數(shù)字電路課程設(shè)計報告-彩燈

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1、數(shù)字邏輯課程設(shè)計報告——多路彩燈控制器學(xué)院名稱：學(xué)生姓名：專業(yè)名稱：班級：實習(xí)時間：2012年6月4日——2012年6月15日多路彩燈控制器一．實驗?zāi)康?．進(jìn)一步掌握數(shù)字電路課程所學(xué)的理論知識。2．熟悉幾種常用集成數(shù)字芯片，并掌握其工作原理，進(jìn)一步學(xué)會使用其進(jìn)行電路設(shè)計。3．了解數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計的基本思想和方法，學(xué)會科學(xué)分析和解決問題。4．培養(yǎng)認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)和實事求是的工作態(tài)度。5.作為課程實驗與畢業(yè)設(shè)計的過度，課程設(shè)計為兩者提供了一個橋梁。二．設(shè)計課題與要求.1.彩燈控制器功能概述:實現(xiàn)彩燈控制的方法很多，如EPROM編程、

2、RAM編程、單板機(jī)、單片機(jī)等，都可以組成大型彩燈控制系統(tǒng)。因為本次實習(xí)要求設(shè)計的彩燈路數(shù)較少，且花型變換較為簡單，故采用移位寄存器型彩燈控制電路。2.要求：（1）彩燈控制器設(shè)計要求:1.設(shè)計一個8路移存型彩燈控制器,彩燈采用LED模擬.2.花型在兩種節(jié)拍之間交替進(jìn)行.3.花型有明顯的規(guī)律.4.能演示三種（或以上）不同類的花型.（2）課程設(shè)計的總體要求1.設(shè)計電路實現(xiàn)題目要求；2.電路在功能相當(dāng)?shù)那闆r下設(shè)計越簡單越好；3.注意布線，要直角連接，選最短路徑，不要相互交叉三．總體方案的設(shè)計1.方案設(shè)計將整體電路分為四塊。第一塊實現(xiàn)花

3、型的演示；第二塊實現(xiàn)花型的控制；第三塊實現(xiàn)節(jié)拍控制；第四塊實現(xiàn)時鐘信號的產(chǎn)生。這樣設(shè)計，其優(yōu)點在于：設(shè)計思想比較簡單。元件種類使用少，且都較熟悉易于組裝電路。缺點則是：中間單元電路連線過于繁多，容易出錯。且可能出現(xiàn)線與關(guān)系。要避免這些，則勢必造成門電路使用過多。導(dǎo)致電路不穩(wěn)定，抗干擾能力下降。主體框圖如下：3.方案實施1）器材：電壓源，萬用表，多功能手鉗。2）器件見下表。器件數(shù)量器件數(shù)量555定時器1發(fā)光二級管874LS741100電阻474LS19424.7k電阻174LS1612150k電阻174LS0410.01uf電容

4、174LS0024.7uf電容174LS1511導(dǎo)線若干3）設(shè)計思路1首先利用555定時器電路產(chǎn)生T=1s的脈沖CP.2.因為要求實現(xiàn)節(jié)拍速度的自動變換，所以是產(chǎn)生的CP通過74LS74（D觸發(fā)器），產(chǎn)生二分頻脈沖CP.3.為了實現(xiàn)自動變換節(jié)拍速度，所以將一分頻和二分頻兩個CP信號接入74LS151（八選一數(shù)選器），利用74LS151（八選一數(shù)選器）來選擇相應(yīng)周期的脈沖。4.利用選擇后的脈沖接入2片74LS161（模64計數(shù)器），并通過2片161級聯(lián)，完成4種花色（共32個狀態(tài)）的計數(shù)。5.根據(jù)花色的顯示的二進(jìn)制碼與161計數(shù)

5、狀態(tài)的對應(yīng)關(guān)系計算出74LS194（移位寄存器）中S1、S0和SR、SL的接入，來調(diào)節(jié)移位方向和移動信號。6.將194的8個輸出端與發(fā)光二極管正極連接，二極管負(fù)極連接一個限流電阻后接地。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下：八選一數(shù)據(jù)選擇器模64計數(shù)器555定時器產(chǎn)生1s脈沖1sCP到D0選擇后的CP1sCPD觸發(fā)器產(chǎn)生2s脈沖2sCP到D1頻率選擇信號由輸出信號組合成的控制信號輸出二極管實現(xiàn)花型效果74LS194移位寄存器四．各個單元電路設(shè)計1.時鐘脈沖電路（1）脈沖產(chǎn)生電路通過555定時器與2個電阻和電容間的組合來實現(xiàn)周期為1sCP脈沖信號。（

6、2）分頻率電路設(shè)計將555定時器產(chǎn)生的1s脈沖信號接入74ls74，利用D觸發(fā)器的CP上升沿觸發(fā)方式使Q輸出周期為原CP2倍的信號。利用151三個控制端組成的二進(jìn)制碼位000（0）至111（7），來調(diào)節(jié)151的輸出端Y將對應(yīng)輸入端Dn(n=0,1…,7)上接入的信號輸出。因此可以達(dá)到選頻的作用。令74的Vcc，CLR，PR都接高電平，將^Q的輸出接到D端，Q端的輸出接到151的D1端。令151的D0,D2,D3,D4,D5,D6,D7,B,C,G’,GND接低電平，Vcc接高電平，D0接時鐘信號的CP脈沖，A端接由64技術(shù)器的

7、qb輸入。所以Y端的輸出就為：Y=CP·^A+Q·A由D觸發(fā)器具有記憶功能，記錄上一個狀態(tài)，所以在每一個CP脈沖的上升沿，Q輸出為上一次的記錄（即一個脈沖）。也就比時鐘信號電路的CP脈沖慢了一拍。所以通過A為0或1選擇Y端輸出的脈沖的頻率。A端接的是161的高位片的QG即當(dāng)?shù)竭_(dá)第32拍時qb（2)為1接下來的33-64拍為2s脈沖輸出。電路圖如下:2.模64計數(shù)器（花型控制電路）將兩片161高（2）低（1）片，將低位片ent，enp接高電平，高位片ent接低位co，enp接高電平。高位片得'clk接qb（2）用于清零（介于本電

8、路沒有用到高位片得qc，qd端口，本電路此步驟省略），兩片161load，gnd接地，實現(xiàn)級聯(lián)的模64計數(shù)器。電路圖如下：2.花型顯示電路花型顯示由161分別控制兩片74ls194實現(xiàn)花型如下圖：序號花型一花型二花型三花型四11000100000010001100000010