數(shù)電課程設(shè)計(jì)---彩燈控制電子設(shè)計(jì)

1、<p>　　數(shù)字電子技術(shù)設(shè)計(jì)課程</p><p><b>　　說(shuō)明書</b></p><p>　　題目 ：彩燈控制電子設(shè)計(jì)</p><p>　　班級(jí) : 測(cè)控091201班</p><p><b>　　姓名 ： </b></p><p><b>　　學(xué)號(hào)

2、 ： </b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)目錄</b></p><p><b>　　1.設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求</b></p><p><b>　　編寫程序設(shè)計(jì)說(shuō)明書</b></p><p><b>　　總體設(shè)計(jì)</b></p>

3、<p><b>　　模塊設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　仿真調(diào)試及總結(jié)</b></p><p><b>　　元器件清單</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p><b>　　8.電路總圖</b

4、></p><p>　　八路彩燈控制器的設(shè)計(jì)</p><p>　　一 課程設(shè)計(jì)題目及要求</p><p>　　題目：八路彩燈控制器</p><p>　　彩燈控制器設(shè)計(jì)要求：</p><p>　　計(jì)劃用8路彩燈實(shí)現(xiàn)演示三種花型；</p><p>　　花型1：8路燈分兩半。從左至右漸亮，全亮后

5、，再分兩半從左至右漸滅。循環(huán)兩次；</p><p>　　花型2：從中間到兩邊對(duì)稱地逐次漸亮，全亮后仍由中間到兩邊逐次漸滅。循環(huán)兩次；</p><p>　　花型3：從左至右順次漸亮。全亮后逆序漸滅。循環(huán)兩次。</p><p>　　然后用multisim軟件仿真實(shí)現(xiàn)如上功能。</p><p><b>　　實(shí)現(xiàn)思路：</b>&

6、lt;/p><p><b>　　二 設(shè)計(jì)說(shuō)明書</b></p><p>　　當(dāng)點(diǎn)擊開(kāi)始運(yùn)行時(shí)，發(fā)光二極管8路燈分兩半，從左至右漸亮，全亮后，再分兩半從左至右漸滅。循環(huán)兩次；然后從中間到兩邊對(duì)稱地逐次漸亮，全亮后仍由中間到兩邊逐次漸滅。循環(huán)兩次；接著從左至右順次漸亮。全亮后逆序漸滅。循環(huán)兩次。循環(huán)進(jìn)行。</p><p><b>　　三 模

7、塊設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　各個(gè)單元電路的實(shí)現(xiàn)</b></p><p>　　各個(gè)單元電路由二片移位寄存器74LS194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(jí)管的亮滅實(shí)現(xiàn)花型演示。而花型之間的變化通過(guò)花型控制電路的輸出即74LS161級(jí)聯(lián)的計(jì)數(shù)器輸出控制（它們由同一個(gè)CP脈沖控制）。</p><

8、p><b>　　三種花型變換樣式</b></p><p>　　花型1：8路燈分兩半。從左至右漸亮，全亮后，再分兩半從左至右漸滅。循環(huán)兩次；</p><p>　　花型2：從中間到兩邊對(duì)稱地逐次漸亮，全亮后仍由中間到兩邊逐次漸滅。循環(huán)兩次；</p><p>　　花型3：從左至右順次漸亮。全亮后逆序漸滅。循環(huán)兩次。</p><

9、;p>　　移存器輸出狀態(tài)編碼表</p><p>　　由于每種花型完整顯示兩遍，所以三種花型完全顯示一遍需要的總結(jié)拍數(shù)為64，即1~16顯示第一個(gè)花型，17~32顯示第二個(gè)花型，33~64顯示第三個(gè)花型。</p><p>　　要用74LS194實(shí)現(xiàn)三個(gè)花型的連續(xù)顯示必須對(duì)兩片74LS194的S1、S0和SL、SR一句節(jié)拍的變化進(jìn)行相應(yīng)的改變,通過(guò)74LS161的輸出反饋來(lái)控制經(jīng)過(guò)觀察每

10、16個(gè)CP低位片輸出Q1—Q4變化比較頻繁,根據(jù)變化的花型頻率選用高位片的Q5—Q6去控制74LS194的SL、SR、S1、S0的變化從而實(shí)現(xiàn)滑行的變化?，F(xiàn)將兩片74LS194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L(zhǎng)1~L8。列出各花型和其對(duì)應(yīng)的74LS194的S1、S0、SL、SR的輸入信號(hào)及節(jié)拍控制信號(hào)列表如下：(用-Li表示Li的取非,下同)</p><p><b>　　列出卡諾圖分

11、析</b></p><p>　　74LS194低位片</p><p>　　SL=-L8 S1=QE . -QF</p><p>　　SR=-L8SL=- ( QE . -Q F)</p><p>　　74LS194高位片</p><p>　　SL=X

12、SR=-QF .-L8+ QF .L4</p><p>　　S1=0S0=1</p><p>　　由上圖分析可以得到控制74LS194高、低位片的左移右移變化控制端S1、S0以及串行輸入端的由74LS161的輸出端QE 、QF和本身輸出端L4和-L8控制。用去QA—QH表示74LS161從低位到高位的個(gè)輸出端。</p><p>

13、　　控制結(jié)果表達(dá)式如下：</p><p><b>　　電路圖如下：</b></p><p>　?。?）花型控制信號(hào)電路</p><p>　　由二片74LS161級(jí)聯(lián)的模128（三種花型節(jié)拍每種顯示兩遍，再總體重復(fù)一遍的總節(jié)拍數(shù)）計(jì)數(shù)器。</p><p>　　74LS161的級(jí)聯(lián)用的是同步，并用-QH清零。</p&g

14、t;<p>　　當(dāng)三種花型全新顯示一遍后（總共64拍）74LS161的輸出變?yōu)?0000100所以將74LS161高位片的Q2（即QG）信號(hào)輸給節(jié)拍控制電路的74LS151的A來(lái)通過(guò)節(jié)拍控制電路改變第二遍花型顯示的頻率。74LS161的CP脈沖來(lái)自節(jié)拍控制電路中74的輸出端Y。</p><p><b>　　電路圖如下：</b></p><p><b

15、>　?。?）節(jié)拍控制電路</b></p><p>　　由一片74LS151和一片74級(jí)聯(lián)實(shí)現(xiàn)。整體上實(shí)現(xiàn)脈沖頻率的變換，即交替產(chǎn)生快慢節(jié)拍。</p><p>　　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74LS151的D1端。令74LS151的B,C,G’,GND接低電平，Vcc接高電平，D0接時(shí)鐘信號(hào)的CP脈沖，A端接由花型控制電路的

16、QG輸出。</p><p>　　所以Y端的輸出就為：Y=CP·-A+Q·A</p><p>　　(Q是74D觸發(fā)器的輸出端)由D觸發(fā)器具有記憶功能，記錄上一個(gè)狀態(tài)，所以在每一個(gè)CP脈沖的上升沿，Q輸出為上一次的記錄（即一個(gè)脈沖）。也就比時(shí)鐘信號(hào)電路的CP脈沖慢了一拍。</p><p>　　所以通過(guò)A為0或1選擇Y端輸出的脈沖的頻率。A端接的是74

17、LS161的高位片的QG即當(dāng)?shù)竭_(dá)第64拍時(shí)QG為1接下來(lái)的65~128拍為變慢后的脈沖輸出。</p><p><b>　　電路圖如下:</b></p><p>　?。?）時(shí)鐘信號(hào)電路9</p><p>　　由一片555加上適當(dāng)電容及電阻實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　電容?。?.7μf 0.01μf</p>

18、;<p>　　電阻取：150 kΩ 4.7 kΩ</p><p><b>　　電路圖如下：</b></p><p><b>　　四 總體設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　電路總體圖：</b></p><p>　　1．基本CP脈沖產(chǎn)生電路波形圖與分頻

19、電路波形圖</p><p>　　2. 測(cè)試波形: (列依次為CP脈沖,低位片74LS194A,B,C,D,高位片74LS194A,B,C,D即QA---QH)</p><p><b>　　花型一：</b></p><p><b>　　花型二：</b></p><p><b>　　花型三：&

20、lt;/b></p><p>　　五 電路仿真調(diào)試及總結(jié)</p><p><b>　　仿真截圖如下：</b></p><p>　　本次數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)總共用了兩星期完成的，這幾天每一在學(xué)習(xí)思考和時(shí)間中天都有所收獲，都有所進(jìn)步。</p><p>　?。ㄒ唬㈧柟虜?shù)電知識(shí)</p><p>　　

21、這次課程設(shè)計(jì)主要是運(yùn)用數(shù)字電路邏輯設(shè)計(jì)的一些相關(guān)知識(shí)，在整個(gè)實(shí)習(xí)過(guò)程中，都離不開(kāi)對(duì)數(shù)字電路課程知識(shí)的再學(xué)習(xí)。我在最開(kāi)始，就先將實(shí)習(xí)用到的知識(shí)通過(guò)翻閱數(shù)電書回顧了一遍，這樣的回顧讓我對(duì)知識(shí)的理解更加透徹，對(duì)后來(lái)的快速設(shè)計(jì)起了很好的鋪墊作用。而且還參考百度百科關(guān)于芯片的功能使用及連接。</p><p>　?。ǘ⒗碚撀?lián)系實(shí)際</p><p>　　這是大學(xué)里一次比較大型的動(dòng)手實(shí)踐機(jī)會(huì)。課程設(shè)計(jì)

22、，通過(guò)選擇的題目，根據(jù)要求，運(yùn)用所學(xué)知識(shí)將其付諸實(shí)踐來(lái)完成。這并不是在課堂上的單純聽(tīng)懂，或者課后看書過(guò)程中的深入理解，這需要的是一種理論聯(lián)系實(shí)踐的能力。理論知識(shí)往往都是在一些理想狀態(tài)下的假設(shè)論，而實(shí)際的動(dòng)手操作則完全不同，需要考慮實(shí)際中的很多問(wèn)題。有些知識(shí)在理論上可能完全沒(méi)錯(cuò)但到了實(shí)際中則不然。</p><p>　?。ㄈ⒑屯瑢W(xué)共同合作、互相學(xué)習(xí)、共同進(jìn)步</p><p>　　但在實(shí)習(xí)中

23、經(jīng)常會(huì)遇到一些自己可能暫時(shí)無(wú)法想明白的問(wèn)題，請(qǐng)教同學(xué)或老師是很好的做法，節(jié)省時(shí)間，也會(huì)從別人身上學(xué)到更多。在設(shè)計(jì)時(shí)和同學(xué)相互交流各自的想法也是很重要的，不同的人對(duì)問(wèn)題的看法總有差異，我們可以從交流中獲得不同的觀點(diǎn)，其他人的設(shè)計(jì)也可能有比你出色的地方，很好的借鑒，并在大家的商討中選擇最優(yōu)方案最終一定會(huì)得到最好的設(shè)計(jì)方法。</p><p><b>　　鍛煉動(dòng)手能力 </b></p>

24、<p>　　這一點(diǎn)很是重要。這次課程設(shè)計(jì)主要是借鑒了網(wǎng)上一些比較成熟的相關(guān)資料，連接電路及調(diào)試主要靠自己實(shí)現(xiàn)。在multisim軟件上上連接電路圖是很繁瑣的一件事，我試了好多次才成功的實(shí)現(xiàn)了電路的完美運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了應(yīng)有的功能。</p><p><b>　　對(duì)自己的要求</b></p><p>　　1．進(jìn)一步掌握數(shù)字電路課程所學(xué)的理論知識(shí)。</p>

25、<p>　　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)。</p><p>　　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(wèn)題。 </p><p>　　4．培養(yǎng)認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)和實(shí)事求是的工作態(tài)度。</p><p><b>　　六 元器件清單</b></p>

26、<p>　　74LS161N（四位二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器） -------- 2個(gè)；</p><p>　　74LS194N（移位寄存器） -------- 2個(gè)；</p><p>　　74LS151N（八選一數(shù)據(jù)選擇器） --------- 1個(gè)；</p><p>　　74LS74N（雙D 觸發(fā)器） ------------- 1個(gè)；</p>

27、<p>　　74LS00N（四二輸入與非門） -------4個(gè)；</p><p>　　74LS04N（六非門） -----------4個(gè)；</p><p>　　發(fā)光二極管----------- ------8個(gè)；</p><p>　　555 ----------------- 1個(gè)（模塊調(diào)試中用到）；</p><

28、p>　　電容： 4.7μf -----------------1個(gè)；</p><p>　　0．01μf ----------------1個(gè)；</p><p>　　電阻： 150kΩ ------------------- ---------1個(gè)；</p><p>　　100Ω ----------------4個(gè)；</p><

29、p>　　4.7kΩ ---------------1個(gè)；</p><p>　　50Ω----------------一個(gè);</p><p><b>　　七 參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　數(shù)字電子技術(shù)（第二版） 張建華主編 ---------------機(jī)械工業(yè)出版社；</p><p>　　數(shù)字電子技術(shù)基