課程設(shè)計(jì)八路彩燈

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1、西華大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1前言由于集成電路的迅速發(fā)展，使得數(shù)字邏輯電路的設(shè)計(jì)發(fā)生了根本性的變化。在設(shè)計(jì)中更多的使用中，規(guī)模集成電路，不僅可以減少電路組件的數(shù)目，使電路簡(jiǎn)捷，而且能提高電路的可靠性，降低成本。因此用集成電路來(lái)實(shí)現(xiàn)更多更復(fù)雜的器件功能則成為必然。隨著社會(huì)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的不斷繁榮和發(fā)展，各種裝飾彩燈、廣告彩燈越來(lái)越多地出現(xiàn)在城市中。在大型晚會(huì)的現(xiàn)場(chǎng)，彩燈更是成為不可缺少的一道景觀。小型的彩燈多為采用霓虹燈電路則不能勝任。在彩燈的應(yīng)用中，裝飾燈、廣告燈、布景燈的變化多種多樣，但就其工作模式而言，做成各種各樣和多種色彩的燈管，或是以日光燈、白熾燈作為光源，另配大型廣告語(yǔ)

2、、宣傳畫(huà)來(lái)達(dá)到效果。這些燈的控制設(shè)備多為數(shù)字電路。而在現(xiàn)代生活中，大型樓宇的輪廓裝飾或大型晚會(huì)的燈光布景，由于其變化多、功率大，數(shù)字長(zhǎng)明燈、流水燈及變幻燈。長(zhǎng)明燈的特點(diǎn)是只要燈投入工作，負(fù)載即長(zhǎng)期接通，一般在彩燈中用以照明或襯托底色，沒(méi)有頻繁的動(dòng)態(tài)切換過(guò)程，因此可用開(kāi)關(guān)直接控制，不需經(jīng)過(guò)復(fù)雜的編程。流水燈則包括字形變化、色彩變化、位置變化等，其主要特點(diǎn)是在整個(gè)工作過(guò)程中周期性地花樣變化。這種多彩燈控制器電路可靠性，靈活性高，使用范圍廣，特別適合中小城市的交通燈、霓虹燈等的應(yīng)用。而且，它對(duì)其他類(lèi)似系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)具有一定的借鑒意義。LED彩燈由于其豐富的燈光色彩，低廉的造價(jià)以

3、及控制簡(jiǎn)單等特點(diǎn)而得到了廣泛的應(yīng)用，用彩燈來(lái)裝飾街道和城市建筑物已經(jīng)成為一種時(shí)尚。彩燈廣泛應(yīng)用于流水燈、跑馬燈、鴛鴦戲水燈、流水燈。此課題設(shè)計(jì)具有很大現(xiàn)實(shí)意義，LED彩燈廣泛應(yīng)用于商業(yè)街廣告燈，也可作為歌廳、酒吧照明燈，在超大屏LED設(shè)計(jì)中也應(yīng)用了此類(lèi)的設(shè)計(jì)思想，隨著近幾年LED技術(shù)的不斷發(fā)展LED發(fā)光亮度得到了很大提高。本課題內(nèi)容屬于軟件電路的設(shè)計(jì)與應(yīng)用方面，實(shí)現(xiàn)過(guò)程包括總體方案的提出比較及選擇、電路原理設(shè)計(jì)、元器件（芯片）參數(shù)計(jì)算。針對(duì)現(xiàn)在彩燈的廣泛應(yīng)用，可見(jiàn)彩燈循環(huán)是今后提高節(jié)假日氣氛的重要因素之一，它的發(fā)展深度將更為廣泛，使用率將會(huì)大幅度提高。本課題設(shè)計(jì)的八路

4、彩燈循環(huán)控制電路，在今后的生活中，在投入生產(chǎn)時(shí)，可以是多路彩燈，將集成芯片級(jí)聯(lián)使用，擴(kuò)展其功能。本設(shè)計(jì)是由時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生器電路、序列信號(hào)發(fā)生器電路和移位輸出顯示電路組成。負(fù)載變化頻率高，變換速度快，使人有眼花繚亂之感，分為多燈流動(dòng)、單燈流動(dòng)等情形，將會(huì)更為廣泛的應(yīng)用。第24頁(yè)西華大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)2.總體方案設(shè)計(jì)2．1方案比較方案一:本方案主要由555多諧振蕩器，兩片74LS194移位寄存器，兩片74LS161同步計(jì)數(shù)器等組成。55多諧振蕩器組成的信號(hào)脈沖源作為74LS161計(jì)數(shù)器、74LS194移位寄存器的CLK連續(xù)脈沖信號(hào)。通過(guò)改變電阻、電容的大小，可以改變74LS

5、161計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)快慢程度，74LS161計(jì)數(shù)器充當(dāng)控制電路的核心器件，控制節(jié)拍和分頻。使用兩片74LS194構(gòu)成了8位雙向移位寄存器，用74LS194移位寄存器直接驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管工作。發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)器控制器脈沖信號(hào)發(fā)生器方案一方框圖分頻電路節(jié)拍控制電路信號(hào)發(fā)生器方案二：本方案是由555定時(shí)器、749090計(jì)數(shù)器、74138譯碼器和74ls794移位寄存器組成。7490計(jì)數(shù)器和74138譯碼器及74194移位寄存器的時(shí)鐘信號(hào)由555振蕩電路提供，改變555的振蕩頻率，即可改變計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)快慢，即可控制彩燈閃爍快慢，計(jì)數(shù)器的輸出信號(hào)輸入至74138譯碼器，由74138譯

6、碼。根據(jù)計(jì)數(shù)器輸出不同的計(jì)數(shù)結(jié)果，即可控制74138譯碼器譯碼得到8種不同的輸出信號(hào)，決定控制彩燈的循環(huán)變化。74138的輸出接在74198的八個(gè)數(shù)據(jù)輸入端，可以控制彩燈的循環(huán)移位的方向，即左移和右移。當(dāng)計(jì)數(shù)器清零時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)全滅功能。節(jié)拍執(zhí)行電路彩燈顯示電路方案二方框圖方案三：第24頁(yè)西華大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)本方案是由555組成的多諧振蕩器作為信號(hào)的脈沖發(fā)生器，74161計(jì)數(shù)器和74153雙向數(shù)據(jù)選擇器組成的序列信號(hào)發(fā)生器以及移位輸出顯示電路所共同組成。555多諧振蕩器組成的信號(hào)脈沖源作為74161計(jì)數(shù)器、74194移位寄存器的clk連續(xù)脈沖信號(hào)。通過(guò)改變電阻、電容的

7、大小，可以改變74161計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)快慢程度，74161的輸出端：Q0Q1作為74153的S0S1,Q2控制74153的兩個(gè)使能端。74153的兩個(gè)輸出端連接一個(gè)二輸入的與非門(mén)，它的輸出通過(guò)連接兩個(gè)SWDIP-4接入74194的數(shù)據(jù)輸入端，74194的兩個(gè)芯片的S1S0通過(guò)SWDIP-2開(kāi)關(guān)接電源以及電阻到地。改變SWDIP-2的通斷狀態(tài)，可以實(shí)現(xiàn)預(yù)置數(shù)，右移、左移的功能。脈沖信號(hào)發(fā)生器節(jié)拍執(zhí)行電路脈沖信號(hào)發(fā)生器節(jié)拍控制電路分頻電路方案三方框圖2.2方案論證方案一：該方案簡(jiǎn)潔明了，555多諧振蕩器發(fā)出脈沖型號(hào)，74LS161同步計(jì)數(shù)器控制，194寄存