设计性实验的电子技术应用

2.2.2　设计性实验

电子圣诞树电路：

一、设计要求

要求：利用集成定时器555设计频率可调的时钟信号，使电子圣诞树上的灯按照时钟周期闪烁。

二、实验内容

（1）根据任务要求写出设计步骤，选定器件参数；

（2）根据所选器件参数画出电路图；

（3）写出实验步骤和测试方法，设计实验记录表格；

（4）进行安装、调试及测试，排除实验过程中的故障；

（5）分析、总结实验结果。

三、参考方案

应用NE555构成的多谐振荡器可以实现频率可调的脉冲信号发生器作为时钟信号，原理图如图2.2.6所示。

图2.2.6　频率可调的多谐振荡器

CD4017是一个集成的十进制计数器，在正常工作状态下，随着时钟信号的周期，其输出依次为高电平。将彩灯分组接成圣诞树图形摆放，用CD4017的不同输出端分别控制不同组彩灯的两灭，即可实现设计。

具体电路如图图2.2.7所示。下面是图2.2.7电子圣诞树电路的工作过程说明：

图2.2.7　电子圣诞树电路

电子圣诞树电路由时钟脉冲产生器、脉冲分配器电路和驱动显示电路组成。

时钟脉冲产生器由555定时器和R₁、R₂、VR₁及C组成，它的输出作为IC₂的计数脉冲，IC₂采用十进制计数器/脉冲分配器CC4017。16脚接电源，8脚接地，可在3～18V电压下工作。14脚是时钟脉冲输入端，13脚是输入时钟脉冲控制端，一般接低电平，若接高电平会令14脚暂停作用。15脚是置零端，一般接低电平，若接高电平则使输出置零。每当时钟脉冲上升到达时使CC4017输出脚Q₀～Q₉依次输出高电平脉冲，脉冲宽度为时钟周期，利用此脉冲信号将对应T₁～T₆依次饱和导通，则对应的各路发光二极管依次点亮，漂亮的圣诞树就呈现在我们的眼前。(www.xing528.com)

数字定时器：

一、设计要求

（1）利用555定时器设计一个数字定时器，每启动一次，电路即输出一个宽度为10s的正脉冲信号。搭接电路并测试其功能。

（2）利用555定时器设计一个十分频器，输入频率为1kHz的脉冲信号。

（3）模拟声响电路。按图2.2.8接线，组成两个多谐振荡器，调节定时元件，使Ⅰ输出较低频率，Ⅱ输出较高频率，连好线，接通电源，试听音响效果。调换外接阻容元件，再试听音响效果。

二、实验内容

（1）根据任务要求写出设计步骤，选定器件参数；

（2）根据所选器件参数画出电路图；

（3）写出实验步骤和测试方法，设计实验记录表格；

（4）进行安装、调试及测试，排除实验过程中的故障；

（5）分析、总结实验结果。

三、参考方案

如图2.2.8所示。

图2.2.8　模拟声响电路

附：实验底板电路图和实验底板实物图，如图2.2.9、图2.2.10所示。

图2.2.9　555实验底板电路图

图2.1.10　555实验底板实物图