數字電路課程設計報告---多路彩燈控制器

1、<p>　　數字邏輯課程設計報告</p><p><b>　　——多路彩燈控制器</b></p><p>　　多路彩燈控制器的設計</p><p><b>　　一．課程設計題目</b></p><p>　　（一）題目：多路彩燈控制器</p><p><b>

2、;　　（二）實習目的：</b></p><p>　　1．進一步掌握數字電路課程所學的理論知識。</p><p>　　2．熟悉幾種常用集成數字芯片的功能和應用，并掌握其工作原理，進一步學會使用其進行電路設計。</p><p>　　3．了解數字系統(tǒng)設計的基本思想和方法，學會科學分析和解決問題。 </p><p>　　4．培養(yǎng)認真嚴謹的

3、工作作風和實事求是的工作態(tài)度。</p><p>　　5．數點課程實驗是大學中為我們提供的唯一一次動手實踐的機會，增強動手實踐的能力。</p><p><b>　　二．任務和要求</b></p><p>　　實現彩燈控制的方法很多，如EPROM編程、RAM編程、單板機、單片機等，都可以組成大型彩燈控制系統(tǒng)。因為本次實習要求設計的彩燈路數較少，且花

4、型變換較為簡單，故采用移位寄存器型彩燈控制電路。</p><p>　?。?）彩燈控制器設計要求</p><p>　　設計一個8路移存型彩燈控制器，基本要求：</p><p>　　1. 8路彩燈能演示至少三種花型（花型自擬）；</p><p>　　2. 彩燈用發(fā)光二極管LED模擬；</p><p>　　3. 選做：實現快

5、慢兩種節(jié)拍的變換。</p><p>　?。?）課程設計的總體要求</p><p>　　1．設計電路實現題目要求；</p><p>　　2．電路在功能相當的情況下設計越簡單越好；</p><p>　　3. 注意布線，要直角連接，選最短路徑，不要相互交叉；</p><p>　　4. 注意用電安全，所加電壓不能太高，以免燒壞

6、芯片和面包板。</p><p><b>　　三．總體方案的選擇</b></p><p>　?。?）總體方案的設計</p><p>　　針對題目設計要求，經過分析與思考，擬定以下方案：</p><p>　　方案：總體電路共分三大塊。第一塊實現時鐘信號的產生；第二塊實現花型控制電路；第三塊實現花型演示電路。</p>

7、;<p><b>　　主體框圖如下： </b></p><p>　　根據所提供的實驗器材各模塊總體思路如下：</p><p>　　時鐘信號CP電路：參見高等教育出版社 王淑銀主編的《數字電路與邏輯設計》課本P404圖10-3-6（a）;</p><p>　　花型控制電路：由兩片161 4位二進制同步計數器和一些與非門共同完成；&l

8、t;/p><p>　　花型演示電路：由兩片194 雙向移位寄存器完成（可左移右移完成花型變化</p><p>　?。?）總體方案的選擇</p><p>　　將整個設計電路的功能模塊化，設計思想比較簡單。元件種類使用少，且都較熟悉易于組裝電路。這么設計的出發(fā)點是：電路設計模塊化，易于檢查電路，對后面的電路組裝及電路調試都很方便。。花型控制電路簡單，花型也比較簡單。<

9、/p><p>　　設計確定將電路模塊化，通過仿真軟件也實現了設計要求。</p><p>　　四． 單元電路的設計</p><p>　　1.設計所使用的元件：</p><p>　　74LS161（四位二進制同步計數器） ---------------------------- 2個；</p><p>　　74LS194（移位

10、寄存器） ----------------------------------- 2個；</p><p>　　74LS00（四二輸入與非門） ---------------------------------- 2個；</p><p>　　74LS04（六非門） ------------------------------------------- 1個；</p>&

11、lt;p>　　發(fā)光二極管---------------------------------------------------8個；</p><p>　　555 ----------------------------------------------------- 1個；</p><p>　　電容： 4.7μf ----------------------------

12、------------------1個；</p><p>　　0．01μf -----------------------------------------------1個；</p><p>　　電阻： 150kΩ ------------------------------------------------------------ ---------1個；</p>

13、<p>　　100Ω ----------------------------------------------3個；</p><p>　　4.7kΩ ------------------------------------------------1個；</p><p><b>　　2.各個單元電路</b></p><p>&

14、lt;b>　?。?）花型演示電路</b></p><p>　　由二片移位寄存器194實現。其八個輸出信號端連接八個發(fā)光二極管，用其輸出信號控制發(fā)光二級管的亮滅實現花型演示。而花型之間的變化通過花型控制電路的輸出即161級聯(lián)的計數器輸出和與非門共同的邏輯組合控制（它們由同一個CP脈沖控制）。</p><p><b>　　四 種花型變換樣式</b><

15、;/p><p>　　花型1：8路燈分兩半。從左至右漸亮，全亮后，再從左至右漸滅；</p><p>　　花型2：8路燈分兩半。兩半同時從左向右漸亮后，再從左至右漸滅；</p><p>　　花型3：8路燈分兩半。左一半依次左移，右一半依次右移后又漸滅。</p><p>　　將兩片194分為低位片1和高位片2，再將其輸出端從低位到高位記為L1~L8，所

16、以四種花型的L1~L8的狀態(tài)值變化情況如下表：</p><p>　　要用194實現四個花型的連續(xù)顯示必須對兩片194的S1、S0和SL、SR一句節(jié)拍的變化進行相應的改變；兩片161級聯(lián)的輸出端從Q0~Q7根據變化的花型頻率選用高位片的QD1、QA2分別去控制194的S1和S0、SR則由161的另一些輸出端經過與非門來進行邏輯控制。列出各花型和其對應的194的S1、SL、SR的輸入信號及節(jié)拍控制信號列表如下：<

17、;/p><p>　　控制結果表達式如下： </p><p>　　S02=1 S12=0</p><p>　　cp32和cp16的由來：</p><p>　?。?）兩片194的控制端子S1、S0的波形</p><p>　?。?）從波形圖中得，S01是對CP脈沖的32分頻，</p>&l

18、t;p>　　S02=1，S12=0，圖中CP32是對CP的32分頻， CP16是對CP的16分頻</p><p><b>　　五．各模塊實現電路</b></p><p><b>　　1）時鐘產生電路</b></p><p>　　2）產生CP32和CP16的電路</p><p><b>

19、;　　3）花型控制電路</b></p><p><b>　　六．總體電路圖</b></p><p>　　七.電路組裝、調試過程中發(fā)生的問題及解決的方法。</p><p>　　在組裝電路過程中，面包板上經常有一些壞格子，線插不進去，或者有一些芯片插上后又彈出來；在電路組裝完成后，由于以上原因，不得不改變布線，才能使整個電路都接觸良好。

20、</p><p>　　在時鐘信號發(fā)生電路和161計數部分組裝完成后就已經進行了調試，沒有問題；到完全組裝完成后，加上電源，卻沒有成功，再次檢查時鐘信號發(fā)生電路，正常；然后我用萬用表測量各個芯片的電源電壓和地，發(fā)現很多管腳都出現了2.2V左右的電壓，后來發(fā)現原來面包板地和電源不是完全導通的，用導線從中間接上后，發(fā)光二極管開始有花形變化。但仔細一看，前三種花形是完全正確的，但是第四種花形確實錯的，仔細分析發(fā)現是左移出

21、了問題，仔細檢查電路，發(fā)現一根線連錯，重聯(lián)后恢復正常。 </p><p><b>　　八.分析和總結。</b></p><p>　　本次課程設計星期一領題，并開始設計畫電路圖，直到周二下午，發(fā)現開始想的兩種方案都不是很好，又重新設計，用了一種新的思路，結果很快就完成了，仿真也比較順利；周三開始組裝，周四、周五調試，周一圓滿完成?？雌饋聿皇呛茈y，但做起來也不是那么容易！

22、通過這次課程設計，我也有不少的收獲：</p><p>　?。ㄒ唬㈧柟虜惦娭R</p><p>　　在設計過程中，要不斷的翻閱數電書，查相關的資料，對書上的只是有了進一步的鞏固。</p><p>　?。ǘ?、學會用電路板、芯片、導線等組裝各種功能的電路；</p><p>　　學會了簡單的電路的組裝，檢查，調試，對遇到的問題如何解決等</

23、p><p>　　（三）、理論聯(lián)系實際</p><p>　　這是理論聯(lián)系實際的很好的途徑，把書上學的理論知識真正的應用到實際中去，雖然只是非常簡單的電路，但也非常的重要。</p><p>　　（四）、和同學共同合作、互相學習、共同進步</p><p>　　開始的思路好像有些問題，設計遇到了一些麻煩，經過和同學討論，發(fā)現了自己的誤區(qū)，相互都有很好的促

24、進。</p><p><b>　　總結</b></p><p>　　通過這次課程設計，鞏固了理論知識，很好的把理論和實際聯(lián)系起來，培養(yǎng)了動手能力，能夠系統(tǒng)的去思考整個電路系統(tǒng)，有了這種系統(tǒng)的思想，對以后的學習會有很大的幫助。</p><p><b>　　九.參考文獻。</b></p><p>　　&