八路彩燈控制器 數(shù)字邏輯

《八路彩燈控制器 數(shù)字邏輯》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。

1、內(nèi)容摘要節(jié)日彩燈經(jīng)常被用來(lái)增添節(jié)日氣氛，是日常生活中不可缺少的一個(gè)節(jié)日裝飾為了讓彩燈自動(dòng)的出現(xiàn)圖案的變化，因此要設(shè)計(jì)彩燈控制電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。本課題要設(shè)計(jì)的是彩燈控制器電路，使彩燈能自動(dòng)實(shí)現(xiàn)3種不同圖案閃現(xiàn)的變化。從來(lái)讓彩燈更能使節(jié)日氣氛活躍。該控制電路控制器有8組輸出，每組驅(qū)動(dòng)4只LED；32只LED組成彩燈圖案，圖案的狀態(tài)變換有三種；圖案的狀態(tài)變換能實(shí)現(xiàn)定時(shí)自動(dòng)切換；圖案的狀態(tài)變換速度有快、慢2種；控制器具有清零的功能。關(guān)鍵字：LED自動(dòng)控制清零目錄一、概述………………………………………………………………………………1二、方案

2、設(shè)計(jì)與論證…………………………………………………………………2三、單元電路設(shè)計(jì)與分析……………………………………………………………31．初態(tài)產(chǎn)生電路的設(shè)計(jì)…………………………………………………………32．狀態(tài)變換產(chǎn)生電路的設(shè)計(jì)……………………………………………………4四、總原理圖及元器件清單…………………………………………………………5五、結(jié)論………………………………………………………………………………7六、心得體會(huì)…………………………………………………………………………8七、參考文獻(xiàn)……………………………………………………

3、……………………9一、概述“左后擺動(dòng)”圖案的狀態(tài)變換由兩種狀態(tài)構(gòu)成，即01010101和10101010兩種狀態(tài)，由于每種狀態(tài)中不相鄰的2位輪流在高、低電平中轉(zhuǎn)換，高電平為亮點(diǎn)，低電平為暗點(diǎn)兩種狀態(tài)相互轉(zhuǎn)化就形成了“左右擺動(dòng)”圖案；“暗點(diǎn)移動(dòng)”圖案的狀態(tài)變換由4種狀態(tài)構(gòu)成，即01111111、10111111、11011111和11101111四種狀態(tài)，由于每種狀態(tài)中都有一位低電平（暗點(diǎn)），而且低電平逐位循環(huán)右移，所以這4位狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換就形成了“暗點(diǎn)移動(dòng)”圖案；“逐漸亮再逐漸暗”圖案的狀態(tài)變換由8種狀態(tài)構(gòu)成，即000000

4、00、10000000、1……11111100、11111110、11111111、01111111、00111111、00011111……00000001和00000000這16種狀態(tài)，在這16種狀態(tài)中，從狀態(tài)00000000到狀態(tài)11111111，LED將從左到右逐次點(diǎn)亮，而從狀態(tài)11111111到狀態(tài)00000000，LED將又從左到右逐次點(diǎn)暗，以上8種狀態(tài)就形成了“逐漸亮再逐漸暗”的圖案。通過(guò)74LS161十進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器，構(gòu)成一個(gè)三進(jìn)制計(jì)數(shù)器，產(chǎn)生三種圖案的初態(tài)。通過(guò)2個(gè)74LS195移位寄存器，產(chǎn)生狀態(tài)變換電路。

5、其中“左右擺動(dòng)”和“暗點(diǎn)移動(dòng)”的各種狀態(tài)可由移位寄存器循環(huán)右移即環(huán)形計(jì)數(shù)器獲得，而“逐漸亮再逐漸暗”的各種狀態(tài)是由移位寄存器最高位取反后循環(huán)右移即扭環(huán)形計(jì)數(shù)器得到。通過(guò)74LS123單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，產(chǎn)生一個(gè)與初態(tài)同步產(chǎn)生置數(shù)脈沖，將其送至狀態(tài)變換產(chǎn)生電路的置數(shù)端，在該置數(shù)脈沖的控制下才能實(shí)現(xiàn)。通過(guò)555定時(shí)器組成多諧振蕩器，產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)，然后通過(guò)分頻電路將時(shí)鐘信號(hào)分頻產(chǎn)生多個(gè)頻率的時(shí)鐘信號(hào)，用于對(duì)整個(gè)彩燈控制器的同步控制和圖案狀態(tài)變換速度的控制。10二、方案設(shè)計(jì)與論證彩燈圖案一般有“左右擺動(dòng)”，“暗點(diǎn)移動(dòng)”和“逐漸亮再逐漸暗”

6、三種圖案。三種圖案的初態(tài)由三進(jìn)制計(jì)數(shù)器經(jīng)適當(dāng)?shù)慕M合邏輯變換產(chǎn)生，送至變換電路。每種圖案的狀態(tài)變換常以環(huán)形和扭環(huán)形計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)循環(huán)狀態(tài)來(lái)實(shí)現(xiàn)，而環(huán)形和扭環(huán)形計(jì)數(shù)器一般由移位寄存器經(jīng)適當(dāng)?shù)姆答佭B線構(gòu)成。通過(guò)改變移位脈沖的時(shí)鐘頻率即可改變每種圖案狀態(tài)變換的速度。再用規(guī)則的順序脈沖控制圖案的狀態(tài)變換的保持時(shí)間，就可以得到不同形狀的圖案變換，最終得到彩燈控制器。按照設(shè)計(jì)思路，可以得到如圖1所示的彩燈控制組合方框圖。顯示電路初態(tài)產(chǎn)生電路狀態(tài)變換產(chǎn)生電路驅(qū)動(dòng)電路環(huán)扭計(jì)數(shù)控制電路速度變換產(chǎn)生電路初態(tài)置入控制電路時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生電路清零電路圖1彩

7、燈控制組合控制方框圖10三、單元電路設(shè)計(jì)與分析1．狀態(tài)變換產(chǎn)生電路的設(shè)計(jì)彩燈控制器所采用的三種圖案設(shè)計(jì)中，“左右擺動(dòng)”和“暗點(diǎn)移動(dòng)”這兩種圖案的各種狀態(tài)可由移位寄存器循環(huán)右移即環(huán)形計(jì)數(shù)器獲得，而“逐漸亮再逐漸暗”的各種狀態(tài)是由移位寄存器最高位取反后循環(huán)右移即扭環(huán)形計(jì)數(shù)器得到。綜上所述，狀態(tài)產(chǎn)生電路可由移位寄存器通過(guò)適當(dāng)?shù)姆答侂娐窐?gòu)成的環(huán)形和扭環(huán)形計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)。74LS195是4為通用的移位寄存器，它有四種功能：清零、置數(shù)、保持和移位。74LS195的置數(shù)功能為同步置數(shù)，構(gòu)成循環(huán)右移的扭環(huán)形計(jì)數(shù)器。按一定的規(guī)律改變74LS195

8、時(shí)鐘輸入端CP的頻率，就可改變圖案狀態(tài)變換的速度。當(dāng)移位/置數(shù)端為低電平且時(shí)鐘輸入端CP有上升沿到來(lái)的情況下，3種圖案的初態(tài)將從數(shù)據(jù)輸入端D0～D3置入74LS195中。綜上所述，把輸入端Q3或Q3’反饋至JK’輸入端，3種圖案的初態(tài)接至數(shù)據(jù)輸入端D0～D3，在改變時(shí)鐘輸入端CP的頻率，就