多路彩燈設計-西安郵電(共18頁)

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上西安郵電學院數字電路課程設計報告書多路彩燈控制器學院名稱：電子工程學院學生姓名：梁瀅（01）專業(yè)名稱：電子科學與技術班 級： 0904實習時間：2011年12月5日 2011年12月16日多路彩燈控制器Many road lights controller作者姓名 梁瀅Authors : LiangYing作者單位 西安郵電學院 科技0904班 The author unit:xian post and telecommunications college in class 0904 science and technology摘要：多路彩燈控制器是用于控制彩燈以不同

2、的方式閃爍，在不同的場合起到裝飾作用。它不僅美觀、漂亮，而且使用性很強，可以實現中心彩燈控制一直亮、三色跑燈顯示、環(huán)形彩燈閃爍顯示、十路彩燈閃爍顯示，電路綜合運用了數字電路的基本知識，完成了多種功能的顯示。觀、大方、實用等的特點，適用與各種場所和人民，是廣大人民裝飾、使用的首選物品。 Abstract：Many road lights controller is designed to control lights flashing in different ways, in different occasions have adornment effect. It not only beau

3、tiful, beautiful, and very strong practicability, may realize the center control has been bright lights, three colors running lights, the display of lights flashing display, ten ring road lights flashing display, integrated circuits using the basic knowledge of digital circuit, completed a multi fun

4、ction display. View, generous, practical characteristics, it is suitable for various places and people, the majority of the people is the first choice of decoration, use items.關鍵詞：多路彩燈控制器、555、多諧振蕩器、計數器Key words： Many road lights controller, 555, many harmonic oscillator, counter一、引言1、了解多路彩燈控制器的原理及設計

5、方法。2、良好掌握數字電路課程所學的理論知識，對所學理論的鞏固及檢驗。3、 熟悉幾種常用集成數字芯片，并掌握其工作原理，進一步學會使用其進行電路設計。4、.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。5、檢驗同學門的實踐能力,解決問題的能力及現有知識基礎上的創(chuàng)新,為日后走上工作摸索經驗。6. 通過這次的實習，促進大家對理論知識的重要性有個深刻認識，學好各門功課。 二、任務要求 任務：設計一個8路移存型彩燈控制器。 要求：1、能演示三種花形，花形自擬。 2、選做：1s、2s兩種節(jié)拍交替運行。 3、選做：用單片機實現彩燈控制器，要求同上。 4、選做：用可編程邏輯器件實現彩燈控制器，要

6、求同上。三總體方案方案的選擇起初定的方案有兩種： 1：兩組LED同時閃，由兩個194獨立控制 2:兩組LED串聯一起，實現左右漸亮滅，兩個194并聯來實現我選擇了第二種方案，194的并聯控制更加簡單，但是花形則沒有第一種方案多。第一種方案則可以實現多種花形，不過控制上稍稍復雜。但兩種方案的差異極小，所以兩種方案的可以選擇，這取決于個人喜好。第二種方案將整體電路分為四塊。第一塊實現時鐘信號的產生：由555定時器組成邏輯器件產生CP（1s），由D觸發(fā)器74實現CP脈沖二分頻(2s)；第二塊實現節(jié)拍控制：這方案只采用了一種節(jié)拍，即由555電路模塊發(fā)出的的信號（1s），而由D觸發(fā)器74實現的CP脈沖二

7、分頻則用于第三種花形的控制；第三塊實現花型的控制：利用兩片161計數器通過對194控制端S1 ，S0，SL，SR的控制實現花型；第四塊實現花型的演示：194輸出端控制LED燈。主體框圖如下：花型演示花型控制時鐘信號 實驗采用161計數器實現主體功能：花型的實現、花型之間的控制和節(jié)拍信號的返回。用151通過161返回的節(jié)拍信息作為地址端選擇是否接通74(CP脈沖二分頻)產生CP脈沖，用來實現第三種花形?；ㄐ驮O計花型(1): 8路彩燈從左邊開始滅，8s后從左邊開始亮；花型(2): 8路彩燈從右邊開始滅，8s后從右邊開始亮；花型(3): 8路彩燈右邊第一盞和左邊第一盞輪流閃爍，8s后全亮且持續(xù)8s；

8、節(jié)拍設計花型1花型2花型3花型一：7416174194S0=0;S1=1; SL=0QBQAQDQCQBQAQAQBQCQDQAQBQCQD0000001111111000000111111100000010111110000000111111000000010011100000000101110000000001101000000000011100000000S0=0;S1=1; SL=10010000000000100100100000011001010000001110010110000111100110000011111001101001111110011100111111100111

9、111111111花型二：7416174194S0=1;S1=0;SR=0QBQAQDQCQBQAQAQBQCQDQAQBQCQD0100000111111101000100111111010010000111110100110000111101010000000111010101000000110101100000000101011100000000S0=1;S1=0;SR=10110001000000001100111000000011010111000000110111111000001110011111000011101111111000111101111111001111111111

10、111花型三：7416174194QBQAQDQCQBQAQAQBQCQDQAQBQCQDS0=1;S1=0;SR=010000001111111S0=0;S1=1;SL=010000111111110S0=1;S1=0;SR=010001001111111S0=0;S1=1;SL=010001111111110S0=1;S1=0;SR=010010001111111S0=0;S1=1;SL=010010111111110S0=1;S1=0;SR=010011001111111S0=0;S1=1;SL=010011111111110S0=1;S1=1;101000111111111010011

11、1111111101010111111111010111111111110110011111111101101111111111011101111111110111111111111四、實驗器材74LS19424.7k電阻174LS0014.7µf電容174LS0410.01µf電容15551150k電阻174LS1612100電阻174LS741面包板174LS1511發(fā)光二級管8 面包板 1個； 斜口鉗 1個； 萬用表 1個； 導線若干。五、模塊電路設計1基本CP脈沖發(fā)生電路用555定時器構成多諧振蕩器，產生CP脈沖。具體電路如下圖所示： 此電路已經提供，不需要設計，主

12、要是用來輸出大約1s的節(jié)拍，是整個電路的信號輸出模塊。2分頻電路 用D觸發(fā)器實現CP脈沖的二分頻，從而產生慢節(jié)拍。將慢節(jié)拍接入74151數據選擇器的數據輸入端，而地址端通過74161來控制，從而實現第三種花形的變換。具體電路如下圖所示： 用D觸發(fā)器來延遲信號的輸出，由1s的信號形成2s的信號，然后送個選擇控制器151的D6輸入端，151的輸出端由高位161計數器的第二位控制，從實現第三種花形的輸出3狀態(tài)控制電路圖中所用的是兩個161實現二進制計數。具體電路如下圖所示： 狀態(tài)控制電路由兩個161芯片級聯而成，上面的U41為低位計數器，下面U42為高位計數器。U41的Qd輸出端是控制彩燈的亮與滅當

13、輸出為高電平是控制彩燈的194芯片的right與left的輸入也為高電平，當輸出為低電平是彩燈的right與left的輸入也為低電平。U42的Qa為194芯片的S0、S1的控制信號，此信號經過一個與非門和非門實現對S0、S1的額控制。U42的Qb則是數據選擇器151的地址端信號，當為高電平時為151選擇輸出D6信號，實現輸出2s的信號與Qa相與實現第三種花形4花型控制電路 具體電路如下圖所示：兩個194的S0接經過非門輸入端，S1接輸入端。U2的SR與U3的SL接U41的Qd，U2的SL接LED4，U3的SR接LED5。從而實現8個彩燈從左到右、從右到左的逐次亮滅5、總體電路圖八、關鍵電路波形

14、圖1基本CP脈沖產生電路波形圖2分頻電路波形圖九、調試過程中遇到的問題1. 每做好的一個模塊時都要檢測每個芯片的管腳是為處于正確的狀態(tài)，檢測面包版的線路問題，該聯通的聯通，還有排除有串線的地方，一面出現不必要的麻煩。2. 連電路時的線應該長度剛好，插入部分應該稍長，以免短路和接觸不良，線路盡量整齊以方便電路的查找。3. 各個元器件的工作電壓是不能超過他本身的最大承受電壓的，作實驗時應注意這一點，否則，會造成元器件的損壞。在坐實驗時，不少人就是因為這一點而燒壞了器件。元件的價格并不便宜，如果損壞過多也會給學校造成不小的浪費。無論從個人素質還是社會環(huán)境來說，我們都應謹慎，不要造成浪費。4. 應該注

15、意發(fā)光二極管應接上行或下行電阻來保護他的電壓不致過大而損壞二極管。5. 應注意每個元器件的工作原理和工作功能，以及中規(guī)模邏輯器件的管腳圖，以免因此而造成不必要的過失。而且在插拔芯片時應該斷電，不然很容易損壞芯片7555脈沖輸出電路不能輸出脈沖，用萬用表查看各線路是否接觸良好，檢查電阻和電容。8計數器的工作不正常，低位計數而高位不計，原因兩塊161的級聯出問題， CP端是否連接完好。9燈不亮，極有可能正負極接反，如果不是就應該用萬用表測電壓，以確定是二極管的損壞還是管腳問題，不能一下就認定是芯片的問題。10. 組裝過程中首先遇到的問題是對原器件和面包板的檢測,所發(fā)的器件都可能有問題。如果不先進行

16、檢測，當全部組裝后很難檢測出哪里有問題。最好是每做完一步都要檢測目前的功能是否正常。11. 組裝時一定要分模塊去完成,當第一個模塊組裝檢測后功能實現了再去組裝下一個模塊.，要不很可能到最后不能正常運行。12. 組裝完如還不能運行應用萬用表按著電路圖檢測。將萬用表的兩個探針放在芯片的拐角上進行檢測，這樣可以發(fā)現沒有接通的導線和接錯的地方。13. 計數器的輸出端最好用二極管，這樣可以直接觀察計數的狀態(tài)，以方便邏輯的設計。十、實習心得 當天剛接到這個題目時根本沒有一點頭緒，于是便開始看各個芯片的功能，然后開始做每一個模塊。逐漸腦里設計原型就慢慢清晰了 。原來發(fā)現很多看起來沒頭緒的事，只要能邁出第一步

17、就不難了。可能是我比較喜歡這些東西的原因，有頭緒后就一發(fā)不可收拾，一直從早上8點到晚上11點都沒聽過，連晚飯都舍不得去吃。天不負有心人，終于在熄燈前把電路設計成功了。真是出乎自己意外，從來沒想到我一天就能做完，這極大地增強了自己的自信心。 這個課程設計其實是課堂的理論和實際的結合，一開始我就直接畫了卡諾圖做了化簡，所以在邏輯的設計上，并不是很困難。一開始發(fā)現彩燈的閃，又是快有時慢，一開始百思不得其解。經過多番實驗才發(fā)現是面包版的線路問題，我的信號線必須季節(jié)連在555電路的信號在輸出端，如果中間用太多過度線就會造成信號失真。不得不說，想法是美好的，可現實有時是殘酷的。這次課程設計的最大收獲是初步

18、掌握的一些電路的設計和檢測的方法，知道如何排錯，知道怎樣測試，對數字電路的工作原理有了更加深入的了解。所以接下來的那些天總是熱衷于幫別人檢查電路，能幫到別人也能幫到自己，這給予了莫大滿足感。 感謝學校和指導老師給予的培養(yǎng)，使得我能力有了很大的提高，應為我平時是自學cortex和arm類控制芯片，對純的數字電路接觸較少。經過這次的動手，是我對數字電路的工作原理有了深刻的理解。西安郵電學院課程設計過程考核表學生姓名 班級/學號承擔任務實驗室（單位）電路與電子技術基礎教學部所在部門電子工程學院實施時間2011年 12 月5 日 2011年 12月16日具體內容第一周周一：聽老師講授數字電路的設計方法及需要注意的問題；周二：選定題目，并設計電路，完成電路設計；周三：電路仿真；周四：領取元器件，開始組裝電路；周五：組裝電路；第二周周一：組裝電路；周二：老師驗收電路；周三：寫實驗報告；周四：寫實驗報告；周五：實驗總結；指導教師（師傅）姓名朱旭花職務或職稱講師指導教師（師傅）對學生的評價學習態(tài)度 認真 一般 不認真學習紀律 全勤 偶爾缺勤 經常缺勤實踐能力 很強 一般 較差指導教