數(shù)字電路邏輯設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)-4路彩燈課程設(shè)計(jì)

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1、太原理工大學(xué)現(xiàn)代科技學(xué)院數(shù)字電路邏輯設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)名稱4路彩燈顯示系統(tǒng)專業(yè)班級信息13-1班學(xué)號姓名0指導(dǎo)教師`太原理工大學(xué)現(xiàn)代科技學(xué)院專業(yè)班級信息13-1班學(xué)生姓名0課程名稱數(shù)字電路邏輯設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)名稱四路彩燈顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)周數(shù)1.5指導(dǎo)教師設(shè)計(jì)任務(wù)主要設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)四路彩燈控制器，要求：（1）開機(jī)后可自動從初始狀態(tài)按規(guī)定程序進(jìn)行循環(huán)演示。（2）彩燈花型由三個(gè)節(jié)拍組成。第一節(jié)拍：逐次漸亮，燈亮?xí)r間1秒，共用4秒鐘。第一節(jié)拍：四路彩燈按逆序漸滅，也需4秒鐘。第三節(jié)拍：四路彩燈同時(shí)亮0.5秒，然后同時(shí)變暗0.5秒，要進(jìn)行四次，所需時(shí)間也為4秒，三個(gè)節(jié)拍完

2、成一個(gè)循環(huán)。（3）彩燈用發(fā)光二極管(LED)模擬。設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)要求1、根據(jù)選題要求，進(jìn)行方案比較，畫出系統(tǒng)框圖，進(jìn)行初步設(shè)計(jì)。2、設(shè)計(jì)單元電路，計(jì)算參數(shù)，選擇元器件。3、畫出系統(tǒng)電路原理圖初稿。4、利用EWB軟件組裝調(diào)試所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)電路，修改設(shè)計(jì)中的疏漏。5、現(xiàn)場安裝調(diào)試。6、繪制正式的系統(tǒng)電路原理圖。7、撰寫課程設(shè)計(jì)說明書。主要參考資料《數(shù)字電路邏輯設(shè)計(jì)》，高等教育出版社《數(shù)字電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)》，西北工業(yè)大學(xué)出版社學(xué)生提交歸檔文件1、課程設(shè)計(jì)說明書。2、系統(tǒng)電路原理圖。課程設(shè)計(jì)任務(wù)書注：課程設(shè)計(jì)完成后，學(xué)生提交的歸檔文件應(yīng)按，封面—任務(wù)書—說明書—圖紙

3、`的順序進(jìn)行裝訂上交（大張圖紙不必裝訂）`太原理工大學(xué)現(xiàn)代科技學(xué)院課程設(shè)計(jì)……………………………………裝………………………………………訂…………………………………………線………………………………………專業(yè)班級信息13-1班學(xué)號姓名0成績設(shè)計(jì)名稱：四路彩燈顯示系統(tǒng)一、設(shè)計(jì)目的（1）熟悉常用中規(guī)模計(jì)數(shù)器的邏輯功能。（2）掌握計(jì)數(shù)、譯碼電路的工作原理及應(yīng)用。（3）熟悉移位寄存器的工作原理、典型應(yīng)用和調(diào)試方法。二、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求設(shè)計(jì)一個(gè)四路彩燈控制器，要求：（1）開機(jī)后可自動從初始狀態(tài)按規(guī)定程序進(jìn)行循環(huán)演示。（2）彩燈花型由三個(gè)節(jié)拍組成。（3）第一節(jié)拍：逐次

4、漸亮，燈亮?xí)r間1秒，共用4秒鐘。（4）第一節(jié)拍：四路彩燈按逆序漸滅，也需4秒鐘。（5）第三節(jié)拍：四路彩燈同時(shí)亮0.5秒，然后同時(shí)變暗0.5秒，要進(jìn)行四次，所需時(shí)間也為4秒，三個(gè)節(jié)拍完成一個(gè)循環(huán)。（6）彩燈用發(fā)光二極管(LED)模擬。三、設(shè)計(jì)原理(1)實(shí)驗(yàn)燈光變換效果如下圖：0~1s1~2s2~3s3~4s7~8s6~7s5~6s4~5s8~8.5s8.5~9s9~9.5s9.5~10s11.5~12s11~11.5s10.5~11s10~10.5s第10頁共10頁`太原理工大學(xué)現(xiàn)代科技學(xué)院課程設(shè)計(jì)4次亮閃逐漸變亮逐漸點(diǎn)亮第三節(jié)拍第二節(jié)拍第一節(jié)拍開啟電

5、源……………………………………裝………………………………………訂…………………………………………線………………………………………4路彩燈顯示系統(tǒng)框圖（2）因?yàn)橄到y(tǒng)要經(jīng)歷3個(gè)節(jié)拍，然后一直循環(huán)，燈光還要有相應(yīng)的變化，所以需要一個(gè)實(shí)現(xiàn)節(jié)拍計(jì)數(shù)器，12個(gè)變化一循環(huán)所以可以采用74LS161來實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)之后，相應(yīng)的燈光也要發(fā)生變化，逐漸變亮和逐漸變暗可以通過一個(gè)移位寄存器來實(shí)現(xiàn)，假設(shè)燈亮為1，則需要經(jīng)歷0000->1000->1100->1110->1111->1110->1100->1000->0000這個(gè)過程，可以使用74LS194的左移入0功能和右

6、移入1功能來實(shí)現(xiàn)。第三節(jié)拍可以通過連續(xù)脈沖本身的特性來實(shí)現(xiàn)。（3）74LS161和74LS194功能表第10頁共10頁`太原理工大學(xué)現(xiàn)代科技學(xué)院課程設(shè)計(jì)（4）設(shè)計(jì)初始狀態(tài)表如下：四路彩燈狀態(tài)轉(zhuǎn)移情況項(xiàng)目74LS16174LS194說明QdQcQbQa第一節(jié)拍0000Dsr=1M1=0M0=1實(shí)現(xiàn)入1右移000100100011第二節(jié)拍0100Dsr=0M1=1M0=0實(shí)現(xiàn)入0左移010101100111第三節(jié)拍1000二極管燈管由連續(xù)脈沖直接控制CR非=0使194輸出為0100110101011（5）設(shè)計(jì)初始原理圖如下：（6）具體分析過程如下：第10

7、頁共10頁`太原理工大學(xué)現(xiàn)代科技學(xué)院課程設(shè)計(jì)開機(jī)要求自動歸位,所以74LS161的QaQbQcQd直接接地，12次一循環(huán)所以到1011時(shí)實(shí)現(xiàn)異步置數(shù)，所以CR非端應(yīng)接入QaQbQd的與非門，但是因?yàn)榕c非門的延時(shí)只是納秒級別的，電路剛剛實(shí)現(xiàn)1011便回歸0000，直接影響第三節(jié)拍的過程，所以這里多延長一次，當(dāng)實(shí)現(xiàn)1100時(shí)再返回CR非端，因此CR非端接QcQd的與非門。要使161實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)功能，CTt與CTp、LD非接入電源VCC。分析74LS194功能表，當(dāng)?shù)谝还?jié)拍時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)LED燈逐漸變亮，需要74LS194實(shí)現(xiàn)入1右移功能，這個(gè)時(shí)候需要Qa=Qb

8、=Qc=Qd=0；Dsr=1；M1=0；M0=1；第二節(jié)拍時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)LED燈逐漸變暗，需要74LS194實(shí)