功能示意图图3.7 为CD4017工作波形图，图3.8为 CD4017的逻辑图。下表是CD4017的功能表。脉冲个数寄存器输出端Q0Q1Q2Q3Q4Q5Q6第一个100001000000第二个110000100000第三个111000010000第四个111100001000第五个111110000100第六个011110000010第七个001110000001图3.7 CD4017工作波形图图3.8

32、 CD4017的逻辑图4 节日彩灯循环闪亮控制器硬件介绍4.1 电路构成原理图图2.1电路构成原理图4.2 电路工作原理分析变压器Tr（22010、100）一次侧电源接220V交流电，二次侧输出电压10V和100V的交流电流，10V的交流电再通过桥式整流电路的整流，电容C1的滤波，以及稳压二极管的稳压，这时的电流为12V的直流电流，为后面的电路提供电源；100V的交流电为主电路提供电源，并串联上熔断器作为过流保护。触发电路：555与R1、R2+R3及C2组成可调式脉冲振荡器，其接通电源后不需要外加脉冲触发信号，电路通过电容的充放电就可以在两个暂稳态之间相互转换，从而产生自激振荡，输出周期性矩形

33、脉冲信号，为移位控制电路输出移位脉冲，脉冲周期可通过变阻器R3来调节。在此彩灯循环闪亮控制器电中，十进制计数脉冲分配器CD4017，在移位脉冲的驱动下，它的输出端以Q0、Q1、Q2、Q3、Q4、Q5的顺序循环移动。CD4017的第6输出端与复位端Rst连接，当第六输出端输出高电平时，通过Rst使CD4017复位，Q0输出高电平。这样，每一个循环中，Q1、Q2、Q3、Q4、Q5的输出端各连接一个双向晶闸管的门极G，第六输出端连接复位端，Q0空置。主电路：双向晶闸管、电阻和彩灯串联在一起，五个这样的电路并联在一起形成的主电路。当振荡器为CD4017输入的第一脉冲到达时，CD4017的Q0输出高电平

34、，当第二个脉冲到达时，Q1输出高电平，双向晶闸管S1门极触发，S1导通，电流流通，彩灯L1被点亮。当Q1变为低电平后，再经过半个周期双向晶闸管S1关断，彩灯L1熄灭。当第二个脉冲到达时，Q2输出高电平，双向晶闸管S2门极触发，S2导通，彩灯L2被点亮。当Q2变为低电平后，再经过半个周期双向晶闸管S2关断，彩灯L2熄灭。依次类推，当第三个到第六个脉冲到达时，彩灯L3、L4、L5依次点亮。当第七个脉冲到达时，Q6输出高电平，通过Rst使CD4017复位，进入下一个循环。5电气元件清单本文中选用的彩灯额定电压为12V额定功率为6W，所以彩灯的电阻为24，额定电流为0.5A。主电路电压由变压器Tr次级

35、第二组线圈提供，所以主电路电压为100V。为了使彩灯在额定状态下工作，需给每个彩灯串联一个200，的电阻。本设计中所用元件如下表所示。电器元件明细表元件名称元件符号型号规格数量变压器TrBK150220V100V、10V1熔断器FuRL115215A，熔体2A1二极管DIODE2CZ52B50V、0.1A（max）4稳压二极管1N4106稳压12V 0.25mA1电阻RRT12010.2K5电阻RRT115315K2变阻器RWT150350K1电容CCJ11081000F1电容CCJ110610F1电容CCJ11030.01F1彩灯L12V、6W5双向晶闸管TRIACKs200门极触发电流30

36、05总结此次毕业设计是我们从大学毕业走向社会的重要的一步。从最初的选题，直到完成设计。其间，查找资料，与同学交流，每一个过程都是对自己能力的一次检验和充实。通过这次实践，极大的锻炼了电路设计实践能力，培养了自己独立设计能力。此次毕业设计是对我专业知识和专业基础知识一次实际检验和巩固，同时也是走向工作岗位前的一次热身。毕业设计收获很多，作为电气专业的学生，设计是我们将来必需的技能，这次课程设计恰恰给我们提供了一个应用自己所学知识的机会，从查找资料到电路成型，都对我所学的知识进行了检验。同时，毕业设计也暴露出自己专业基础的很多不足之处。比如缺乏综合应用专业知识的能力。给我印象最深的是要设计一个成功

37、的电路，必须要有耐心，要有坚韧的毅力。虽然马上要毕业了，但这次实践使我明白自己知识还很浅薄，自己的求学之路还很长，我会争取把本系统应用到实际工作中，使之产生商业价值。总之本次毕业设计是我的电子研发之路的良好开端。我会一次为契机以后更应该在工作中学习，努力使自己成为一个对社会有所贡献的人。致谢弹指一挥间，大学三年已经接近了尾声。三年的艰苦跋涉，几个月的精心准备，毕业设计终于到了划句号的时候，心头照例该如释重负，但设计过程中常常出现的辗转反侧和力不从心之感却挥之不去。毕业设计的过程并不轻松：各种压力的时时袭扰，知识积累的尚欠火候，致使我一次次埋头于图书馆中，一次次在深夜奋力敲打键盘。第一次花费如此

38、长的时间和如此多的精力，完成一套设计，其中的艰辛与困难难以诉说，但曲终幕落后留下的滋味，是值得我一生慢慢品尝的。在这里需要的感谢的人很多，是他们让我这大学三年从知识到人格上有了一个全新的改变。感谢我的指导老师房金菁老师，够顺利完成毕业设计，离不开他的悉心指导，他对我的设计从确定题目、修改直到完成，给予了我许多的指点和帮助。感谢他在繁忙的工作之余，挤出时间对设计提出精辟的修改意见。在此，向房老师致以最诚挚的谢意。我也要感谢学院所有教育过我的老师！你们传授给我的专业知识是我不断成长的源泉，也是完成本设计的基础。 参考文献1 石生电路基本分析高等教育出版社2 胡宴如模拟电子技术高等教育出版社3 杨志忠数字电子技术高等教育出版社4 张涛电力电子技术电子工业出版社5 尹克宁变压器设计原理中国电力出版社32