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标准版 基于NE555与CD4017的数字流水灯设计
简介:该工程为《EDA技术及其应用(活页式)》教材的项目一和二 流水灯电路
开源协议: GPL 3.0
基于NE555与CD4017的数字流水灯设计,利用NE555定时器构成多谐振荡器产生的时钟脉冲,通过十进制计数器CD4017计数,10个输出端逐个输出高电平,不断循环,10个LED依次轮流发光,实现流水灯效果。通过调节电位器的阻值,可改变流水灯的闪烁速度。
总体方案系统框图如图所示,电源给NE555定时器构成多谐振荡器和十进制计数器CD4017驱动电路供电,LED实现流水灯显示效果。
图2-1 基于NE555与CD4017流水灯系统框图
3 电路原理
电源部分采用Micro USB接口沉板设计,预留出2.54mm的1×2P排针孔,可外接供电。电容C1起电源滤波作用。
电源VCC通过电阻R1、R2及电位器RP1后向电容C2进行充电,当电容C2充到一定程度后,NE555定时器的2、6脚电压升高到2/3VCC时,3脚电压变成低电平,7脚呈现低阻态。电容C1通过电位器RP1和电阻R2到定时器7脚内部对地放电。当放电至2、6脚电压低于1/3VCC时,3脚又从低电平变成高电平,7脚呈现高阻态。持续循坏电容充放电过程。
通过调节电位器RP1的阻值,可改变NE555定时器3脚产生的脉冲频率和占空比,用来当作十进制计数器CD4017的工作时钟脉冲。CD4017计数器工作时,输出端Q0~Q9依次输出高电平,不断循环,后级的LED显示电路LED0~LED9流水以此点亮发光,产生流水跑马效果,当电位器阻值减小时,流水灯流动速度变快;当电位器阻值增大时,流水灯流动速度变慢。
图3-1 基于NE555与CD4017的数字流水灯原理图
4 物料清单
序号 | 位号 | 参数 | 封装 | 数量 | 商品编号 |
1 | R1 | 2.2KΩ | R0805 | 1 | C114237 |
2 | R2 | 10KΩ | R0805 | 1 | C100047 |
3 | R3~R12 | 1KΩ | R0805 | 10 | C140871 |
4 | RP1 | 50KΩ | RES-ADJ-TH_3P | 1 | C118910 |
5 | C1,C2 | 1uF | C0805 | 2 | C16834 |
6 | LED0~LED9 | LED红灯 | LED-TH-3mm | 10 | C84774 |
7 | U1 | NE555 | SOIC-8 | 1 | C7593 |
8 | U2 | CD4017BM/TR | SOP-16 | 1 | C356694 |
9 | USB1 | Micro USB | MICRO-USB-SMD_5P | 1 | C40957 |
10 | J1 | 2P排针 | 2.54_1×2P | 1 | C160332 |
11 | TP1~TP4 | 铜柱螺丝 | M3×10+6 | 4 | C551322 |
12 | — | PCB空板 | — | 1 | — |
5 焊接装配
图5-1 基于NE555与CD4017的数字流水灯套件
图5-2 基于NE555与CD4017的数字流水灯装配图
图5-3 基于NE555与CD4017的数字流水灯实物图
ID | Name | Designator | Quantity |
---|---|---|---|
1 | 1uF | C1,C2 | 2 |
2 | 3-15V | J1 | 1 |
3 | LED-TH-3mm_R | LED0,LED1,LED2,LED3,LED4,LED5,LED6,LED7,LED8,LED9 | 10 |
4 | 2.2K | R1 | 1 |
5 | 10K | R2 | 1 |
6 | 1K | R3,R4,R5,R6,R7,R8,R9,R10,R11,R12 | 10 |
7 | 50kΩ | RP1 | 1 |
8 | M3x10+6 | TP1,TP2,TP3,TP4 | 4 |
9 | NE555 | U1 | 1 |
10 | CD4017BM/TR | U2 | 1 |
11 | USB-Micro_2 | USB1 | 1 |
12 | 1u | C4 | 1 |
13 | LED | LED10,LED11,LED12,LED13,LED14,LED15,LED16,LED17,LED18,LED19 | 10 |
14 | 2.2K | R13 | 1 |
15 | 10K | R14 | 1 |
16 | 100 | R15,R16,R17,R18,R19,R20,R21,R22,R23,R24 | 10 |
17 | 50K | RP2 | 1 |
18 | 555_BJT_EE | U3 | 1 |
19 | CD4017B | U4 | 1 |
20 | 5 | V1 | 1 |
21 | Logic_Analyzer | XLA1 | 1 |
22 | Oscilloscope | XSC1 | 1 |
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