節(jié)日小彩燈控制電路設(shè)計

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上課程設(shè)計報告題 目： 節(jié)日小彩燈控制電路設(shè)計 課程名稱： 電子技術(shù)課程設(shè)計 學(xué)生姓名： 學(xué)生學(xué)號： 年 級： 2014 專 業(yè)： 通信工程 班 級： 指導(dǎo)教師： 電子工程學(xué)院制2016年3月專心-專注-專業(yè)節(jié)日小彩燈控制電路設(shè)計前言在現(xiàn)代日常生活中，美麗、可愛的小彩燈越來越多的成為人們生活中的裝飾品，被用于很多情況中，比如娛樂場所或是用于各式各樣的電子玩具等等，不僅能美化環(huán)境、渲染氣氛，還可以供人們娛樂，下面就開始彩燈控制器電路的設(shè)計。1課程設(shè)計的任務(wù)與要求 1.1 課程設(shè)計的任務(wù)采用555、74HC163和74LS154作為控制器，LED作為彩燈制作十六路循環(huán)彩燈。

2、 1.2 課程設(shè)計的要求綜合運用已學(xué)習(xí)過模擬電路和數(shù)字電路等知識，閱讀相關(guān)集成電路芯片資料和相關(guān)文獻(xiàn)，了解電子電路設(shè)計的有關(guān)知識，方法和特點，掌握基本的電子電路設(shè)計和芯片使用方法。2節(jié) 日小彩燈控制電路方案制定 2.1 方案原理 本課程設(shè)計由555構(gòu)成多諧振蕩器來產(chǎn)生方波脈沖，讓74LS191加減計數(shù)器計數(shù)，74LS154來進(jìn)行譯碼，使得LED燈的亮滅。2.2 節(jié)日小彩燈控制電路設(shè)計設(shè)計的技術(shù)方案振蕩電路計數(shù)譯碼驅(qū)動電路顯示電路圖1 控制電路設(shè)計流程圖3 節(jié)日小彩燈控制電路設(shè)計方案實施3.1 單元模塊功能及電路設(shè)計(1) 555時序電路在這次課程設(shè)計中，555定時器用來產(chǎn)生脈沖信號。因此把55

3、5定時器接成多諧震蕩器。R2、R3、C1.C2為定時元件。圖2 555多諧振蕩器(2) 74LS191計數(shù)部分 因為在試驗中需要一個16進(jìn)制的計數(shù)器，因此采用74LS191加減計數(shù)器。我們可以改變計數(shù)器的加減來控制LED亮滅的方向。置數(shù)端A、B、C、D分別置0。4腳接地11腳為異步置數(shù)控制端，高電平有效，接高電平。14腳接脈沖信號，同555定時器的OUT腳向接。通過單刀雙擲開關(guān)來控制74LS191計數(shù)器的加減。圖3 74LS191計數(shù)器 （3）74LS154譯碼電路與LED顯示部分74LS154為116線譯碼器，有16個輸出端，實驗中需要的就是十六輸出的譯碼器。四個輸入端分別同74LS191計

4、數(shù)器的QA、QB、QC、QD相接。通過改變QA、QB、QC、QD與四個輸入端的連接方式來控制LED，因為74LS154譯碼器輸出端低電平有效，所以LED顯示部分采用共陽極接法，負(fù)極分別接在74LS154的輸出端上。4LS154譯碼電路與LED顯示部分的電路圖如下:圖4 74LS138譯碼電路與LED顯示部分的電路圖3.2 電路參數(shù)計算及元器件選擇 1.NE555 555定時器是一種模擬和數(shù)字功能相結(jié)合的中規(guī)模集成器件。一般用雙極性工藝制作的稱為 555,用 CMOS工藝制作的稱為 7555,除單定時器外 ,還有對應(yīng)的雙定時器 556 

5、/7556。 555定時器的電源電壓范圍寬 ,可在 4. 5V16V工作 , 7555可在 318V工作 ,輸出驅(qū)動電流約為 200mA ,因而其輸出可與 TTLCMOS或者模擬電路電平兼容。  （1）555的管腳圖圖5 555的管腳圖 （2）555定時器各個管腳的名稱與功能如表表1 555管腳名稱及功能 2.74LS191 （1）74LS191 簡介  74LS191是4位集成二進(jìn)制同步可逆計數(shù)器。集成的4位二進(jìn)制同步可逆計數(shù)器74LS191具有同步可逆

6、計數(shù)功能、異步并行置數(shù)功能和保持功能。74LS191沒有專用的清零輸入端，可通過D0-D3異步并行置入數(shù)據(jù)0000來實現(xiàn)輸出清零功能。圖6 74LS191管腳圖 （3）功能圖圖7 74LS191功能圖 3. 74LS154 （1）74ls154功能簡介: 54/74154 為4 線16 線譯碼器，當(dāng)選通端（G1、G2）均為低電平時，將地址端（ABCD）的二進(jìn)制編碼在一個對應(yīng)的輸出端，以低電平譯出。 如果將G1和G2中的一個作為數(shù)據(jù)輸入端，由ABCD對輸出尋址，74LS154還可作1線-16線數(shù)據(jù)分配器。 （2）74LS154引腳圖 圖8 74LS154管腳圖 （3）74LS154真值表表2 7

7、4LS154真值表 3.3 系統(tǒng)整體電路圖圖9 系統(tǒng)整體電路3.4 元器件清單表3 元器件清單名稱類型個數(shù)芯片NE5551芯片74LS1911芯片74LS1541二極管1N41491電阻333K2電容0.01f2開關(guān)單刀雙擲2LED黃色16導(dǎo)線若干 4 設(shè)計的仿真實現(xiàn) 4.1 仿真軟件介紹Multisim是美國國家儀器（NI）有限公司推出的以Windows為基礎(chǔ)的仿真工具，適用于板級的模擬/數(shù)字電路板的設(shè)計工作。它包含了電路原理圖的圖形輸入、電路硬件描述語言輸入方式，具有豐富的仿真分析能力。工程師們可以使用Multisim交互式地搭建電路原理圖，并對電路進(jìn)行仿真。Multisim提煉了SPIC

8、E仿真的復(fù)雜內(nèi)容，這樣工程師無需懂得深入的SPICE技術(shù)就可以很快地進(jìn)行捕獲、仿真和分析新的設(shè)計，這也使其更適合電子學(xué)教育。通過Multisim和虛擬儀器技術(shù)，PCB設(shè)計工程師和電子學(xué)教育工作者可以完成從理論到原理圖捕獲與仿真再到原型設(shè)計和測試這樣一個完整的綜合設(shè)計流程。如圖8為multisim14的啟動界面。圖10 啟動界面軟件以圖形界面為主，采用菜單、工具欄和熱鍵相結(jié)合的方式，具有一般Windows應(yīng)用軟件的界面風(fēng)格，用戶可以根據(jù)自己的習(xí)慣和熟悉程度自如使用。 啟動Multisim 14后，界面由多個區(qū)域構(gòu)成：菜單欄，各種工具欄，電路輸入窗口，狀態(tài)條，列表框等。通過對各部分的操作可以實現(xiàn)電

9、路圖的輸入、編輯，并根據(jù)需要對電路進(jìn)行相應(yīng)的觀測和分析。用戶可以通過菜單或工具欄改變主窗口的視圖內(nèi)容。（1）菜單欄 菜單欄位于界面的上方，通過菜單可以對Multisim的所有功能進(jìn)行操作。 不難看出菜單中有一些與大多數(shù)Windows平臺上的應(yīng)用軟件一致的功能選項，如File，Edit，View，Options，Help。此外，還有一些EDA軟件專用的選項，如Place，Simulation，Transfer以及Tool等。（2）工具欄 Multisim 2001提供了多種工具欄，并以層次化的模式加以管理，用戶可以通過View菜單中的選項方便地將頂層的工具欄打開或關(guān)閉，再通過頂層工具欄中的按鈕來

10、管理和控制下層的工具欄。通過工具欄，用戶可以方便直接地使用軟件的各項功能。頂層的工具欄有：Standard工具欄、Design工具欄、Zoom工具欄，Simulation工具欄。4.2 彩燈控制設(shè)計仿真實現(xiàn)圖11 系統(tǒng)仿真實現(xiàn) 4.3 彩燈控制設(shè)計系統(tǒng)測試圖12 系統(tǒng)測試波形4.4 彩燈控制設(shè)計數(shù)據(jù)分析通過對系統(tǒng)的功能和參數(shù)觀察都符合設(shè)計的要求。由555構(gòu)成多諧振蕩器來產(chǎn)生方波脈沖，讓74LS191加減計數(shù)器計數(shù)，74LS154來進(jìn)行譯碼，使得LED燈的亮滅。最終16只小彩燈流動閃爍，符合節(jié)日小彩燈的要求。最終輸出波形也符合要求。5 總結(jié)及心得體會我們做什么事的時候都需要先對其有個大致的了解，

11、在做課程設(shè)計之前這也是必要的。首先我們進(jìn)行了二人小組討論分工，然后各自查閱資料去了解熟悉課程設(shè)計和multisim軟件，開始安裝軟件，其實做好事先準(zhǔn)備過程中細(xì)心耐心就可以安裝好軟件。然后就是熟悉它的應(yīng)用及彩燈控制的原理包括查閱書籍資料找到原理圖以及思考討論如何去做好這個課程，我們二人小組最后進(jìn)行緊密的分工合作，也開始去復(fù)習(xí)鞏固模數(shù)電以及所用到的仿真的知識，在做好一切工作之后便開始了仿真的摸索，其中有點小點需要提一下，如果不用漢化的全英文設(shè)置也讓產(chǎn)生一定困難，所以我覺得作為理工生學(xué)習(xí)英語真的非常必要，通過這次設(shè)計我想我得到的第一個啟發(fā)就是好好學(xué)習(xí)英語。在之后的設(shè)計過程中我們通過老師的指導(dǎo)包括同學(xué)

12、的幫助漸漸做起來得心應(yīng)手，這個過程也讓我們感受了很多很多沒有經(jīng)歷過的領(lǐng)悟。從無從下手到得心應(yīng)手，我們組員不斷依靠自己的力量去摸索知識操作，這個過程必定是艱辛但值得的。也讓我們知道做什么事所需要的堅持不懈的品質(zhì)和要有目的性。要先明白你要達(dá)到什么目的，才能對其有所作為準(zhǔn)備。此次設(shè)計中，我們也了解到multisim的使用，還有它強大的功能，這也更加深了我們對于其他類似的仿真軟件的興趣，以后也會逐步去了解與我們本專業(yè)有關(guān)的軟件。最后對于這次有意義的課程設(shè)計的總結(jié)就是12個字“耐心細(xì)心，堅持不懈，合作共贏”同時也更加期待參加其他課程活動。也希望通過在大學(xué)里對于專業(yè)的學(xué)習(xí)能在以后的生活工作中可以自主設(shè)計出更好的作品。6參考文獻(xiàn)1 康華光主編.電子技術(shù)基礎(chǔ).模擬部分華中科技大學(xué)電子技術(shù)課程組編.5版.北京：高等教育出版社，2006.1 2 何建新 高勝東主編