中北大學(xué)循環(huán)彩燈電路課程設(shè)計(jì)

PAGEPAGE2中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書2011-2012學(xué)年第二學(xué)期學(xué)院：信息與通信工程學(xué)院專業(yè)：信息對(duì)抗技術(shù)專業(yè)學(xué)生姓名：李澤學(xué)號(hào)：0905094230課程設(shè)計(jì)題目：EDA實(shí)踐（B）題目10：循環(huán)彩燈控制起迄日期:2月13日課程設(shè)計(jì)地點(diǎn):校內(nèi)指導(dǎo)教師:王鑒李凱王玉李永紅系主任：趙冬娥下達(dá)任務(wù)書日期:2012年2月13日中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書2011-2012學(xué)年第二學(xué)期學(xué)院：信息與通信工程學(xué)院專業(yè)：信息對(duì)抗技術(shù)專業(yè)學(xué)生姓名：李澤學(xué)號(hào)：0905094230課程設(shè)計(jì)題目：EDA實(shí)踐（B）題目10：循環(huán)彩燈控制起迄日期:2月13日課程設(shè)計(jì)地點(diǎn):校內(nèi)指導(dǎo)教師:王鑒李凱王玉李永紅系主任：趙冬娥下達(dá)任務(wù)書日期:2012年2月13日課程設(shè)計(jì)任務(wù)書1．設(shè)計(jì)目的：1、通過本課程設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)，學(xué)生將復(fù)習(xí)所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，使課堂學(xué)習(xí)的理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐，通過本課程設(shè)計(jì)的實(shí)踐使學(xué)生具有一定的實(shí)踐操作能力；2、掌握protel軟件的使用方法，能熟練運(yùn)用該軟件設(shè)計(jì)電路；3、學(xué)會(huì)用數(shù)字電子器件組成復(fù)雜系統(tǒng)的方法。2．設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)參數(shù)、條件、設(shè)計(jì)要求等）：一、學(xué)習(xí)protel軟件軟件設(shè)計(jì)要求：原理圖布線在元件庫中追加元件檢查原理圖電性能可靠性建立材料清單生成網(wǎng)絡(luò)表建立PCB文件元件布局建立新的PCB器件封裝二、實(shí)踐設(shè)計(jì)要求：1、建議所設(shè)計(jì)的電路用Multisim軟件實(shí)現(xiàn)電路仿真，驗(yàn)證所設(shè)計(jì)電路的正確性。2、畫出原理圖與pcb板圖。3、每五～六人一組，寫出設(shè)計(jì)報(bào)告，及每人的設(shè)計(jì)分工。三、參考題目題目1：（7，4）線性分組碼編解碼電路設(shè)計(jì)1、設(shè)計(jì)一抗干擾信道編碼——（7，4）線性分組碼，并用電路實(shí)現(xiàn)。2、具有一位糾錯(cuò)能力；3、假設(shè)（7，4）線性分組碼的監(jiān)督矩陣為課程設(shè)計(jì)任務(wù)書其中，。題目2：古典加密電路設(shè)計(jì)一般的密碼系統(tǒng)模型如圖1所示：圖1古典加密系統(tǒng)模型明文為16位二進(jìn)制序列，密鑰為設(shè)計(jì)人學(xué)號(hào)乘133的16位二進(jìn)制數(shù)。設(shè)計(jì)電路時(shí)采用以下兩種方式（1）、串入并出（2）、并入串出題目3：籃球競(jìng)賽30s計(jì)時(shí)器設(shè)計(jì)一個(gè)30s計(jì)時(shí)器，具體技術(shù)要求如下：1、具有30s計(jì)時(shí)功能，并且能夠?qū)崟r(shí)顯示計(jì)數(shù)結(jié)果。2、設(shè)有外部操作開關(guān)，控制計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)直接清零、啟動(dòng)以及暫停/連續(xù)工作等操作。3、計(jì)時(shí)器為30s遞減計(jì)時(shí)，計(jì)時(shí)間隔為1s。4、計(jì)時(shí)器遞減計(jì)時(shí)到零時(shí)，數(shù)碼顯示器不能滅燈，同時(shí)發(fā)出光電報(bào)警信號(hào)。題目4：交通燈控制器設(shè)計(jì)一個(gè)十字路口的交通信號(hào)燈控制器，控制A、B兩條交叉道路上的車輛通行，具體要求如下：1、每條道路設(shè)一組信號(hào)燈，每組信號(hào)燈由紅黃綠3個(gè)燈組成，綠燈表示允許通行紅燈表課程設(shè)計(jì)任務(wù)書示禁止通行，黃燈表示該車道上已過停車線的車輛繼續(xù)通行，未過停車線的車輛停止通行。2、每條道路上每次通行的時(shí)間為25s。3、每次變換通行車道之前，要求黃燈先亮5s，才能變換通行車道。4、黃燈亮?xí)r，要求每秒鐘閃爍一次。題目5：簡(jiǎn)易搶答器設(shè)計(jì)并制作一個(gè)簡(jiǎn)易數(shù)字搶答器，具體要求如下：1、搶答器分為8組，每組序號(hào)分別為1、2、3、4、5、6、7、8，按鍵SB0-SB7分別對(duì)應(yīng)8組，搶答者按動(dòng)本組按鍵，組號(hào)立即在LED顯示器上顯示，同時(shí)封鎖其他組的按鍵信號(hào)。2、系統(tǒng)外設(shè)清除鍵，按動(dòng)清除鍵，LED顯示器自動(dòng)清零滅燈。3、數(shù)字搶答器定時(shí)為30s，通過控制鍵啟動(dòng)搶答器后，要求30s定時(shí)器開始工作，發(fā)光二級(jí)管點(diǎn)亮。4、搶答者在30s內(nèi)進(jìn)行搶答，則搶答有效，如果30s定時(shí)到時(shí)，無搶答者，則本次搶答無效，系統(tǒng)短暫報(bào)警。題目6：電風(fēng)扇控制邏輯電路設(shè)計(jì)用中小規(guī)模數(shù)字集成電路實(shí)現(xiàn)電風(fēng)扇控制器的控制功能，具體要求如下：1、用三個(gè)按鍵來實(shí)現(xiàn)。風(fēng)速”、“風(fēng)種”、“停止”的不同選擇。2、用六個(gè)發(fā)光二報(bào)管分別表示“風(fēng)速”（強(qiáng)、中、弱）、“風(fēng)種”（睡眠、自然、正常）的三種狀態(tài)。3、電扇在停轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)，只有按“風(fēng)速’鍵才有效．按其余兩鍵不響應(yīng)。電風(fēng)扇啟動(dòng)后，再按動(dòng)“風(fēng)速”鍵可循環(huán)選擇弱、中或強(qiáng)三種狀態(tài)中的任一種狀態(tài)，“風(fēng)速”的弱、中、強(qiáng)對(duì)應(yīng)電扇的轉(zhuǎn)動(dòng)由慢到快；按動(dòng)“風(fēng)種”鍵可循環(huán)選擇正常、自然或睡眠三種狀態(tài)的某—種狀態(tài)。“風(fēng)種”在正常位置是指電扇連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)；“自然”位置，是表示電扇模擬產(chǎn)生自然風(fēng)，即運(yùn)轉(zhuǎn)4秒，間斷4秒的方式；在“睡眠”位置，是產(chǎn)生輕柔的微風(fēng)，電扇運(yùn)轉(zhuǎn)8秒，間斷8秒的方式。4、電風(fēng)扇在任意狀態(tài)下。按“停止”鍵電扇停止工作，所有指示燈熄滅。課程設(shè)計(jì)任務(wù)書題目7：整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路設(shè)計(jì)一種整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路。具體要求如下：1、每當(dāng)時(shí)鐘運(yùn)行到整點(diǎn)時(shí)，要求電路能推動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)出與整點(diǎn)數(shù)目相等的音響聲。例如：時(shí)鐘到達(dá)10點(diǎn)，揚(yáng)聲器響10下。題目8：數(shù)字電子鐘邏輯電路設(shè)計(jì)用中、小規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)一臺(tái)能顯示時(shí)、分、秒的數(shù)字電子鐘．具體要求如下：1、秒、分為00~59六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。2、時(shí)為00~23二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器。題目9：樓道觸摸延時(shí)開關(guān)設(shè)計(jì)一樓道觸摸延時(shí)開關(guān)，具體要求如下：1、當(dāng)人用手觸摸開關(guān)時(shí)，照明燈點(diǎn)亮，并持續(xù)一段時(shí)間后自動(dòng)熄滅。2、開關(guān)的延時(shí)時(shí)間約1分鐘左右。題目10：循環(huán)彩燈控制設(shè)計(jì)一循環(huán)彩燈控制電路，具體要求如下：1、共有紅、綠、黃3色彩燈各9個(gè)，要求安一定順序和時(shí)間關(guān)系運(yùn)行。2、動(dòng)作要求：先紅燈，后綠燈，再黃燈，分別按0.5S的速度跑動(dòng)一次，然后，全部紅燈亮5S，再黃燈，后綠燈，各一次。以此循環(huán)。注：1、每班學(xué)生可根據(jù)2011/2012（A）EDA實(shí)踐課程設(shè)計(jì)所選題目選做題目。2、按電路信號(hào)流程，單號(hào)同學(xué)設(shè)計(jì)電路時(shí)第一個(gè)集成芯片元件從元件庫中調(diào)用。第二個(gè)集成芯片元件自行設(shè)計(jì)元件；雙號(hào)同學(xué)設(shè)計(jì)電路時(shí)第一個(gè)集成芯片元件自行設(shè)計(jì)，第二個(gè)集成芯片元件從元件庫中調(diào)用。3、2步中單號(hào)同學(xué)重新排序，重新排序后的同學(xué)單號(hào)第一個(gè)集成芯片元件采用直插式封裝，雙號(hào)采用貼片式封裝；2步中雙號(hào)同學(xué)重新排序，重新排序后的同學(xué)單號(hào)第二個(gè)集成芯片元件采用直插式封裝，雙號(hào)采用貼片式封裝。其它元件隨意。4、其他可選項(xiàng)：1）、設(shè)計(jì)pcb板時(shí)可采用雙層板或四層板設(shè)計(jì)；2）、做pcb板時(shí)必須手動(dòng)布線；課程設(shè)計(jì)任務(wù)書3．設(shè)計(jì)工作任務(wù)及工作量的要求〔包括課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明書(論文)、圖紙、實(shí)物樣品等〕：每個(gè)同學(xué)獨(dú)立完成自己的任務(wù)，每組寫一份設(shè)計(jì)報(bào)告，在課程設(shè)計(jì)報(bào)告中寫明自己設(shè)計(jì)的部分，給出設(shè)計(jì)protel原理圖與pcb板圖。4．主要參考文獻(xiàn)：姜沫岐等.Protel2004原理圖與pcb設(shè)計(jì)實(shí)例.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2006柯常志.精通proteldxp系統(tǒng)設(shè)計(jì)篇.北京：中國(guó)青年出版社.2005張建華.數(shù)字電子技術(shù).北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2000仇佩亮.信息論與編碼.北京：高等教育出版社.20035．設(shè)計(jì)成果形式及要求：設(shè)計(jì)的原理圖課程設(shè)計(jì)說明書6．工作計(jì)劃及進(jìn)度：2012年2月132月14日~22月17日~2月22日2月23日2月24日系主任審查意見：簽字：年月日目錄設(shè)計(jì)目的…………1設(shè)計(jì)任務(wù)與要求及軟件介紹………1設(shè)計(jì)步驟…………1實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)……1設(shè)計(jì)方案………2設(shè)計(jì)總結(jié)…………5實(shí)驗(yàn)心得…………5參考文獻(xiàn)…………5設(shè)計(jì)目的1、通過本課程設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)，學(xué)生將復(fù)習(xí)所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，使課堂學(xué)習(xí)的理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐，通過本課程設(shè)計(jì)的實(shí)踐使學(xué)生具有一定的實(shí)踐操作能力；2、掌握protel軟件的使用方法，能熟練運(yùn)用該軟件設(shè)計(jì)電路；3、學(xué)會(huì)用數(shù)字電子器件組成復(fù)雜系統(tǒng)的方法。二、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求及軟件介紹軟件設(shè)計(jì)任務(wù)：題目10：循環(huán)彩燈控制設(shè)計(jì)一循環(huán)彩燈控制電路，具體要求如下：1、共有紅、綠、黃3色彩燈各9個(gè)，要求安一定順序和時(shí)間關(guān)系運(yùn)行。2、動(dòng)作要求：先紅燈，后綠燈，再黃燈，分別按0.5S的速度跑動(dòng)一次，然后，全部紅燈亮5S，再黃燈，后綠燈，各一次。以此循環(huán)。3、用protel畫出原理圖和pcb版圖。軟件介紹：Protel99SE（SecondEdition）是一個(gè)自動(dòng)化軟件，它具有強(qiáng)大的電路自動(dòng)設(shè)計(jì)、編輯、管理能力。在電路原理的設(shè)計(jì)環(huán)境中，可以完成電路原理圖轉(zhuǎn)換成電路板設(shè)計(jì)的一個(gè)橋梁。在PCB電路設(shè)計(jì)環(huán)境中，可實(shí)現(xiàn)對(duì)PCB電路板自動(dòng)布線、編輯、設(shè)計(jì)、檢查、匯總報(bào)表、圖紙輸出等功能。設(shè)計(jì)步驟：1、實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)：本次實(shí)驗(yàn)要求設(shè)計(jì)一個(gè)電路控制3種顏色共27個(gè)彩燈進(jìn)行循環(huán)點(diǎn)亮的電路，具體要求是紅、綠、黃三色彩燈依次按0.5秒的速度跑動(dòng)，然后三色彩燈依次常亮5s。然后將電路在protel99se上進(jìn)行制作電路板。首先電路要實(shí)現(xiàn)0.5s的速度跑動(dòng)，可以通過74LS161十六進(jìn)制計(jì)數(shù)器芯片進(jìn)行計(jì)數(shù)，然后通過譯碼器輸出來實(shí)現(xiàn)。后面長(zhǎng)亮5秒的電路可以將原有信號(hào)進(jìn)行十分頻再輸入到計(jì)數(shù)器芯片來實(shí)現(xiàn)，原理同前。本次實(shí)驗(yàn)需要使用到Protel99se軟件，所以要先學(xué)習(xí)Protel99se的基本操作。2、設(shè)計(jì)方案：用74LS161芯片和譯碼器實(shí)現(xiàn)彩燈跑動(dòng)用74LS161芯片和譯碼器實(shí)現(xiàn)彩燈跑動(dòng)用十分頻和74LS160和譯碼器實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)亮實(shí)現(xiàn)2電路的循環(huán)構(gòu)成總電路圖用十分頻和74LS160和譯碼器實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)亮實(shí)現(xiàn)2電路的循環(huán)構(gòu)成總電路圖在Protel中連接好原理圖制成PCB電路板根據(jù)方案，先設(shè)計(jì)出電路原理圖如下圖：連接好原理圖，并進(jìn)行電氣檢查無誤后，生成網(wǎng)絡(luò)表，建立PCB板文件，生產(chǎn)PCB電路板文件如下圖：具體實(shí)驗(yàn)步驟如下：雙擊啟動(dòng)Protel99SE后，進(jìn)入Protel99SE軟件的第一層設(shè)計(jì)“DesignExplor”在這個(gè)窗口中，可以打開或創(chuàng)建設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫等操作，其擴(kuò)展名為.DDB。創(chuàng)建新的數(shù)據(jù)庫后，確定需要的電路文件。電路設(shè)計(jì)文件的操作。當(dāng)建立電路文件后就可以對(duì)其進(jìn)行電路設(shè)計(jì)工作，首先雙擊電路原圖文件（.sch）就進(jìn)入了電路原理圖編輯的窗口。查找元器件，放置元器件。布線。（原理圖如下圖所示）編輯元器件的屬性。電器規(guī)則檢查。產(chǎn)生原件報(bào)告表。生成網(wǎng)絡(luò)表。創(chuàng)建PCB文件編輯修改電路板及其電路各元件屬性裝入網(wǎng)絡(luò)報(bào)表。手動(dòng)調(diào)整元件的布局，因自動(dòng)布局往往達(dá)不到設(shè)計(jì)者的要求。自動(dòng)布線（如有不理想的現(xiàn)可進(jìn)行手動(dòng)布線）。電路板設(shè)計(jì)規(guī)則檢查。設(shè)計(jì)總結(jié)通過使用74LS161，74LS160.4線-16線譯碼器等芯片實(shí)現(xiàn)了題目所要求的彩燈循環(huán)電路，并且在Protel99中實(shí)現(xiàn)了PCB電路板的制作。在制作過程中，經(jīng)常出現(xiàn)各種各樣的錯(cuò)誤，比如元件封裝時(shí)遇到的錯(cuò)誤，電路原理圖連線的錯(cuò)誤等，通過查找相關(guān)指導(dǎo)書以及在網(wǎng)上查找的資料，從開始調(diào)試時(shí)的430個(gè)錯(cuò)誤慢慢減少，最后終于無誤制成PCB電路板，這中間的