设计十五：夜间安全指示闪光灯
（姓名：杨仲林 学号：20061042138 姓名：葛 英 学号：20061042136)
摘 要：在如今飞速前进的世界上,随着城乡交通的发展,道路施工已是经常遇到的事情.为了保证施工期间交通的安全,夜间行车安全指示灯成为了不可缺少的装置.这样在黑暗的环境里,人们不必担心会受到伤害.也将施工安全系数提高到另一个层次.
关键字：多谐振荡器 十进制记数器 闪光控制电路
实验设计：
（1）实验设计任务与要求：主要通过设计并实践做出夜间指示闪光灯这样一个电路.整个电路由脉冲发生器、闪光控制电路和一只白炽灯组成。要求接通电源后灯泡能有规律的闪烁，两s闪一次。
（2）实验仪器设备：芯片（NE555、C D4017）、电阻（R1 /R2/R3 100K，R4 7.5K）、电容（C1 1uf、 C2/C3/C4/C5 0.01uf）、二极管（VD-2ck13）、三极管（C9013）、12V继电器一个、12V电源、12V灯泡一只、木版一块、导线若干等。
（3）方案论证与比较：与普通器件相比，本作品的振荡电路简单容易实现，经过4017使功率放大十倍，使现象明显，同时利用三极管来放大电压使继点器导通闭合使灯泡闪烁。
总体设计思路：
一、设计原理与参考电路
1、实验电路图：
数字电路CD4017是十进制计数／分频器，它的内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Q0、Q1、Q2、…、Q9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（Q0～Q9）和1个进位输出端～Q5-9。每输入10个计数脉冲，Q5-9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，当在MR端上加高电平或正脉冲时其输出Q0为高电平，其余输出端（Q1～Q9）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CD4017有两个时钟端 CP 和 EN，若用时钟脉冲的上沿计数，则信号从 CP 端输入；若用下降沿计数，则信号从 EN 端输入。设置两个时钟端是为了级联方便。
引出端功能符号CO：进位脉冲输渊CP：时钟输入端 CR：清除端INH：禁止端Q0-Q9 计数脉冲输出端VDD：正电源VSS：地
2、实验原理：
脉冲发生器由NE555定时器及R1、R2、C等构成，脚2与脚6直接相连。电路没有稳态，仅存在两个暂稳态，电路亦不需要外接触发信号，利用电源通过R1、R2向C充电，以及C通过R2向放电端Dc放电，使电路产生振荡。电容C在2/3Vcc和1/3Vcc之间充电和放电，从而在输出端得到一系列的矩形波。频率为5Hz。接通电源 UCC 后，它经R1和R2对电容C 充电，当 uC 上升略高于 2/3Vcc 时，比较器 C1 的输出为 0，将触发。
这时放电管 T 导通，电容 C 通过 R2 和 T 放电，uC下降。当 uC 下降略低于时，比较器 C2 的输出为 0，将触发器置 1，uo 又由 0 变为 1。
由于 ，放电管 T 截止，UCC 又经 R1 和 R2 对电容 C 充电。
如此重复上述过程， uo 为连续的矩形波。)由 555 定时器组成的多谐振荡器：第一个暂稳态的脉冲宽度 tP1 ，即电容 C 充电的时间：tP1 »(R1 + R2)Cln2 = 0.7 (R1 + R2)C第二个暂稳态的脉冲宽度 tP2 ，即电容 C 放电的时间：tP2 » R2C ln2 = 0.7 R2C
振荡周期：T = tP1 + tP2 = 0.7 (R1 + 2R2)C
闪光控制电路由十进制记数器CD4017及VTI及继电器组成。在这里只用了记数器的一个输出端Q1，实际上它是一个双稳态电路，受脉冲发生器输入脉冲的触发而翻转。在接通电源之初，Q0输出高电平，指示灯不发光；当计数器的CP输入第一个脉冲后，Q1输出的高电平，通过R4使VT1导通，继电器闭合，。指示灯亮。与此同时，Q1输出的高电平通过VD1和C2加至复位端R，使计数器复位，Q0输出高电平。Q1变为低电平。VT1截止，继电器弹开，指示灯灭。在脉冲发生器不断输入脉冲的作用下，CD4017的输出端Q0与Q1以每2秒一次的速度相互交换，从而形成了灯光的闪动。
电路中，接通电源，电路即开始工作，电路中所用的灯泡的功率应根据所用电源和所采用的继电器的功率来决定。本电路采用的是12V中功率的灯泡，控制范围约150毫米。其中继电器也是12V的。
二、系统的组装与调试及测试方法
做系统时，按正常的方法先在实验箱上调试正常，再分三部分电路分别来焊接在万能板上，最后分别调试每一部分的功能，正常后在最后连接在一起做最后的设计组装和调试即可。在调试过程中，第一部分的脉冲频率为5Hz，可把输出送到发光二极管上调试，我们选的C1为1uf，所以当二极管0.2秒闪一次就证明正常。再经过4017的放大作用，使频率为其10倍，即两秒闪一次。也即是灯泡最后要达到的闪烁频率。最后再利用三极管把电压放大驱动继电器的闭合和弹开来实现灯泡的闪烁，出现要求的功能，系统也就完全做好了。
三、系统的扩展功能
该系统具有模块的功能，即是由三部分电路组成，可单独调试，可由不同电路来实现相同的功能，如多谐振荡电路可由与门来构成，而后面的控制电路亦可以由不同的器件来实现。灵活性大。同时在第一部分电路中，C1的大小可控制振荡的频率，电容越大，振荡越慢。
四、心得体会
很高兴有这样的机会亲自参与一个系统实物的制作，虽然没有经验，选系统的时候不够严谨，导致了很多错误和笑话，但是我们坚持下来了，发现了错误，不得不更改了电路的一些模块，但这却给了我们创新的机会，并能把我们平时所学的东西成分运用进去，同时，遇到不少问题，不断的改进，不断的调试，也曾灰心想过放弃，但是我们坚持下来了，疲惫了，但是心很充实。希望以后做系统的人们一定要慎重，并要有足够的耐心，注意细节，持之以恒，相信会比我们犯更少的错误，做得更好。
参考文献：
[1] 康华光．电子技术基础-数字部分（第四版）．高等教育出版社．2003年3月
[2] 桂金莲，陈光明，施金鸿．电子技术课程设计与综合实训
[3] 李家旺，俆卫华．数字电路实验讲义．实验教研室
[4] 参考网站：
http://www.dzsc.com/data/html/2007-9-24/43165.html
http://www.dzsc.com/data/Circuit-17025.html
