eda課程設(shè)計(jì)---彩色信號(hào)燈循環(huán)控制

1、<p>　　課 程 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書</p><p>　　題目： 彩色信號(hào)燈循環(huán)控制 </p><p>　　學(xué)院（系）： 電氣工程學(xué)院 </p><p>　　課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書</p><p>　　說(shuō)明：此表一式四份，學(xué)生、指導(dǎo)教師、基層教學(xué)單位、系部各一份。</p><p>&

2、lt;b>　　年 月 日 </b></p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　一、設(shè)計(jì)說(shuō)明…………………………………………………………………………………4</p><p>　　1.1 設(shè)計(jì)思路……………………………………………………………………………4</p><p>

3、　　1.2 模塊介紹……………………………………………………………………………4</p><p>　　1.4 循環(huán)控制模塊的電路原理圖……………………………………………………4</p><p>　　1.3 真值表及功能分析…………………………………………………………………6</p><p>　　二、電路原理圖……………………………………………………………………………

4、…8</p><p>　　2.2控制電路的電路原理圖……………………………………………………………8</p><p>　　2.3總設(shè)計(jì)原理圖………………………………………………………………………9</p><p>　　三、波形仿真圖 ……………………………………………………………………………9</p><p>　　3.1 總體電路的波形仿真圖

5、 …………………………………………………………10</p><p>　　四、管腳鎖定及硬件連線 …………………………………………………………………11</p><p>　　4.1輸入信號(hào)的管腳鎖定及硬件連線 ………………………………………………11</p><p>　　4.2 輸出信號(hào)的管腳鎖定及硬件連線 ………………………………………………11</p>

6、<p>　　五、心得體會(huì) ………………………………………………………………………………13</p><p>　　參考文獻(xiàn) ……………………………………………………………………………………13</p><p><b>　　一、設(shè)計(jì)說(shuō)明</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)思路</b></p>

7、<p>　　控制一組3×3指示燈的顯示方式如下：L17至L9按順序依次點(diǎn)亮至全亮，接著L13滅→L10、L12、L16、L14一起滅→L9、L15、L17、L11一起滅。循環(huán)。為了實(shí)現(xiàn)所規(guī)定的要求，設(shè)計(jì)思路為：將要求分為兩步，首先將L17至L9按順序依次點(diǎn)亮至全亮，本步驟可由移位寄存器的移位置數(shù)功能，將兩片74194進(jìn)行進(jìn)位連接，給予第一片SRSI一個(gè)高電平后，移位計(jì)數(shù)器向右依次移動(dòng)發(fā)出高電平使L19至L9依次點(diǎn)亮至

8、全亮;接下來(lái)使用第三片74194向右移位發(fā)出低電平，通過(guò)與門的邏輯運(yùn)算分三次熄滅所有彩燈，此時(shí)CLRN信號(hào)清零所有芯片，循環(huán)進(jìn)入下一周期。</p><p>　　通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)要求的分析，可以得出如下結(jié)論和相應(yīng)的解決方案：</p><p>　　1、通過(guò)將兩片74194移位寄存器的級(jí)聯(lián)以及一片D觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)對(duì)右移位數(shù)的擴(kuò)展，將三片接入同一時(shí)鐘信號(hào)；</p><p>　　2、為

9、了實(shí)現(xiàn)對(duì)彩燈的分組清零，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)采用與門實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出口的控制作用；</p><p>　　3、第三片74194通過(guò)L9的高電平觸發(fā)移位，L9為低電平時(shí)輸出端為零導(dǎo)致“與”邏輯運(yùn)算后L17至L9始終為低電平狀態(tài)，為了解決這一問題，采用三組反相器與第三片移位寄存器輸出端口相聯(lián)實(shí)現(xiàn)對(duì)邏輯的糾正；</p><p>　　4、在整個(gè)周期中，L10和L12、L16和L14的亮滅狀況始終相同，為了減小電路的復(fù)

10、雜度，將L10和L12、L16和L14的選擇線分別連接；</p><p>　　5、設(shè)計(jì)邏輯門電路實(shí)現(xiàn)變頻功能。</p><p><b>　　1.2 模塊介紹</b></p><p>　　1.2.1 循環(huán)控制模塊</p><p>　　本實(shí)驗(yàn)包含13個(gè)狀態(tài)的循環(huán)控制，通過(guò)移位寄存器的位移實(shí)現(xiàn)對(duì)L17至L9的控制</p&

11、gt;<p>　　循環(huán)控制模塊示意圖如圖1_1所示：</p><p>　　1.2.2 變頻控制模塊</p><p>　　分別接入CLK1與CLK2兩個(gè)所需的時(shí)鐘信號(hào)，SW1為變頻開關(guān)，當(dāng)SW1為高電平時(shí)，通過(guò)一反相器屏蔽CLK1輸入，并且導(dǎo)通CLK2信號(hào)，將其輸入外電路；當(dāng)SW1為低電平時(shí)，屏蔽SW2信號(hào)，通過(guò)反相器導(dǎo)通SW1，將CLK1信號(hào)導(dǎo)出。</p>&l

12、t;p>　　1.2.3 控制清零</p><p>　　使用一片74194移位寄存器，L9為高電平時(shí)，給出一高電平輸出給74194的SRSI，在下一脈沖周期74194輸出端將依次出現(xiàn)高電平，通過(guò)反相器使彩燈分為三組依次熄滅。</p><p>　　該模塊的電路原理圖如圖1-3所示：</p><p>　　1.3 真值表及功能分析</p><p&g

13、t;　　1.3.1 74194的真值表及功能分析</p><p>　　74194是最常見的4位集成雙向移位寄存器，其內(nèi)部主要由4個(gè)邊沿D觸發(fā)器構(gòu)成。它功能全面，具有并行、串行輸入，并行串行輸出的功能。此外，數(shù)據(jù)具有雙向移動(dòng)的能力，既可以自左向右串行移動(dòng)，又可以自右向左串行移動(dòng)。</p><p>　　1.3.2 邊沿D觸發(fā)器真值表及功能分析</p><p>　　當(dāng)C

14、LK處于上升沿時(shí)，且D端輸入為高電平時(shí)，觸發(fā)器處于置一狀態(tài)，由于當(dāng)觸發(fā)器接到高電平時(shí)時(shí)鐘信號(hào)已經(jīng)過(guò)了上升沿，在下一個(gè)時(shí)鐘周期的上升沿D觸發(fā)器的輸出端將出現(xiàn)高電平點(diǎn)亮L9。</p><p>　　1.3.3 電路各狀態(tài)的真值表</p><p>　　根據(jù)電路的工作特點(diǎn)，可得電路各狀態(tài)的真值表茹下圖表示</p><p>　?。ㄆ渲?，其中共有TO至T12共13個(gè)狀態(tài)，態(tài)1為燈

15、亮，狀態(tài)0為燈滅）</p><p><b>　　二、電路原理圖</b></p><p>　　2.1 變頻器模塊的電路原理圖</p><p>　　變頻器電路原理圖如圖2-1所示</p><p>　　CLK1與CLK2均受到SW1的控制，SW1為高電平時(shí)輸出CLK2，SW1為低電平時(shí)，輸出CLK1.</p>&

16、lt;p><b>　　總設(shè)計(jì)原理圖</b></p><p><b>　　三、波形仿真圖</b></p><p>　　3.1總體電路的波形仿真圖</p><p>　　四、管腳鎖定及硬件連線</p><p>　　4.1輸入信號(hào)的管腳鎖定及硬件連線</p><p>　　本設(shè)計(jì)

17、的輸入信號(hào)為1Hz,2Hz的時(shí)鐘信號(hào)，通過(guò)邏輯電路實(shí)現(xiàn)變頻控制。</p><p>　　CLK1管腳鎖定為pin74,CLK2管腳鎖定為71，KAIGUAN鎖定為pin53，SW1鎖定為pin46</p><p>　　4.2 輸出信號(hào)的管腳鎖定及硬件連線</p><p>　　輸出信號(hào)共有9條，如圖所示：</p><p>　　輸出端各管腳鎖定情況

18、如下：</p><p>　　L17~pin196 L16~ pin 193 L15~ pin 191 L14~pin189</p><p>　　L13~pin 179 L12~ pin 176 L11~ pin 195 L10~pin192</p><p><b>　　L9~pin190</b&g

19、t;</p><p><b>　　五、 心得體會(huì)</b></p><p>　　這次課程設(shè)計(jì)，我所做的是循環(huán)彩燈的控制，這次課程設(shè)計(jì)我的數(shù)電知識(shí)得到了很深的鞏固，激起了我對(duì)數(shù)字電路設(shè)計(jì)的極大的興趣。</p><p>　　在設(shè)計(jì)的過(guò)程中得到了指導(dǎo)老師和同學(xué)的幫助和啟發(fā)，本次內(nèi)容有我自己獨(dú)立完成，大大提高了自己對(duì)數(shù)字電路內(nèi)容的掌握，一個(gè)個(gè)問題的解決讓

20、我對(duì)自己設(shè)計(jì)能力增加了信心，增強(qiáng)了自己用邏輯關(guān)系解決問題的能力。</p><p>　　本次課設(shè)內(nèi)容是用“彩色信號(hào)指示燈組L17~L9 從L17開始依次點(diǎn)亮后分三組熄滅，然后進(jìn)行循環(huán)，在經(jīng)過(guò)了幾次失敗過(guò)后，終于實(shí)現(xiàn)了應(yīng)有的邏輯過(guò)程。在老師的啟發(fā)下，設(shè)計(jì)了邏輯門電路對(duì)CLK信號(hào)進(jìn)行變頻控制，最終確定了完整的設(shè)計(jì)方案。最終方案可讀性極高，電路復(fù)雜度低同時(shí)又能十分完整的實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求。再次對(duì)指導(dǎo)老師表示感謝。</p&

21、gt;<p>　　這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來(lái)，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會(huì)服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中遇到問題，可以說(shuō)得是困難重重，這畢竟第一次做的，難免會(huì)遇到過(guò)各種各樣的問題，同時(shí)在設(shè)計(jì)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對(duì)以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固。</p><