八路彩燈控制電路課程設(shè)計報告

八路彩燈控制電路課程設(shè)計報告專業(yè)：班級：姓名：學(xué)號：指導(dǎo)教師：2014年6月26日目錄一、課程設(shè)計目的………………-3-二、課程設(shè)計描述和要求……… -3-(一) 彩燈控制器設(shè)計要求…………… -3-(二) 課程設(shè)計的總體要求…………… -3-三、課程設(shè)計內(nèi)容……………… -4-〔一〕原理分析 ………-4-(二) 器件選擇 …………-10–〔三〕電路連線 ………-10-……-102.花型控制信號電路…………… -11-3.花型演示電路 …-12-四、分析與總結(jié) ………………-13-五、參考書目-………………-15-八路彩燈控制電路課程設(shè)計目的〔一〕、熟悉掌握74LS161,74LS194及555定時器組成的多諧振蕩器的工作原理，及其實際應(yīng)用情況?！捕?、加深對數(shù)字邏輯電路的認(rèn)識，提高數(shù)字邏輯電路設(shè)計水平?！踩?、培養(yǎng)自己對待科學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的態(tài)度。實現(xiàn)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(xí)要求設(shè)計的彩燈路數(shù)較少，且花型變換較為簡單，故采用移位存放器型彩燈控制電路。彩燈控制器設(shè)計要求設(shè)計并制作8路彩燈控制電路，用以控制8個LED按照不同的花色閃爍，要求如下：接通電源，電路開場工作，LED燈閃爍；LED燈按照事先設(shè)計的方式工作，要求閃爍的模式不能少于三種模式；課程設(shè)計的總體要求設(shè)計報告每人一份主要包括以下內(nèi)容：1、設(shè)計思路與元件參數(shù)；2、有關(guān)元件介紹；3、設(shè)計過程中遇到的問題及解決方法；4、結(jié)論與體會特別提醒：報告要求獨立完成，假設(shè)發(fā)現(xiàn)有報告完全一樣，按照不及格處理?！惨弧吃矸治?.針對題目設(shè)計要求，經(jīng)過分析與思考，決定以下方案：總體電路共分四大塊。第一塊實現(xiàn)時鐘信號的產(chǎn)生；第二塊實現(xiàn)花型的控制及節(jié)拍控制；第三塊實現(xiàn)花型的輸出，第四塊實現(xiàn)花型的演示。主體框圖如下：由兩片74LS161組成的八位二進制計數(shù)器555定時器及相關(guān)部件構(gòu)成的多諧振蕩器由兩片74LS161組成的八位二進制計數(shù)器555定時器及相關(guān)部件構(gòu)成的多諧振蕩器8只發(fā)光二極管由兩片74LS194組成的8只發(fā)光二極管由兩片74LS194組成的雙向移位存放器2.根據(jù)所提供的實驗器材各模塊總體思路如下：時鐘信號CP電路花型控制電路由兩片1614位二進制同步計數(shù)器和一些邏輯門共同完成花型輸出電路由兩片194雙向移位存放器完成，可左移右移完成花型變化花型演示電路由8個LED燈組成3.整個花型控制設(shè)計如下：花型一：花型二：花型三：花型四：每種花型顯示一遍，四種花型演示完后再次循環(huán)，所以四種花型完全顯示一遍需要的總結(jié)拍數(shù)為65，即1~21顯示第一個花型，21~37顯示第二個花型，37~49顯示第三個花型,49~65。要用194實現(xiàn)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)拍的變化進展相應(yīng)的改變。現(xiàn)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Q1~Q8。列出各花型和其對應(yīng)的194的S1、S0、SL、SR的輸入信號及節(jié)拍控制信號列表如下，經(jīng)過分析可以得到控制194上下位片的左移右移變化的控制量。用CA~CH表示161從低位到高位的個輸出端。：(用^Qi表示Qi的取非)低位片高位片節(jié)拍控制信號花型SLSRS1S0SLSRS1S0CH~CA1X^Q101XQ5012^Q4X10X^Q50134X^Q101Q8X10Q4X10Q8X10控制表達式：194低位片194高位片SL=[^(CE+CF)+CC]*(CE+CF+^CC)SL=CCSR=[^(CE+CF)+CC]*(CE+CF+^CC)SR=CCS1=CES0=^CES1=CFS0=^CF74LS161功能表：輸入輸出CTrCTpCPD0D1D2D3Q0Q1Q2Q30××××××××000010××↑d0d1d2d3d0d1d2d31111↑××××計數(shù)110××××××保持11×0×××××保持注：QCC=CTr·Q0·Q1·Q2·Q374LS194功能表：功能輸入輸出CPCRS1S0SRSLABCDQAQBQCQD去除X0XXXXXXXX0000送數(shù)↑111XXABCDABCD右移↑101DSRXXXXXDSRQAQBQC左移↑110XDSLXXXXQBQCQDDSL保持↑100XXXXXXQAnQBnQCnQDn保持↓1XXXXXXXXQAnQBnQCnQDn〔二〕器件選擇74LS161〔四位二進制同步計數(shù)器〕------------------------------2個；74LS194〔移位存放器〕-------------------------------------2個；74LS04〔六非門〕-------------------------------------------4個；與門---------------------------------------------------1個或門---------------------------------------------------4個發(fā)光二極管---------------------------------------------------8個；555-----------------------------------------------------1個；電容：30nf----------------------------------------------1個；10nf-----------------------------------------------1個；電阻：4kΩ------------------------------------------------1個；190kΩ-------------------------------------------------1個；實驗板-------------------------------------------------------1個；導(dǎo)線假設(shè)干?！踩畴娐愤B線由一片555加上適當(dāng)電容及電阻實現(xiàn)。電容取：30nf10nf電阻?。?kΩ190kΩ時鐘信號頻率為：f=1/T=1/0.69(R1+R2)c電路圖如下：2.花型控制信號電路由二片161級聯(lián)的計數(shù)器實現(xiàn)。將其幾個輸出信號加上適當(dāng)門電路產(chǎn)生四種花型所需的輸入信號。由計數(shù)器的高位片的QA、QB作為兩片移位存放器194的S0、S1的輸入，用以控制方向，由計數(shù)器161的低位片QC加上假設(shè)干門電路為194提供左移或右移的串行數(shù)據(jù)輸入。電路圖如下：由二片移位存放器194級聯(lián)實現(xiàn)。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(xiàn)花型演示。電路圖如下：四、課程設(shè)計分析與總結(jié)這幾周時間雖然很短暫，但從中獲益匪淺，首先對數(shù)字電路這門課程有了更深的了解，因為課程設(shè)計本身要求將以前學(xué)的理論知識運用到實際的電路設(shè)計當(dāng)中去，在電路的設(shè)計過中形中便加深了對數(shù)字電路的了解及運用能力，對課本以及以前學(xué)過的知識有了一個更好的總結(jié)與理解。數(shù)字電路課程設(shè)計對我們的總體電路的設(shè)計要求很嚴(yán)格，需要通過翻閱復(fù)習(xí)以前學(xué)過的知識確立了實驗總體設(shè)計方案，然后逐步細(xì)化進展各模塊的設(shè)計；其次，在電路仿真的過程中總會出現(xiàn)一些問題，需要我們細(xì)心解決，所以這幾周下來，我對電路故障的排查能力有了很大的提高；再次，通過此次課程設(shè)計，我對實驗所用到的軟件有了初步的了解，這對我們以后的工作和學(xué)習(xí)的幫助都很有用處。感謝學(xué)校給我這次時機，鍛煉了我的動手能力，通過這次課程設(shè)計讓我明白了理論和實際操作之間的差距，而且也讓我很明確的意識到自己在數(shù)電上有很多的知識漏洞，以后應(yīng)該多鉆研一下。這次課程設(shè)計主要是運用數(shù)字電路邏輯設(shè)計的一些相關(guān)知識，在整個設(shè)計過程中，都離不開對數(shù)字電路課程知識的再學(xué)習(xí)。我在最開場，就先將需要用到的知識通過翻閱數(shù)電書回憶了一遍〔這也是對這門課的復(fù)習(xí)，給以后的復(fù)習(xí)備考減少了很多負(fù)擔(dān)〕，這樣的回憶讓我對知識的理解更加透徹，對后來的快速設(shè)計起了很好的鋪墊作用。課程設(shè)計，根據(jù)要求，運用所學(xué)知識將其付諸實踐來完成。這并不是在課堂上的單純聽懂，或者課后看書過程中的深入理解，這需要的是一種理論聯(lián)系實踐的能力。理論知識往往都是在一些理想狀態(tài)下的假設(shè)論，而實際的動手操作則完全不同，需要考慮實際中的很多問題。有些知識在理論上可能完全沒錯但到了實際中則不然。比方在動筆做題時我們是不用考慮導(dǎo)線的電阻的，但在實際中，導(dǎo)線電阻有時是會帶來時延造成花型變化的錯亂，所以我們應(yīng)盡量在連接電路時選擇最短路徑。雖然這不是第一次用電路板，因為之前的課內(nèi)實驗也用過，但當(dāng)時的運用也只是插些導(dǎo)線和電阻電容之類的，用了電路板的很小局部。這次的實習(xí)中應(yīng)用了整塊板子，現(xiàn)在對電路板的組成完全了解了，并能熟練運用。實驗中通過對電路的連接也懂得了如何通過設(shè)計的分析對所連電路的整體布局，如何更好的放置芯片在最適宜的位置。在導(dǎo)線的連接上，如何選擇導(dǎo)線走向是關(guān)鍵，我們應(yīng)該盡量保證所連電路的簡捷，寧短勿長，合理布線。一個完美的作品不僅要能很好的完成要求實現(xiàn)功能，還要在感官上給人美的享受。所以站在美的角度對自己的電路進展改進是很必要的。在實驗中經(jīng)常會遇到一些自己可能暫時無法想明白的問題，請教同學(xué)或教師是很好的做法，節(jié)省時間也會從別人上上學(xué)到更多。在設(shè)計時和同學(xué)相互交流各自的想法也是很重要的，不同的人對問題的看法總有差異，我們可以從交流中獲得不同的想法，其他人的設(shè)計一定有比你出色的地方，很好的借鑒，并在大家的商討中選擇最優(yōu)方案最終一定會得到最好的設(shè)計方法。設(shè)計是開端，連接是關(guān)鍵，測試是必須。所以實現(xiàn)過程中不僅要求對知識的掌握