CD4060梦幻灯制作

论文课程：CD4060梦幻灯制作报告学生姓名：学号：专业班级：卓越电气111班2013年12月8日CD4060梦幻灯制作报告目录：1.CD4060音乐梦幻灯工作原理简介2.电路原理图3.元件清单4.元件原理i.三极管工作原理ii.光二极管iii.电解电容的原理5.电路工作原理i.PNP三极管在电路中作用ii.多谐振荡器工作原理简介iii.电路工作分析1.CD4060音乐梦幻灯工作原理简介电路原理简介：IC2-CD4060为带振荡器的14级二分频计数器，R1、R2、RP1，C1和IC2的9、10、11脚内电路组成振荡器，振荡频率可由RP1调节。通电初始，定时时钟发生器首先经IC-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IC2的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。三极管Q1、Q2、Q3起驱动作用，D1、D2、D3起循环复位作用。IC2的Q5，Q6，Q7均为高电平时复位。工作电压DC/3V~5V。2.电路原理图3.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1.5M10K220KR1，R2，R4各1个音乐芯片IC11片电阻200Ω-12个R5—R16各1个无缘蜂鸣器SP1个可调电阻RP11个按钮开关SW1个三极管9012-3个Q1，Q2，Q3各1个电源插针1个三极管9013Q41个发光二极管12个LED1-12各1个电解电容1Uf100UfC1C2各1个开关二极管1N4148D1-D3各1个资料印刷版1份4.元件原理i.三极管工作原理放大：b极提供信号（输入）c提供能量e输出常用在模电还有一个重要的特点：Ubc在线性电路中常为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ii.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iii.电解电容的原理电解电容：表笔、极性、表针、杂谈。分类：电子电路，电解电容与陶瓷电容一般用在IC的电源与地之间,起滤波作用，陶瓷电容单独使用去耦作用，它的使用一般在IC中会有说明，其电解值的大小与IC所需电流大小有关,陶瓷取0.01uf。5.电路工作原理i.PNP三极管在电路中作用由PNP三极管工作原理可知：当VeVbVc导通，且一般硅管Vbe﹦-0.7v，锗管Vbe=0.2v当接通电源后，由CD4060音乐梦幻灯原理图可知，当Qx输入为低电平时﹕Ve=Vcc-Vrx-V发光二极管(x=5~16)Vc=0Vb=Vcc-Vr4-V二极管其中发光二极管及二极管两端的电压可看作相等。所以：Vbe=Vb-Ve=Vrx-Vr4由于Rx《R4Rx两端的电压小于R4两端的电压Vbe0，即VeVb因为Vcc为电源电压，所以VbVr0VeVbVc即当Qx输入为低电平时，三极管导通，发光二极管发光。当Qx输入为高电平时Ve=Vcc-Vrx-V发光二极管Vb=VccVbVe此时三极管截止，发光二极管熄灭ii.多谐振荡器工作原理简介①第一暂稳态及电路自动翻转过程：假定接通电源时刻，t=0，（未充电，电路处于初始状态）Va=Vcc，Vb=Vc=Vol即第一暂稳态，此时电源给RC充电，随着充电时间的增加，Vc不断上升，当达到Vth时，电路发生下述正反馈：Vc↑→Va↓→Vb↑↑←←←←←←↓这一过程瞬时完成，电路进入第二暂稳态。即Va=Vol，Vb=VCC②：第二暂缓态即电路自动翻转过程：电路进入第二暂缓态瞬间，Vb由0→Vcc。由于电容两端电压不能突变。则Vc由Vth→Vth+Vdd由于二极管的钳位作用，Vc仅上跳至Vdd+△V+随后电容C通过R4+R2放电。使Vc下降，当Vc降低至Vth后，又发生正反馈：Vc↑→Va↑→Vb↓↑←←←←←←↓从而电路又返回到第一暂缓态，Va=Vcc，Vb=Vol此后，电路重复上述过程，周而复始地从一个暂缓态翻转到另一个暂缓态，在Vo输出端得到方波。其一个方波周期T=RCln4可通过转动滑动变阻器R4达到控制方波周期的目的，从而可得到不同频率的方波iii.电路工作分析由多谐振荡器的工作原理可知当电路进入第二暂稳态时：Ve↑→Cp0↓→V0↑即Cp1↑→Cp0↓→Cp0当R=0是符合CD4060的计数功能时的条件，也可以说是R1,C4,R2,R4及11，9，10端所构成的多谐振荡器每隔一段时间对14级分频器输入一个脉冲使得每输入一个脉冲分频器计数一次，随着振荡器振荡，输出端Q4—Q14，以二进制形式输出，从而导致Q4—Q14在不同时刻的输出电平或为高或为低，从而使得三极管随着输出的高低电平变化而截止与导通，进而控制三组发光管也随Q4--Q14输出的高低电平变化而亮灭。而且当Q5,Q6,Q7均为高电平时，二极管D2,D3,D4截止，从而使得，R端为高电平，进而使得CD4060达到复位条件，CD4060复位计数从头开始。6、小结通过这门课的学习，我发现认真学的同学可以从中学到很多专业知识，而且给了我们很多资料，我们可以对51单片机有一个全面了解，对智能小车也有比较深的了解，甚至可以动手制作智能小车，但是抱着拿学分的心态去学这门课的话，就基本上什么都学不到，最多你就知道有这么回事，学这门课心态要端正，才能获得较大的收货。我制作的东西虽然和51单片机、智能小车没关系，但是我觉得我做出了这个东西最起码的对CD4060这个芯片有所了解，我想这也是老师所希望看到的。可以满足老师的要求。