數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)報(bào)告

數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)報(bào)告一．課程設(shè)計(jì)題目（一）題目：多路彩燈控制器（二）實(shí)習(xí)目的：1．掌握數(shù)字電路課程的理論知識(shí)。2．熟悉幾種常用集成數(shù)字芯片的功能和應(yīng)用，并掌握其工作原理，進(jìn)一步學(xué)會(huì)使用其進(jìn)行電路設(shè)計(jì)。3．了解數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本思想和方法，學(xué)會(huì)科學(xué)分析和解決問題。二．任務(wù)和要求實(shí)現(xiàn)彩燈控制的方法很多，本實(shí)驗(yàn)要求設(shè)計(jì)的彩燈路數(shù)較少，且花型變換較為簡單，采用移位寄存器型彩燈控制電路。（1）彩燈控制器設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)一個(gè)8路移存型彩燈控制器，基本要求：1.8路彩燈能演示至少三種花型（花型自擬）；2.彩燈用發(fā)光二極管LED模擬；（2）課程設(shè)計(jì)的總體要求1．設(shè)計(jì)電路實(shí)現(xiàn)題目要求；2．電路在功能相當(dāng)?shù)那闆r下設(shè)計(jì)越簡單越好；三．總體方案的選擇（1）總體方案的設(shè)計(jì)針對題目設(shè)計(jì)要求，經(jīng)過分析與思考，擬定以下方案：方案：總體電路共分三大塊。第一塊實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘信號(hào)的產(chǎn)生；第二塊實(shí)現(xiàn)花型控制電路；第三塊實(shí)現(xiàn)花型演示電路。主體框圖如下：產(chǎn)生時(shí)鐘cp產(chǎn)生時(shí)鐘cp花型控制花型演示根據(jù)所提供的實(shí)驗(yàn)器材各模塊總體思路如下：花型控制電路：由兩片1614位二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器和一些與非門共同完成；花型演示電路：由兩片194雙向移位寄存器完成；（2）總體方案的選擇將整個(gè)設(shè)計(jì)電路的功能模塊化，設(shè)計(jì)思想比較簡單。元件種類使用少，且都較熟悉易于組裝電路。這么設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)是：電路設(shè)計(jì)模塊化，易于檢查電路，對后面的電路組裝及電路調(diào)試都很方便。?；ㄐ涂刂齐娐泛唵危ㄐ鸵脖容^簡單。設(shè)計(jì)確定將電路模塊化，通過仿真軟件也實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)要求。四．單元電路的設(shè)計(jì)1.設(shè)計(jì)所使用的元件：74LS161（四位二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器）----------------------------2個(gè)；74LS194（移位寄存器）-----------------------------------2個(gè)；74LS00（四二輸入與非門）----------------------------------2個(gè)；74LS04（六非門）-------------------------------------------1個(gè)；發(fā)光二極管---------------------------------------------------8個(gè)；555-----------------------------------------------------1個(gè)；電容：4.7μf----------------------------------------------1個(gè)；0．01μf-----------------------------------------------1個(gè)；電阻：150kΩ---------------------------------------------------------------------1個(gè)；100Ω----------------------------------------------3個(gè)；4.7kΩ------------------------------------------------1個(gè)；2.各個(gè)單元電路（1）花型演示電路由二片移位寄存器194實(shí)現(xiàn)。其八個(gè)輸出信號(hào)端連接八個(gè)發(fā)光二極管，用其輸出信號(hào)控制發(fā)光二級管的亮滅實(shí)現(xiàn)花型演示。而花型之間的變化通過花型控制電路的輸出即161級聯(lián)的計(jì)數(shù)器輸出和與非門共同的邏輯組合控制三種花型變換樣式?；ㄐ?：8路燈分兩半。從左至右漸亮，全亮后，再從左至右漸滅；花型2：8路燈分兩半。兩半同時(shí)從左向右漸亮后，再從左至右漸滅；花型3：8路燈分兩半。左一半依次左移，右一半依次右移后又漸滅。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L1~L8，所以四種花型的L1~L8的狀態(tài)值變化情況如下表：要用194實(shí)現(xiàn)四個(gè)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(jìn)行相應(yīng)的改變；兩片161級聯(lián)的輸出端從Q0~Q7根據(jù)變化的花型頻率選用高位片的QD1、QA2分別去控制194的S1和S0、SR則由161的另一些輸出端經(jīng)過與非門來進(jìn)行邏輯控制。列出各花型和其對應(yīng)的194的S1、SL、SR的輸入信號(hào)及節(jié)拍控制信號(hào)列表如下：控制結(jié)果表達(dá)式如下： S02=1S12=0cp32和cp16的由來：（1）兩片194的控制端子S1、S0的波形（2）從波形圖中得，S01是對CP脈沖的32分頻，S02=1，S12=0，圖中CP32是對CP的32分頻，CP16是對CP的16分頻五．各模塊實(shí)現(xiàn)電路1）時(shí)鐘產(chǎn)生電路 2）產(chǎn)生CP32和CP16的電路3）花型控制電路 六．總體電路圖七.電路組裝、調(diào)試過程中發(fā)生的問題及解決的方法。在時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生電路和161計(jì)數(shù)部分組裝完成后就已經(jīng)進(jìn)行了調(diào)試，沒有問題；到完全組裝完成后，加上電源，卻沒有成功，再次檢查時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生電路，正常；然后我用萬用表測量各個(gè)芯片的電源電壓和地，發(fā)現(xiàn)很多管腳都出現(xiàn)了2.2V左右的電壓，后來發(fā)現(xiàn)原來面包板地和電源不是完全導(dǎo)通的，用導(dǎo)線從中間接上后，發(fā)光二極管開始有花形變化。但仔細(xì)一看，前三種花形是完全正確的，但是第四種花形