多路彩燈控制器課程設(shè)計(jì)

1、物理與電氣工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)報(bào)告多路彩燈控制器姓 名 * * 學(xué) 號(hào) * 班 級(jí) 電氣工程及其自動(dòng)化1班年級(jí) 2011級(jí) 指導(dǎo)教師 李 * 成 績(jī) 日期 2013.4.8 摘要 八路循環(huán)彩燈控制器整體電路由三部分組成：脈沖發(fā)生電路、移位寄存器、控制電路。其中用時(shí)鐘脈沖來(lái)啟動(dòng)電路，使其發(fā)出不同的頻率產(chǎn)生不一樣的脈沖，控制發(fā)光二極管，使電路更好的工作。主要采用 74LS194 芯片接成扭環(huán)形結(jié)構(gòu)的移位器來(lái)實(shí)現(xiàn)，最后做到兩種花型的彩燈循環(huán)控制。一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模焊鶕?jù)知識(shí)掌握情況和興趣選擇題目，給出功能設(shè)計(jì)方案，插接、調(diào)試電路，完成要求的任務(wù)，達(dá)到鞏固和應(yīng)用“電子技術(shù)基礎(chǔ)”和“數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)”課程基本理

2、論和方法，初步掌握模擬與數(shù)字電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本方法的目的。二、實(shí)驗(yàn)要求：設(shè)計(jì)一個(gè)4路移存型彩燈控制器，彩燈用發(fā)光二極管LED模擬，具體要求如下：1、能演示三種花型，花型自擬。2、選作：彩燈明暗變換節(jié)拍為1.0s和0.5s，兩種節(jié)拍交替運(yùn)行。三、實(shí)驗(yàn)元件：555定時(shí)器 1個(gè)74194 2個(gè)74161 2個(gè)7404 2個(gè)電阻150k 1個(gè)電阻4.7K 1個(gè)電阻20 8個(gè)電容4.7uF 1個(gè)電容0.1 uF 1個(gè)四、總體方案的設(shè)計(jì)： 經(jīng)過(guò)分析問(wèn)題及初步的整體思考，設(shè)計(jì)方案如下：需要實(shí)際時(shí)鐘產(chǎn)生電路，循環(huán)控制電路和彩燈左右移，及全亮全滅輸出電路。時(shí)鐘脈沖產(chǎn)生電路由脈沖發(fā)生器產(chǎn)生連續(xù)的脈沖。循環(huán)電路采用7

3、4LS161 ，74LS194實(shí)現(xiàn)彩燈的循環(huán)控制。具體主要通過(guò)兩片雙向移位寄存器74LS194 來(lái)實(shí)現(xiàn)彩燈電路控制，通過(guò)脈沖發(fā)生器來(lái)產(chǎn)生連續(xù)時(shí)鐘信號(hào)的輸入，由74LS161計(jì)數(shù)器來(lái)控制信號(hào)的移動(dòng)方向，實(shí)現(xiàn)左移，右移及亮滅的功能。總體電路原理圖如下 ：花型演示電路 花型控制節(jié)拍控制電路花型控制節(jié)拍控制電路 五、單元電路的設(shè)計(jì)： 1、時(shí)鐘信號(hào)一片555加上電容及電阻實(shí)現(xiàn)電容：4.7f 0.01f電阻：150 k 4.7 k輸出高電平時(shí)間T=(R1+R2)Cln2輸出低電平時(shí)間T=R2Cln2振蕩周期 T=(R1+2R2)Cln2輸出方波的占空比 為 根據(jù)本次設(shè)計(jì)使用的R1，R2（R1=150k，R

4、2=4.7k）值，計(jì)算出振蕩周期0.5s2 花型控制信號(hào)電路由一片74LS161（兩種花型每種顯示一遍）計(jì)數(shù)器。74LS161芯片用的是同步置數(shù)，并清零。74LS161可預(yù)置四位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器(并清除異步)。時(shí)鐘CP和四個(gè)數(shù)據(jù)輸入端A,B,C,D。清零CR，使能EP,ET，置數(shù)LD，數(shù)據(jù)輸出端Q0-Q3，以及進(jìn)位輸出Rco = 1. (當(dāng)Q0 Q1 Q2 Q3 = 1111->0000時(shí))。<74LS161功能表> 當(dāng)清零端CR=“0”，計(jì)數(shù)器輸出Q3、Q2、Q1、Q0立即為全“0”，這個(gè)時(shí)候?yàn)楫惒綇?fù)位功能。當(dāng)CR=“1”且LD=“0”時(shí)，在CP信號(hào)上升沿作用后，74LS161

5、輸出端Q3、Q2、Q1、Q0的狀態(tài)分別與并行數(shù)據(jù)輸入端D3，D2，D1，D0的狀態(tài)一樣，為同步置數(shù)功能。而只有當(dāng)CR=LD=EP=ET=“1”、CP脈沖上升沿作用后，計(jì)數(shù)器加1。74LS161還有一個(gè)進(jìn)位輸出端CO，其邏輯關(guān)系是CO=1，當(dāng)Q0 Q1 Q2 Q3 = 1111->0000時(shí)。合理應(yīng)用計(jì)數(shù)器的清零功能和置數(shù)功能，一片74LS161可以組成16進(jìn)制以下的任意進(jìn)制分頻器。3 花型演示電路(1) 由74LS194雙向移位寄存器完成（可左移右移完成花型變化）。當(dāng)清除端（CLEAR）為低電平時(shí)，輸出端（QAQD） 為低電平。當(dāng)工作方式控制端（S0、S1）為高電平時(shí)，在時(shí)鐘 （CLOC

6、K）上升沿作用下，并行數(shù)據(jù)（AD）被送入 相應(yīng)的輸出端QAQD。此時(shí)串行數(shù)據(jù)（DSR、DSL）被禁 止。當(dāng)S0 為高電平、S1 為低電平時(shí),在CLOCK上升沿作用下進(jìn)行右移操作，數(shù)據(jù)由DSR送入。 當(dāng)S0 為低電平、S1 為高電平時(shí)，在CLOCK上升沿作 用下進(jìn)行操作，數(shù)據(jù)由DSR送入。 當(dāng) S0 和 S1 為低電平時(shí)，CLOCK 被禁止。花型設(shè)計(jì)為六、總體原理圖、pcb圖及實(shí)物圖七、組裝過(guò)程中的問(wèn)題 在這次實(shí)驗(yàn)中其實(shí)最麻煩的就是pcb繪制過(guò)程，電路圖還好畫(huà)些，放置元器件需要十足的耐心加細(xì)心，每個(gè)元件都有自己的封裝，需要找到對(duì)應(yīng)的庫(kù)文件。布線要求美觀大方，盡量沒(méi)有交叉線，元器件要分步均勻，不要

7、擠在一起，這樣不利于線的走位。我在這次布線中，一開(kāi)始沒(méi)有注意元件的方向的轉(zhuǎn)換，最后不能布線時(shí)發(fā)現(xiàn)還有很多交叉線（飛線），我及時(shí)做了相應(yīng)調(diào)整。整個(gè)電路板制作過(guò)程中有些環(huán)節(jié)可能做得不夠好，如：腐蝕過(guò)程墨掉后未及時(shí)補(bǔ)墨，打孔過(guò)程中可能是轉(zhuǎn)頭的緣故，部分焊盤(pán)直接被轉(zhuǎn)掉了。這次焊接時(shí)做得不夠好，焊錫用的太多，直接影響了電路板的美觀。還出現(xiàn)了短路，還好調(diào)試過(guò)程中及時(shí)糾正，最后終于做出我們想要的結(jié)果。八、心得體會(huì)和分析總結(jié)歷經(jīng)這學(xué)期的八個(gè)星期，我和同伴終于將彩燈控制器課程設(shè)計(jì)完成。經(jīng)過(guò)這次實(shí)驗(yàn)，終于感覺(jué)到了理論與實(shí)際的差別還是很大的，最重要的是這個(gè)過(guò)程非常的考驗(yàn)人，不僅僅是考察你的理論知識(shí)，動(dòng)手能力，以及檢查問(wèn)題并解決問(wèn)題的能力，更是在考驗(yàn)一個(gè)人的耐心，細(xì)心。在連接電路的過(guò)程中，絲毫不得馬虎，必須清楚的了解每個(gè)芯片的引腳圖以及功能。說(shuō)實(shí)話，做這次實(shí)驗(yàn)確實(shí)有點(diǎn)累，然而，當(dāng)我開(kāi)始清理自己的設(shè)計(jì)成果時(shí)，慢慢回味這幾周的辛苦歷程，一種少有的成功喜悅即刻使消除了倦意。在這次實(shí)驗(yàn)中，我們也遇到了許多問(wèn)題，還要多多感謝老師和各位幫助過(guò)我們的同學(xué)，因?yàn)槟銈?，我們才如此順利地完成了本次?shí)在本文的寫(xiě)作過(guò)程中得到了李彬老師的精心指導(dǎo)，在此表示衷心的感謝。通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)，我不僅鞏固了課堂上學(xué)習(xí)的理論知識(shí)，