基于CD4060音乐梦幻灯课程设计

基于CD4060音乐梦幻灯课程设计 仿真部分 学院：    测试与光电工程学院 学号：    11081238 姓名：    王志轩 指导老师：吴伟  金信鸿 2014/6/15 CD4060音乐梦幻灯 摘要: 本次课设主要以学习为目的，课程设计要求设计一个电路实现三色彩灯循环亮，循环灭的功能。主要通过音乐梦幻灯的原理及硬件剖析，了解数电及模电的相关知识。而本文讲述了所设计的电路原理，利用protel99软件对其原理图，印刷电路板及调试和焊接等制作过程的介绍。 CD4060音乐梦幻灯可用于多种娱乐场合。对于场合的气氛程度有不同的提高随着音乐的音调不同从而有多种不同颜色的彩灯以多种组合形式闪烁相配合。给人营造出一种关于灯光与音乐相配合的美丽错觉。 关键字：梦幻灯，循环 目录 摘要:    2 1、课程设计的任务和要求    4 1.1课程设计的任务    4 1.2课程设计要求    4 2、 CD4060音乐梦幻灯工作原理简介    5 2.1元件清单    5 3、课程设计理论准备    6 4、电路原理图    7 5、元件及其工作原理原理：    7 5.1、三极管工作原理：    7 5.2、光二极管    10 5.3、晶体二极管    10 5.4、电解电容    11 5.4.1、电解电容在电路中的作用    12 5.4.2、电解电容的判断 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载     12 5.4.3、电解电容的使用注意事项    13 5.5、变阻器    14 7、仿真过程    14 8、电路工作原理：    17 8.1PNP三极管在电路中作用    17 8.2 CD4060工作简介    18 8.3 多谐震荡器简介    21 8.4 电路工作 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析     22 9、部分仿真示意图    23 10、参考文献    24 附表一：元件清单    25 附表二：CD4060功能表    25 附表三：仿真图    26 1、课程设计的任务和要求 1.1课程设计的任务 1、通过本次课程设计使得自己对于CD4060梦幻灯的制作有一定的了解。对于所涉及到的有关电路方面的知识有更多的了解和认识，从而提高自己对于所学知识的运用能力和加深对知识的掌握程度 2．学会焊接电路板。 3. 熟悉电子线路Protel99软件及电子线路方针Proteus软件的使用方法 4．熟悉CD4060梦幻灯的设计与制作方法。 5． 熟悉各电路部分的逻辑功能并掌握使用方法。 1.2课程设计要求 1．初步掌握一般电子电路设计的方法，得到一些工程设计的初步训练，并为以后的毕业设计奠定良好的基础。 2．培养自学能力，独立分析问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 、解决问题的能力。对设计中遇到的问题，通过独立思考、查找工          4．学会查阅治疗和手册，学会选用各种电子元器件。 5．学会掌握安装电子线路的基本技能和调试方法，善于在调试中发现问题和解决问题。 7．学会撰写课程设计。 8．提高自学能力和改善自学方法。 9．能很好的发现问题并解决问题。 2、 CD4060音乐梦幻灯工作原理简介 电路中,U2为一带振荡器的14级二分频计数器CD4060,R1、R2、R4、C4和U2-9、10、11脚内电路组成振荡器,振荡频率可由R4调节。通电初始，定时时钟发生器首先经U2-12脚的电容清零复位，各输出级均为低电位。随着振荡器振荡，输出端Q4-Q14以二进制形式递进输出，三组发光管也随输出端的高低电平变化而亮灭，当某端输出高电平时，对应组发光管灭，输出低电平时，对应组发光管亮。Q1，Q2，Q3起驱动作用，D2，D3，D4起循环复位作用。（Q5，Q6，Q7均为高电平时复位） 2.1元件清单 名称 位号 数量 名称 位号 数量 CD4060及插座 IC2 各1个 电阻1.5M10K220K R1，R2，R4 各1个 音乐芯片 IC1 1片 电阻200Ω-12个 R5—R16 各1个 无缘蜂鸣器 SP 1个 可调电阻 RP1 1个 按钮开关 SW 1个 三极管9012-3个 Q1，Q2，Q3 各1个 电源插针   1个 三极管9013 Q4 1个 发光二极管 12个 LED1-12 各1个 电解电 容1Uf100Uf C1 C2 各1个 开关二极管 D1-D3 各1个 二极管 D1，D2，D2 各一个             3、课程设计理论准备 Proteus简介： Proteus软件已有20多年的历史，采用PC进行虚拟仿真实验要比采用单片机实验箱更为有效，因为用户可以根据需要随时对原理电路图进行修改，并立即获得仿真结果。由于在PC上修改原理电路图要比在实验箱上修改硬件电路容易得多，而且还可以根据设计要求采用不同元器件，或者修改元器件参数以获得不同输出结果，在成功进行虚拟仿真并获得期望结果的条件下，再制作实际硬件进行在线调试，可以获得事半功倍的效果。 本次课程设计Proteus常用的快捷键： Ctrl+s：      打开关闭磁吸 磁吸用于对准一些点的，如引脚等 x：          打开关闭定位坐标 显示一个大十字射线 o：          重新设置原点  将鼠标指向的点设为原点 u：          撤销键 Pgdn：        改变图层 Pgup：        改变图层 Ctrl+Pgdn：  最底层 Ctrl+pgup：  最顶层 Ctrl+画线：  可以划曲线 F5：          重定位中心 4、电路原理图 图4.1  电路原理 5、元件及其工作原理原理： 5.1、三极管工作原理： 三极管，全称应为半导体三极管，也称双极型晶体管,晶体三极管，是一种电流控制电流的半导体器件·其作用是把微弱信号放大成辐值较大的电信号， 也用作无触点开关。晶体三极管，是半导体基本元器件之一，具有电流放大作用，是电子电路的核心元件。三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结，两个PN结把整块半导体分成三部分，中间部分是基区，两侧部分是发射区和集电区，排列方式有PNP和NPN两种。 工作原理： 放大：b极提供信号（输入）  c极提供能量  e极输出 还有一个重要的特点：Ubc在线性电路中通常为0.7v，这个性质可以稳压，稳流等。 饱和：利用它的开关特性，常用在数字电路。 晶体三极管按材料分有两种：锗管和硅管。而每一种又有NPN和PNP两种结构形式，但使用最多的是硅NPN和PNP两种三极管，两者除了电源极性不同外，其工作原理都是相同的，下面仅介绍NPN硅管的电流放大原理。 对于NPN管，它是由2块N型半导体中间夹着一块P型半导体所组成，发射区与基区之间形成的PN结称为发射结，而集电区与基区形成的PN结称为集电结，三条引线分别称为发射极e、基极b和集电极c。 当b点电位高于e点电位零点几伏时，发射结处于正偏状态，而C点电位高于b点电位几伏时，集电结处于反偏状态，集电极电源Ec要高于基极电源Ebo。 在制造三极管时，有意识地使发射区的多数载流子浓度大于基区的，同时基区做得很薄，而且，要严格控制杂质含量，这样，一旦接通电源后，由于发射结正偏，发射区的多数载流子（电子）极基区的多数载流子（空穴）很容易地越过发射结互相向对方扩散，但因前者的浓度基大于后者，所以通过发射结的电流基本上是电子流，这股电子流称为发射极电流Ie。 由于基区很薄,加上集电结的反偏，注入基区的电子大部分越过集电结进入集电区而形成集电集电流Ic，只剩下很少（1-10%）的电子在基区的空穴进行复合，被复合掉的基区空穴由基极电源Eb重新补给，从而形成了基极电流Ibo.根据电流连续性原理得： Ie=Ib+Ic 这就是说，在基极补充一个很小的Ib，就可以在集电极上得到一个较大的Ic，这就是所谓电流放大作用，Ic与Ib是维持一定的比例关系，即： β1=Ic/Ib 式中：β1--称为直流放大倍数， 集电极电流的变化量△Ic与基极电流的变化量△Ib之比为： β= △Ic/△Ib 式中β--称为交流电流放大倍数，由于低频时β1和β的数值相差不大，所以有时为了方便起见，对两者不作严格区分，β值约为几十至一百多。 三极管是一种电流放大器件，但在实际使用中常常利用三极管的电流放大作用，通过电阻转变为电压放大作用。 5.2、光二极管 发光二极管简称为LED。由镓（Ga）与砷（AS）、磷（P）的化合物制成的二极管，当电子与空穴复合时能辐射出可见光，因而可以用来制成发光二极管，在电路及仪器中作为指示灯，或者组成文字或数字显示。磷砷化镓二极管发红光，磷化镓二极管发绿光，碳化硅二极管发黄光。 它是半导体二极管的一种，可以把电能转化成光能；常简写为LED。发光二极管与普通二极管一样是由一个PN结组成，也具有单向导电性。当给发光二极管加上正向电压后，从P区注入到N区的空穴和由N区注入到P区的电子，在PN结附近数微米内分别与N区的电子和P区的空穴复合，产生自发辐射的荧光。不同的半导体材料中电子和空穴所处的能量状态不同。当电子和空穴复合时释放出的能量多少不同，释放出的能量越多，则发出的光的波长越短。常用的是发红光、绿光或黄光的二极管。