數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)報(bào)告---多路彩燈控制器

1、<p>　　數(shù)字邏輯課程設(shè)計(jì)報(bào)告</p><p><b>　　——多路彩燈控制器</b></p><p>　　多路彩燈控制器的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　一．課程設(shè)計(jì)題目</b></p><p>　?。ㄒ唬╊}目：多路彩燈控制器</p><p><b>

2、;　　（二）實(shí)習(xí)目的：</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><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)分析和解決問題。 </p><p>　　4．培養(yǎng)認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?/p>

3、工作作風(fēng)和實(shí)事求是的工作態(tài)度。</p><p>　　5．?dāng)?shù)點(diǎn)課程實(shí)驗(yàn)是大學(xué)中為我們提供的唯一一次動(dòng)手實(shí)踐的機(jī)會(huì)，增強(qiáng)動(dòng)手實(shí)踐的能力。</p><p><b>　　二．任務(wù)和要求</b></p><p>　　實(shí)現(xiàn)彩燈控制的方法很多，如EPROM編程、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?yàn)楸敬螌?shí)習(xí)要求設(shè)計(jì)的彩燈路數(shù)較少，且花

4、型變換較為簡單，故采用移位寄存器型彩燈控制電路。</p><p>　?。?）彩燈控制器設(shè)計(jì)要求</p><p>　　設(shè)計(jì)一個(gè)8路移存型彩燈控制器，基本要求：</p><p>　　1. 8路彩燈能演示至少三種花型（花型自擬）；</p><p>　　2. 彩燈用發(fā)光二極管LED模擬；</p><p>　　3. 選做：實(shí)現(xiàn)快

5、慢兩種節(jié)拍的變換。</p><p>　　（2）課程設(shè)計(jì)的總體要求</p><p>　　1．設(shè)計(jì)電路實(shí)現(xiàn)題目要求；</p><p>　　2．電路在功能相當(dāng)?shù)那闆r下設(shè)計(jì)越簡單越好；</p><p>　　3. 注意布線，要直角連接，選最短路徑，不要相互交叉；</p><p>　　4. 注意用電安全，所加電壓不能太高，以免燒壞

6、芯片和面包板。</p><p><b>　　三．總體方案的選擇</b></p><p>　　（1）總體方案的設(shè)計(jì)</p><p>　　針對(duì)題目設(shè)計(jì)要求，經(jīng)過分析與思考，擬定以下方案：</p><p>　　方案：總體電路共分三大塊。第一塊實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘信號(hào)的產(chǎn)生；第二塊實(shí)現(xiàn)花型控制電路；第三塊實(shí)現(xiàn)花型演示電路。</p>

7、;<p><b>　　主體框圖如下： </b></p><p>　　根據(jù)所提供的實(shí)驗(yàn)器材各模塊總體思路如下：</p><p>　　時(shí)鐘信號(hào)CP電路：參見高等教育出版社 王淑銀主編的《數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)》課本P404圖10-3-6（a）;</p><p>　　花型控制電路：由兩片161 4位二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器和一些與非門共同完成；&l

8、t;/p><p>　　花型演示電路：由兩片194 雙向移位寄存器完成（可左移右移完成花型變化</p><p>　?。?）總體方案的選擇</p><p>　　將整個(gè)設(shè)計(jì)電路的功能模塊化，設(shè)計(jì)思想比較簡單。元件種類使用少，且都較熟悉易于組裝電路。這么設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)是：電路設(shè)計(jì)模塊化，易于檢查電路，對(duì)后面的電路組裝及電路調(diào)試都很方便。?；ㄐ涂刂齐娐泛唵?，花型也比較簡單。<

9、/p><p>　　設(shè)計(jì)確定將電路模塊化，通過仿真軟件也實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)要求。</p><p>　　四． 單元電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　1.設(shè)計(jì)所使用的元件：</p><p>　　74LS161（四位二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器） ---------------------------- 2個(gè)；</p><p>　　74LS194（移位

10、寄存器） ----------------------------------- 2個(gè)；</p><p>　　74LS00（四二輸入與非門） ---------------------------------- 2個(gè)；</p><p>　　74LS04（六非門） ------------------------------------------- 1個(gè)；</p>&

11、lt;p>　　發(fā)光二極管---------------------------------------------------8個(gè)；</p><p>　　555 ----------------------------------------------------- 1個(gè)；</p><p>　　電容： 4.7μf ----------------------------

12、------------------1個(gè)；</p><p>　　0．01μf -----------------------------------------------1個(gè)；</p><p>　　電阻： 150kΩ ------------------------------------------------------------ ---------1個(gè)；</p>

13、<p>　　100Ω ----------------------------------------------3個(gè)；</p><p>　　4.7kΩ ------------------------------------------------1個(gè)；</p><p><b>　　2.各個(gè)單元電路</b></p><p>&

14、lt;b>　?。?）花型演示電路</b></p><p>　　由二片移位寄存器194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花型控制電路的輸出即161級(jí)聯(lián)的計(jì)數(shù)器輸出和與非門共同的邏輯組合控制（它們由同一個(gè)CP脈沖控制）。</p><p><b>　　四 種花型變換樣式</b><

15、;/p><p>　　花型1：8路燈分兩半。從左至右漸亮，全亮后，再從左至右漸滅；</p><p>　　花型2：8路燈分兩半。兩半同時(shí)從左向右漸亮后，再從左至右漸滅；</p><p>　　花型3：8路燈分兩半。左一半依次左移，右一半依次右移后又漸滅。</p><p>　　將兩片194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L1~L8，所

16、以四種花型的L1~L8的狀態(tài)值變化情況如下表：</p><p>　　要用194實(shí)現(xiàn)四個(gè)花型的連續(xù)顯示必須對(duì)兩片194的S1、S0和SL、SR一句節(jié)拍的變化進(jìn)行相應(yīng)的改變；兩片161級(jí)聯(lián)的輸出端從Q0~Q7根據(jù)變化的花型頻率選用高位片的QD1、QA2分別去控制194的S1和S0、SR則由161的另一些輸出端經(jīng)過與非門來進(jìn)行邏輯控制。列出各花型和其對(duì)應(yīng)的194的S1、SL、SR的輸入信號(hào)及節(jié)拍控制信號(hào)列表如下：<

17、;/p><p>　　控制結(jié)果表達(dá)式如下： </p><p>　　S02=1 S12=0</p><p>　　cp32和cp16的由來：</p><p>　?。?）兩片194的控制端子S1、S0的波形</p><p>　?。?）從波形圖中得，S01是對(duì)CP脈沖的32分頻，</p>&l

18、t;p>　　S02=1，S12=0，圖中CP32是對(duì)CP的32分頻， CP16是對(duì)CP的16分頻</p><p><b>　　五．各模塊實(shí)現(xiàn)電路</b></p><p><b>　　1）時(shí)鐘產(chǎn)生電路</b></p><p>　　2）產(chǎn)生CP32和CP16的電路</p><p><b>

19、;　　3）花型控制電路</b></p><p><b>　　六．總體電路圖</b></p><p>　　七.電路組裝、調(diào)試過程中發(fā)生的問題及解決的方法。</p><p>　　在組裝電路過程中，面包板上經(jīng)常有一些壞格子，線插不進(jìn)去，或者有一些芯片插上后又彈出來；在電路組裝完成后，由于以上原因，不得不改變布線，才能使整個(gè)電路都接觸良好。

20、</p><p>　　在時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生電路和161計(jì)數(shù)部分組裝完成后就已經(jīng)進(jìn)行了調(diào)試，沒有問題；到完全組裝完成后，加上電源，卻沒有成功，再次檢查時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生電路，正常；然后我用萬用表測量各個(gè)芯片的電源電壓和地，發(fā)現(xiàn)很多管腳都出現(xiàn)了2.2V左右的電壓，后來發(fā)現(xiàn)原來面包板地和電源不是完全導(dǎo)通的，用導(dǎo)線從中間接上后，發(fā)光二極管開始有花形變化。但仔細(xì)一看，前三種花形是完全正確的，但是第四種花形確實(shí)錯(cuò)的，仔細(xì)分析發(fā)現(xiàn)是左移出

21、了問題，仔細(xì)檢查電路，發(fā)現(xiàn)一根線連錯(cuò)，重聯(lián)后恢復(fù)正常。 </p><p><b>　　八.分析和總結(jié)。</b></p><p>　　本次課程設(shè)計(jì)星期一領(lǐng)題，并開始設(shè)計(jì)畫電路圖，直到周二下午，發(fā)現(xiàn)開始想的兩種方案都不是很好，又重新設(shè)計(jì)，用了一種新的思路，結(jié)果很快就完成了，仿真也比較順利；周三開始組裝，周四、周五調(diào)試，周一圓滿完成?？雌饋聿皇呛茈y，但做起來也不是那么容易！

22、通過這次課程設(shè)計(jì)，我也有不少的收獲：</p><p>　　（一）、鞏固數(shù)電知識(shí)</p><p>　　在設(shè)計(jì)過程中，要不斷的翻閱數(shù)電書，查相關(guān)的資料，對(duì)書上的只是有了進(jìn)一步的鞏固。</p><p>　?。ǘ?、學(xué)會(huì)用電路板、芯片、導(dǎo)線等組裝各種功能的電路；</p><p>　　學(xué)會(huì)了簡單的電路的組裝，檢查，調(diào)試，對(duì)遇到的問題如何解決等</

23、p><p>　?。ㄈ?、理論聯(lián)系實(shí)際</p><p>　　這是理論聯(lián)系實(shí)際的很好的途徑，把書上學(xué)的理論知識(shí)真正的應(yīng)用到實(shí)際中去，雖然只是非常簡單的電路，但也非常的重要。</p><p>　?。ㄋ模⒑屯瑢W(xué)共同合作、互相學(xué)習(xí)、共同進(jìn)步</p><p>　　開始的思路好像有些問題，設(shè)計(jì)遇到了一些麻煩，經(jīng)過和同學(xué)討論，發(fā)現(xiàn)了自己的誤區(qū)，相互都有很好的促

24、進(jìn)。</p><p><b>　　總結(jié)</b></p><p>　　通過這次課程設(shè)計(jì)，鞏固了理論知識(shí)，很好的把理論和實(shí)際聯(lián)系起來，培養(yǎng)了動(dòng)手能力，能夠系統(tǒng)的去思考整個(gè)電路系統(tǒng)，有了這種系統(tǒng)的思想，對(duì)以后的學(xué)習(xí)會(huì)有很大的幫助。</p><p><b>　　九.參考文獻(xiàn)。</b></p><p>　　&