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1、小型电子声光礼花器设计方案1.1 课题背景及目的和意义1.1.1 课题背景随着电力电子技术的高速发展，电力电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切，而当下我国正在大力提倡建立和谐社会，而建设和谐社会的一个重要方面就是环境保护，随着环境保护力度的加强，我国各大城市相继规定，节假日在市区围禁止燃放礼花炮竹，城市环境在得到良好改善的同时，节日欢娱的气氛却降低了不少，受到电子鞭炮的启发，本设计采用LED作为光源模拟礼花绽放时的形态，用LED取代小型灯泡作为电子礼花器的显示器件具有节能，工作寿命长，高亮度，多发光颜色，响应快等优点。 更促进了电子礼花器技术的迅速发展。电子礼花器是利用现代电力电子技术制作
2、出的模拟烟随着电力电子技术的高速发展，电力电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切，而当下我国正在大力提倡建立和谐社会，而建设和谐社会的一个重要方面就是环境保护，随着环境保护力度的加强，我国各大城市相继规定，节假日在市区围禁止燃放礼花炮竹，城市环境在得到良好改善的同时，节日欢娱的气氛却降低了不少，受到电子鞭炮的启发，本设计采用LED作为光源模拟礼花绽放时的形态，用LED取代小型灯泡作为电子礼花器的显示器件具有花燃放的电子产品，随着电力电子技术的发展和创新，使得电子礼花器制作技术在不断地创新，电子礼花器和花炮相比，二者的成本都随着能出现更加绚丽缤纷的图案而增加，但电子礼花器对环境不会有任何的污染
3、而花炮则会产生更严重的环境污染，这一成本反转点日益向电子礼花器移动，这为电子礼花器提供了广泛的发展空间。电子礼花器环保化是其发展的方向，环保化使电子礼花器市场化，并使电子礼花器进入更广泛的应用领域，特别是在娱乐场所的应用，另外电子礼花器的发展与应用在节约能源、节约资源及保护环境方面都具有重要的意义。1.1.2 课题目的和意义 工程上的目的和意义：节日和庆典时燃放礼花，其绚丽缤纷的图案，热烈的爆炸声、欢乐的气氛，能给人们留下美好的印象，但有一定的烟尘污染和爆炸危险隐患。本电路可以模拟礼花燃放装置，达到声型兼备的效果，给人们在安全、环保的环境中带来轻松愉快的氛围。电路结构新颖、元件不多、调试容易，
4、适合自制。也可供小型企业工程技术人员开放设计参考。该装置可用于家庭庆典、朋友聚会、联欢晚会、儿童玩具及一些趣味性等场所。设计上的目的和意义：该设计的课题在完成的过程中将用到我大学四年学到的知识，尤其是检验我对数字电子技术和模拟电子技术的学习情况，考查我设计电路，搭接电路，调试电路及焊接电路的能力。对我的专业知识和动手能力进行考核。1.2 小型电子声光礼花器的发展概况 随着科学技术的不断发展小型电子声光礼花器模拟礼花燃放，能够达到燃放烟花的的效果，主要以围绕各类集成电路，集成芯片，高频振荡电路之间相互控制作用的高新电子技术，以单片机为基础来设计模拟礼花燃放。1.3 国外发展动态国外欧美发达国家极
5、少生产烟花，其主要原因是生产，储存及运输过程中容易产生爆炸，非常危险。这些国家主要从发展中国家进口，中国作为火药发明国和法炮生产的传统地，自然是最大的输出国。在国外也有一些发展中国家的专业厂家生产礼花器。这些企业对烟花生产的研究很少，主要从事燃放效果的的研究，如采用计算机来控制燃放时间和燃放的先后次序，以达到理想的燃放效果。我国是世界花炮的主要原产地，约占世界忠产值的80%，年产值超过100亿元。在国，省和省是主要烟花生产基地。省浏阳市是我国最大的花炮生产基地，全市共有花炮生产企业774家，其中出口花炮企业106家，产品畅销100多个国家和地区，年产值30亿元，约占浏阳市GDP的10%。礼花器
6、是浏阳花炮中的主要出口产品，也是国外庆典必备的消费品，约占全市总产量的33%。现在，浏阳生产的礼花弹主要以黄板纸为材料，纸等原辅材料的消耗居高不下，边角废料不能充分利用以及纸价格的上涨已成为礼花弹发展的瓶颈。以年产礼花弹10万箱，创产值2000万元的企业为例，年耗做礼花弹壳的黄板纸为150吨，按现行价格1900元/吨计算，需28.5万元。纸的损耗高达35%，即每年有近6万元资金变成角废料而白白流失。这种规模的企业每年各种纸的边角废料高达30万吨，这不能不说是一笔惊人的浪费。然而限于目前的生产工艺，这种浪费是无法避免的。1.4 课题研究的主要工作本毕业设计主要是分析对比了烟花礼炮的优缺点。研究思
7、路针对相对简单的电子电力技术来设计的简单的电子线路，依据时基集成电路的原理，通过十进制集成电路，通过双向模拟开关来驱动相应的三极管，点亮相应的LED。重点针对电子礼花器发光部分的工作特性。利用时基集成电路555IC2构造了电子礼花器的发声系统。本工作针对电子礼花器，主要采用电子制作装置，由模拟礼花色彩的发光电路和模拟礼花爆炸声的发声电路两部分构成。 第2章 小型电子声光礼花器的设计方案2.1 小型电子声光礼花器的主要技术指标 1、模拟的礼花燃放声音要有0.11s的停顿时间 2、效果模仿时，要讲红绿蓝三个发光二极管程三角形装置3、有条件可在发光的前方装置由透光口组成的礼花图案的面板2.2 系统结
8、构框图发光电路电源AC5V时基集成555振荡电路时基集成555振荡电路电源AC5V电源AC5V发声电路 图2-1 小型电子声光礼花器基本组成方框图2.2.1 系统电路功能设计 1.电源AC：为电路的正常工作提供维持电路中有持续电流，为电路提供电能。 2.时基集成振荡电路：由它构成方波发生器，发出的方波振荡信号分二路送出。一路送至发电路部分，光另一路送至发声电路部分。 3.发光电路：由时基集成电路555IC1 发出振荡信号触发十进制集成电路计数器IC3（CD4017），输出导通集成电双向模拟开关CD4066 ，驱动三极管T1T3 ，导通发光二极管LED1LED6发光. 4.发声电路：由时基集成电
9、路555IC1输出方波信号经过微分电路使IC2 的4 脚才能保持高电平“1”来驱动扬声器。 5.时基集成电路555IC1，IC2的工作原理：根据555定时器的结构和工作原理，、C是555定时器的外接元件，定时器2脚和6脚连接起来接，晶体管VT集电极（7脚）接到R1和的连接点上。 接通电源前，电容C上无电荷，所以在接通电源的一瞬间，因电容C来不及充电，故电容C两端的电压为0V，输出端为高电平，VT截止，直流电源通过电阻、向电容C充电，电容电压开始上升，充电的时间常数 （2-1） 当电容C充电达到2Ucc/3时，电路的状态发生翻转，端输出低电平，VT饱和导通，此时电容C、和VT构成了放电回路，电容
10、C开始放电，放电常数 （2-2） 当电容两端电压下降到,时，输入端又变回了低电平，则端输出高电平，同时晶体管VT由导通变截止；电源通过R1、重新向C充电，重复上述过程。电容充电时，时间常数 ，起始值，终了值，转换值=，代入RC过渡过程计算公式可得，电容充时间为 （2-3）电容放电时，时间常数 ，起始值，终了值，转换值=，代入RC过渡过程计算电容的放电时间为 （2-4）根据课题的技术指标要求，设定模拟礼花燃放声音0.77秒，停顿时间0.7秒，根据IC1的时基振荡电路将C2定位为10uF由公式（2-3）和（2-4）可求的R1的值为10K和VR1的值为100K。调整电位器VR2 可改变IC2 的振荡
11、频率，以使扬声器发出类似礼花的声响，根据IC2的时基振荡电路将C5定位为100uF由公式（2-3）和（2-4）可求的R5的值为28K和VR2的值为14K。2.3 方案设计2.3.1 引言 本课题研究的小型电子声光礼花器是将主要通过555振荡电路来驱动模拟礼花色彩的发光电路和模拟礼花爆炸声的发声电路，模拟礼花燃放装置，达到声型兼并的效果。在本课题中用到的是555，C4017，CD4066芯片。2.3.2 基于时基集成555振荡电路的电路设计时基集成电路555在电路结构上是由模拟电路和数字电路组合而成，它将模拟功能和逻辑功能兼融为一体，能够产生精确的时间延迟和振荡，由它构成方波发生器发出方波振荡信
12、号给发光电路部分和发声电路部分送去脉冲触发信号；根据其工作原理和计算公式（2-3），（2-4）计算出发出振荡信号时间为0.77秒，停顿的时间为0.7秒。 图2-2 555定时器部结构 图2-3 555引脚排列2.4 单元电路的设计2.4.1 发光电路 发光电路是由十进制集成电路计数器CD4017，二极管D1D12，集成电双向模拟开关CD4066（1）、（ 2）、（ 3），三极管T1T3 ，发光二极管LED1LED6组成；由时基集成电路555IC1构成的方波发生器发出方波振荡信号送至十进制集成电路计数器CD4017作为触发信号，使其进行计数。每次计数的结果（CD4017 的Q0Q6 之一为“1”
13、时），分别由二极管D1D12 传输到相应的集成电双向模拟开关CD4066 的控制端，可使三个CD4066（1）、（ 2）、（ 3）或单独或组合导通。这样NE555IC1的方波信号就可以通过模拟开关驱动相应的三极管T1T3 饱和导通，点亮相应的发光二极管LED1LED6。方波振荡信号驱动三极管时，要先经过一个由电阻Rb 和电容Cb 组成的微分电路，根据微分电路的特点，后接的三极管是在方波上升沿开始后导通，然后Vb 点的电压按指数规律率减至0，因此三极管驱动的LED 也有一个从突然点亮而渐暗的短暂过程，这个过程的长短可由Rb 和Cb 的数值（时间常数）来调整。当CD4017 的Q7 端为“1”时，
14、计数器复位。随着555 集成电路IC1 的振荡信号不断产生，、发光二极管发出的多种色彩（单色或三基色合成色）也循环不断，并且每种光色的点亮过程会有一种类似烟花闪烁后迅速熄灭的感觉。CD4017的工作原理：十进制计数分频器CD4017，其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O0、O1、O2、O9依次出现与时钟同步的高电平，宽度等于时钟周期。 CD4017有10个输出端（O0O9）和1个进位输出端O5-9。每输入10个计数脉冲，O5-9就可得到1个进位正脉冲，该进位输出信号可作为下一级的时钟信号。CD4017有3个输（MR、CP0和CP1），MR为清零端，
15、当在MR端上加高电平或正脉冲时其输出O0为高电平，其余输出端（O1O9）均为低电平。CP0和CPl是2个时钟输入端，若要用上升沿来计数，则信号由CP0端输入；若要用下降沿来计数，则信号由CPl端输入。设置2个时钟输入端，级联时比较方便，可驱动更多二极管发光。由此可见，当CD4017有连续脉冲输入时，其对应的输出端依次变为高电平状态，故可直接用作顺序脉冲发生器。 图2-4 CD4017引脚图CD4066的工作原理：CD4066 的每个封装部有4 个独立的模拟开关，每个模拟开关有输入、输出、控制三个端子，其中输入端和输出端可互换。当控制端加高电平时，开关导通；当控制端加低电平时开关截止。模拟开关导
16、通时，导通电阻为几十欧姆；模拟开关截止时，呈现很高的阻抗，可以看成为开路。模拟开关可传输数字信号和模拟信号，可传输的模拟信号的上限频率为40MHz。各开关间的串扰很小，典型值为50dB。CD4066是四双向模拟开关，主要用作模拟或数字信号的多路传输。引出端排列与CC4016一致，但具有比较低的导通阻抗。另外，导通阻抗在整个输入信号围基本不变。CD4066由四个相互独立的双向开关组成，每个开关有一个控制信号，开关中的p和n器件在控制信号作用下同时开关。这种结构消除了开关晶体管阈值电压随输入信号的变化，因此在整个工作信号围导通阻抗比较低。与单通道开关相比，具有输入信号峰值电压围等于电源电压以及在输
17、入信号围导通阻抗比较稳定等优点。但若应用于采保电路，仍推荐CD4016。当模拟开关的电源电压采用双电源时，例如 =5V， =5V（均对地0V而言），则输入电压对称于0V的正、负信号电压（5V5V）均能传输。这时要求控制信号C=“1”为+5V，C=“0”为-5V，否则只能传输正极性的信号电压。 图2-5 元件电路管脚图2.4.2 发声电路发声电路由时基集成电路555IC2和扬声器组成。模拟燃放礼花的声音由时基集成电路555IC2 来完成，该电路同样也是一个振荡器，不过，其复位端4 脚所接的电位器是由IC1 输出的方波信号经过一个微分电路后产生的即从方波上升沿起及之后的一段时间，IC2 的4 脚才
18、能保持高电平“1”，并使其工作，所产生的振荡信号直接驱动扬声器和三极管驱动的LED 点亮同步，发出类似礼花爆炸的声响。扬声器的工作原理：扬声器在音响设备中是一个最薄弱的器件，而对于音响效果而言，它又是一个最重要的部件。扬声器的种类繁多，而且价格相差很大。音频电能通过电磁，压电或静电效应，使其纸盆或膜片振动并与周围的空气产生共振（共鸣）而发出声音。按换能机理和结构分动圈式（电动式）、电容式（静电式）、压电式（晶体或瓷）、电磁式（压簧式）、电离子式和气动式扬声器等，电动式扬声器具有电声性能好、结构牢固、成本低等优点，应用广泛；按声辐射材料分纸盆式、号筒式、膜片式扬声器；按纸盆形状分圆形、椭圆形、双
19、纸盆和橡皮折环；按工作频率分低音、中音、高音，有的还分成录音机专用、电视机专用、普通和高保真扬声器等；按音圈阻抗分低阻抗和高阻抗；按效果分直辐和环境声等。扬声器分为置扬声器和外置扬声器，而外置扬声器即一般所指的音箱。置扬声器是指MP4播放器具有置的喇叭，这样用户不仅可以通过耳机插孔还可以通过置扬声器来收听MP4播放器发出的声音。具有置扬声器的MP4播放器，可以不用外接音箱，也可以避免了长时间配带耳机所带来的不便。 2.5 小型电子声光礼花器的工作原理及原理图基于小型电子声光礼花器设计的原理图如下图2-6所示。 图2-6 小型电子声光礼花器设计的原理图小型光电子声光礼花器的工作原理：采用该电路制
20、作装置，由模拟礼花色彩的发光电路和模拟礼花爆炸声的发声电路两个部分组成。图中IC1 为时基集成电路555，由它构成方波发生器，发出的方波振荡信号分二路送出。一路送至十进制集成电路计数器IC3（CD4017）作为触发信号，使其进行计数。每次计数的结果（CD4017 的Q0Q6 之一为“1”时），分别由二极管D1D12 传输到相应的集成电双向模拟开关CD4066 的控制端，可使三个CD4066（1）、（ 2）、（ 3）或单独或组合导通。这样IC1 的方波信号就可以通过模拟开关驱动相应的三极管T1T3 饱和导通，点亮相应的发光二极管LED1LED3。方波振荡信号驱动三极管时，要先经过一个由电阻Rb
21、和电容Cb 组成的微分电路，根据微分电路的特点，后接的三极管是在方波上升沿开始后导通，然后Vb 点的电压按指数规律率减至0，因此三极管驱动的LED 也有一个从突然点亮而渐暗的短暂过程，这个过程的长短可由Rb 和Cb 的数值（时间常数）来调整。 CD4017 计数器的输出与CD4066 模拟开关的接通状态即发光二极管LED 的点亮情况由附表所示。当CD4017 的Q7 端为“1”时，计数器复位。随着555 集成电路IC1 的振荡信号不断产生，图（2-7）所列现象循环出现，发光二极管发出的7 种色彩（单色或三基色合成色）也循环不断，并且每种光色的点亮过程会有一种类似烟花闪烁后迅速熄灭的感觉。 三极
22、管T1、T2、T3 都是由RC 微分电路驱动的，如果将三极管T1 改为RC 积分电路（R 与C 在电路中的位置互换）驱动则可使红LED 在点燃时间上有一个后延，如此当两个以上LED 都点亮时就会产生时序上的差异，产生动画般的层次感。另一路模拟燃放礼花的声音由时基集成电路555IC2 来完成，该电路同样也是一个振荡器，不过，其复位端4 脚所接的电位器是由IC1 输出的方波信号经过R1 和C1 组成的微分电路后产生的即从方波上升沿起及之后的一段时间，IC2 的4 脚才能保持高电平“1”，并使其工作，所产生的振荡信号直接驱动扬声器和三极管驱动的LED 点亮同步，发出类似礼花爆炸的声响。表 2-7 发
23、光二极管循环列表CD4017输出CD4066发光二极管Q0CD4066(1)红、红 LEDQ1CD4066(2)黄、绿 LEDQ2CD4066(3)蓝、绿 LEDQ3CD4066(1)、(2)红、红、绿、黄 LEDQ4CD4066(1)、(3)红、红、蓝、绿 LEDQ5CD4066(2)、(3)黄、绿、蓝、绿 LEDQ6CD4066(1)、(2)、（3）红、蓝、黄、绿 LED 本章小结本章主要介绍了课题的技术指标，画出了系统方框图，对各部分电路的功能进行了详细的介绍，在整体的方案设计上做出了详细的讲解，把整体的电路主要分成三部分：555时基集成电路，发光部分电路，发声部分电路，并对他们各部分进
24、行了更加详细地介绍。最后介绍了本课题的核心容：小型光电子声光礼花器的工作原理，并给出了整体的工作原理图。第 3章 电路的仿真及结果3.1 Proteus仿真软件 Proteus软件是英国Labcenter electronics公司出版的EDA工具软件（该软件中国总代理为风标电子技术）。它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。虽然目前国推广刚起步，但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。 Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真软件)，从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同
25、仿真，一键切换到PCB设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台，其处理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等，2010年又增加了Cortex和DSP系列处理器，并持续增加其他系列处理器模型。在编译方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多种编译器。 功能特点：Proteus软件具有其它EDA工具软件（例：multisim）的功能。这些功能是：原理布图；PCB自动或人工布线；SPICE电路仿真。革命性的特点1互动的电路仿真用
26、户甚至可以实时采用诸如RAM，ROM，键盘，马达，LED，LCD，AD/DA，部分SPI器件，部分IIC器件。2仿真处理器及其外围电路，可以仿真51系列、AVR、PIC、ARM、等常用主流单片机。还可以直接在基于原理图的虚拟原型上编程，再配合显示及输出，能看到运行后输入输出的效果。配合系统配置的虚拟逻辑分析仪、示波器等，Proteus建立了完备的电子设计开发环境。 功能模块：丰富的器件库：超过27000种元器件，可方便地创建新元件；智能的器件搜索：通过模糊搜索可以快速定位所需要的器件；智能化的连线功能：自动连线功能使连接导线简单快捷，大大缩短绘图时间；支持总线结构：使用总线器件和总线布线使电路
27、设计简明清晰；可输出高质量图纸：通过个性化设置，可以生成印刷质量的BMP图纸，可以方便地供WORD、POWERPOINT等多种文档使用。 电路仿真：在PROTEUS绘制好原理图后，调入已编译好的目标代码文件：*.HEX，可以在PROTEUS的原理图中看到模拟的实物运行状态和过程。PROTEUS 是单片机课堂教学的先进助手。PROTEUS不仅可将许多单片机实例功能形象化，也可将许多单片机实例运行过程形象化。前者可在相当程度上得到实物演示实验的效果，后者则是实物演示实验难以达到的效果。它的元器件、连接线路等却和传统的单片机实验硬件高度对应。这在相当程度上替代了传统的单片机实验教学的功能，例：元器件
28、选择、电路连接、电路检测、电路修改、软件调试、运行结果等。课程设计、毕业设计是学生走向就业的重要实践环节。由于PROTEUS提供了实验室无法相比的大量的元器件库，提供了修改电路设计的灵活性、提供了实验室在数量、质量上难以相比的虚拟仪器、仪表，因而也提供了培养学生实践精神、创造精神的平台。随着科技的发展，“计算机仿真技术”已成为许多设计部门重要的前期设计手段。它具有设计灵活，结果、过程的统一的特点。可使设计时间大为缩短、耗资大为减少，也可降低工程制造的风险。相信在单片机开发应用中PROTEUS也能茯得愈来愈广泛的应用。使用Proteus 软件进行单片机系统仿真设计，是虚拟仿真技术和计算机多媒体技
29、术相结合的综合运用，有利于培养学生的电路设计能力及仿真软件的操作能力；在单片机课程设计和全国大学生电子设计竞赛中，我们使用 Proteus 开发环境对学生进行培训，在不需要硬件投入的条件下，学生普遍反映，对单片机的学习比单纯学习书本知识更容易接受，更容易提高。实践证明，在使用 Proteus 进行系统仿真开发成功之后再进行实际制作，能极大提高单片机系统设计效率。因此，Proteus 有较高的推广利用价值。目前Proteus的最新版为7.9,ARM cortex处理器被增加，在7.9中已经增加DSP系列（TMS320）。3.2 小型电子声光礼花器的Proteus仿真结果 根据原理图通过prote
30、us仿真软件连接电路进行了仿真，连接好电路点击开始按钮整个电路正常工作，模拟礼花色彩的发光电路和模拟礼花爆炸声的发声电路同时工作。发光部分电路中的发光二极管发出的7 种色彩（单色或三基色合成色）也循环不断，并且每种光色的点亮过程会有一种类似烟花闪烁后迅速熄灭的感觉；发声部分电路中扬声器发出的声音和三极管驱动的发光二极管LED 点亮同步，发出类似礼花爆炸的声响。 根据课题的技术指标要求模拟礼花色彩的燃放声音要有0.1-1秒的停顿将和的值选定后，改变和VR1的值可以模拟礼花燃放声音的时间，和VR1的值越大模拟礼花燃放声音的时间越长；相反和VR1的值越小铃声的周期越小。改变R5和VR2的值，电路的震
31、荡频率就会改变。如果所需的各个电阻大小电容大小在市场上没有这种大小，就需要购买的电容大小规格尽量接近计算值，然后通过公式（2-3）、（2-4），计算出的大小，的大小规格在市场上不能直接买到可以通过电阻的串并联来实现。 图3-1 小型电子声光礼花器的Proteus仿真图 本章小结 本章主要介绍Proteus仿真软件及它的功能特点，功能模块，电路仿真，小型电子声光礼花器的Proteus的仿真结果，该设计电路完全符合毕设课题的要求。 第4章 电路的组装与调试4.1 电路的安装与检查 接到毕业设计任务书后，开始设计课题“小型电子声光礼花器”的原理图，经过查找资料和精心的设计后画出了原理图，根据原理图在
32、Proteus仿真软件中画出原理图对电路进行仿真检验可行性，如果不可行就要重新对电路各个部分原理进行分析计算。经过不断的分析，计算，检验并实现电路的可行性后就开始进行硬件安装，进行硬件安装时要分别检查各个部分电路和各个元器件、导线。在电路板上连接电路时应严格按图连接引脚，注意走线整齐，布局合理，首先对照原理图在电路板上进行合理的整体布局，包括元器件合理的摆放使其便于元器件间的连接和美观、整体走线合理美观、尽量使接地线和接电源线分别集中。然后对应安装好元器件。并通过检查确认没问题才进行下一步操作。另外芯片的安装要注意管脚的大小顺序、三极管、二极管、滑动变阻器、极性电容、扬声器的安装一定要注意极性
33、。千万别装反了。插拨芯片时要注意用力均匀，避免芯片的管脚在插拨的过程中弯曲、折断。实践证明，新安装的电路板往往难达到预期的效果，这是因为在设计的时候不可能周全的考虑元件的误差，器件参数的分散性、寄生参数等各种各样的客观因素。此外，电路板的安装中仍存在有可能没有查出来的错误。需要通过由电路板的整体测试与调整，才可以发现设计方案中的不足。之后查出电路安装中的错误并采取措施加以改进和纠正，就可以使之达到预期的技术要求。电路安装完毕后，必须在不通电的情况下，对电路板进行认真细致的检查，以便纠正安装错误。检查应特别注意：元器件引脚间有无短路、断路、IC座是否插反。电源的正负极性有没有接反，正负极间有没有
34、短路想现象。电源线、地线是否接触良好。4.2 电路的调试4.2.1 调试仪器电路检查达到要求后，根据整机的工作原理，电路只要安装正确便可正常工作，调整电位器VR1 可改变IC1 的振荡频率，以使每次礼花燃放期间有一个合适的短暂停顿，即模拟礼花燃放发出声音和模拟礼花色彩发光的时间。发光二极管LED1 用于指示其工作状态。调整电位器VR2 可改变IC2 的振荡频率，以使扬声器发出类似礼花的声响，LED2 用于指示其工作状态。4.2.2 电路在调试中遇到的问题及解决的方法电路在调试的过程中，按照设计好的周期、震荡频率、发光二极管LED发光时间计算出的各个电阻大小、电容大小在市场上没有这种大小，就需要
35、购买的电容大小规格尽量接近计算值，然后通过公式（2-3）、（2-4），计算出所需元器件的大小，如果其中有的元器件的大小规格在市场上不能直接买到可以通过电阻的串并联来实现。4.3 小型电子声光礼花器电路实物图经过对电路的精心设计和不断的修改完善后得到了符合毕设课题的电路原理图，通过购买所需元器件、合适电路板的大小，然后按照电路原理图进行合理的布局、正确的搭接、不断的调试，最后做出了小型电子声光礼花器电路实物图完成了毕设课题的硬件部分，电路实物图如图4-1所示。图4-1 小型电子声光礼花器的电路实物图 本章小结 电路有易有难，功率有大有小，输出效果多种多样。只要抓住其核心的东西，即充分熟悉电子礼花
36、器的基本结构以及发光电路部分及发声电路部分模块的特性，它们工作的基本条件。总之，小型电子礼花器电路结构新颖、元件不多、调试容易，适合自制。也可供小型企业工程技术人员开放设计参考。该装置可用于家庭庆典、朋友聚会、联欢晚会、儿童玩具及一些趣味性等场所。结 论本文设计了一种基于时基集成电路555，由它构成方波发生器，发出的方波振荡信号控制发光的电路部分和发声的电路部分，在设计该电路的过程当中，对时基集成电路555，十进制计数器，双向模拟开关，微分电路，LED的种类及工作条件等进行了研究。首先介绍了国外电子礼花器的发展动态以及课题的研究意义，其次对电子礼花器的基本原理进行介绍。然后对整个电路进行电路仿
37、真，得到的仿真结果说明了每个子模块都能够完成相应功能。最后给出了芯片的工作原理以及版图，子模块的工作原理，先对子模块进行分析计算，然后把各个子模块搭建连接到整体电路中并进行模拟仿真，得到的仿真结果表明了电路能够完成基本功能，本电路可以模拟礼花燃放装置，达到声型兼备的效果，给人们在安全、环保的环境中带来轻松愉快的氛围。电路结构新颖、元件不多、调试容易，适合自制。也可供小型企业工程技术人员开放设计参考。该装置可用于家庭庆典、朋友聚会、联欢晚会、儿童玩具及一些趣味性等场所。本文中的电路采用了纯硬件的电路设计，其实可以再添加些有关单片机的电路，利用程序来控制一些输出现象，视觉上的效果会更好。但是由于课
38、题的要求以及作者时间和水平的有限，无论是对各种芯片工作原理、版图还是整体电路的设计，都没有进行深层级的研究，一些细节问题也还没有得到很好的解决方式，还需要进一步修改和完善。致 至此感郭秀娥老师，在郭老师的督促指导下，我顺利的完成了毕业设计和论文，从此次毕业论文设计中，我得到了动手能力的培养，从设计到仿真、安装、调试，每一个步骤都让我学到了很多知识，为我步入社会，走向工作岗位，打下了良好的基础，让我在人才济济的社会中能有自己的立足之地，通过此次毕业设计我的能力有大幅度的提高，既了解了社会的需求，又掌握了当今社会热门的技术。在我们小组共同努力下，完成了毕业设计，此次设计也让我有了团队精神，在今后走
39、向社会的道路上有了新的体会和目标。再次感我的指导老师，郭秀娥老师。这是我人生的刚刚开始，任重道远，希望能让我所掌握的知识能有用武之地。参考文献1 康华光.电子技术基础数字部分（第五版）.主编高等教育2 肖景和编著.555集成电路应用精粹.人民邮电3 童诗白，华成英 .模拟电子技术.高等教育4 阎石 .数字电子技术.高等教育5 单片机原理与嵌入式系统设计：原理、应用、proteus仿真、实验设计6 银华 .电子设计线路指导.航空航天大学7 何希才，尤克 .振荡电路的设计与应用 . 科学8 洪乃刚.电力电了技术基础.：清华大学，20089 肖子，企民.模拟电子技术基础.：电子科技大学2001. 1
40、0 Thomas L.Floyd,David Buchla.模拟电子技术基础（第2版影印版）（美）. ：高等教育，2004. 11 卫行萼，森生.模拟电子技术基础.：电子工业，200512 U.Tietze Ch. Schenk. Electronic Circuits. Handbook for Design and Application, Berlin, New Youk: Springer-Verlag, 200513 贾新章.OrCAD/Pspice 9实用教程.：电子科技大学， 2001. 14 高文焕，汪蕙.模拟电路的计算机分析与设计Pspice程序应用.清 华大学，2003.1
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43、应用于家庭庆典、朋友聚会、联欢晚会、儿童玩具及一些趣味性等场所的电子产品。 小型电子声光礼花器实质就是用一个振荡电路发出方波振荡信号触发模拟礼花色彩的发光电路和模拟礼花爆炸声的发声的电路的方式，不仅应用在电子声光礼花器电路，在其它的电路应用也很普遍，如模拟铃声电路、简易催眠器、直流电机调速控制电路、门铃电路等。小型电子声光礼花器与礼花炮相比具有环保、安全、适合在室等优点，缺点是没有礼花炮燃放时的那种像飘落了流星雨的感觉，而且电路复杂不易维修等。在谈小型电子声光礼花器之前，先熟悉一下时基集成电路555振荡电路，555集成电路开始是作定时器应用的，所以叫做555定时器或555时基电路。但后来经过开
44、发，它除了作定时延时控制外，还可用于调光、调温、调压、调速等多种控制及计量检测。此外，还可以组成脉冲振荡、单稳、双稳和脉冲调制电路，用于交流信号源、电源变换、频率变换、脉冲调制等。由于它工作可靠、使用方便、价格低廉，目前被广泛用于各种电子产品中，555集成电路部有几十个元器件，有分压器、比较器、基本R-S触发器、放电管以及缓冲器等，电路比较复杂，是模拟电路和数字电路的混合体,如图1所示。 555集成电路是8脚封装，双列直插型，如图2(A)所示，按输入输出的排列可看成如图2(B)所示。其中6脚称阈值端(TH)，是上比较器的输入；2脚称触发端(TR)，是下比较器的输入；3脚是输出端(Vo)，它有O
45、和1两种状态，由输入端所加的电平决定；7脚是放电端(DIS)，它是部放电管的输出，有悬空和接地两种状态，也是由输入端的状态决定；4脚是复位端(MR)，加上低电平时可使输出为低电平；5脚是控制电压端(Vc),可用它改变上下触发电平值；8脚是电源端，1脚是地端。 能产生有规律的脉冲电流或电压的电路叫振荡电路，时基集成电路555振荡电路就是能满足这种条件的电路；它于十进制集成电路计数器IC3、集成电双向模拟开关CD4066、RC微分电路、三极管、发光二极管组成的模拟礼花色彩的发光电路。它们之间通过振荡信号、脉冲信号、输出信号相互作用而导通点亮发光二极管。 目前，电子声光礼花器以小型、轻量和环保的特点
46、被广泛应用于家庭庆典、朋友聚会、联欢晚会、儿童玩具及一些趣味性等场所，是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电子产品。目前市场上出售的电子声光礼花器中主要以围绕各类集成电路，集成芯片，高频振荡电路之间相互控制作用的高新电子技术，以单片机为基础来设计模拟礼花燃放。 附录2 英文参考资料 Small electronic sound and light fireworksSmall electronic sound and light fireworks is an analog fireworks discharge of the circuit, the main content of the work is luminous and simulation of analog fireworks color fireworks explosion sound audible, widely used i
