彩灯控制器的设计数字电子课程设计报告.docx
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彩灯控制器的设计数字电子课程设计报告
数字电子技术课程设计报告
彩灯控制器的设计
专业:
电子信息科学与技术
班级:
2013级2班
姓名:
付开倩
学号:
1301051208
指导老师:
张瑞
电子通信与物理学院
日期:
2016年1月1日
1
指导教师评语
2
摘要
这次的课程设计主要是用选择器与触发器和计数器以双向移位寄存器来实现的,这个彩灯控制电路的实质就是要产生一系列显示出来。
这里使用的主要就LED有规律的数列,然后通过八只是计数器,计数器在时序电路中应用的很广泛,它不仅可以用于对脉冲进行计数,还可用于定时,产生节拍脉冲以及其他时序信号。
运用计数器的不同的功能和不同的接发就可以实现不同的序列输出了。
关键词:
彩灯控制器;555定时器;计数器;移位寄存器
3
一、设计任务................................5
1.1系统功能要求.................................5
.............................51.2数字电路设计要求二、方案选择................................7
2.1方案一.......................................7
2.2方案二.......................................7
三、系统组成及工作原理......................7
3.1系统框图.....................................7
3.2系统原理图...................................7
3.2.1脉冲发生电路原理图.......................7
3.2.233进制计数器原理图.....................9
3.2.3逻辑控制电路原理图.......................9
3.3总电路原理图.................................13
..........................14
四、调试过程与调试结果4.1调试过程.....................................14
4.1.1逻辑电路调试.............................14
4.2脉冲发生电路的调试...........................14
4.3二极管电路的调试.............................14
五、总结体会................................15
六、参考文献................................16
附录........................................17
4
一、设计任务
1、系统功能要求
(1)有八只LED,L0……L7。
(2)显示顺序如下表
(3)显示间隔为0.25S,0.5S,1S,2S可调。
序号L0L1L2L3L4L5L6L7
011111110
101111111
210111111
311011111
411101111
511110111
611111011
711111101
811111110
911111111
1001111111
1100111111
1200011111
1300001111
1400000111
1500000011
1600000001
1700000000
1810000000
1911000000
2011100000
2111110000
2211111000
2311111100
2411111110
5
2510000000
0100000026
0000270100
0000280100
0100029000
0000300001
0013100000
1
000000032
数字电路设计要求、2从课程设计的任务出发,应当通过设计工作的各个环节,达到以下要求:
(1)巩固和加深对电子电路基本知识的理解,提高综合运用本课程所学知识的能力。
(2)培养根据课题需要选学参考书籍,查阅手册、图表和文献资料的自学能力。
通过独立思考,深入钻研有关问题,学会自己分析并解决问题的方法。
(3)通过电路方案的分析、论证和比较,设计计算和选取元器件,电路组装、调试和检测等环节,初步掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法。
(4)掌握常用的仪器、设备的正确使用方法,学会简单电路的实验调试和整机指标的测试方法,提高学生的动手能力和从事电子电路实验的基本技能。
(5)了解与课题有关的电子电路以及元器件的工程技术规范,能按设计任务书的要求,完成设计任务,编写设计说明书,正确地反映设计与实验的成果,正确地绘制电路图等。
(6)培养严肃、认真的工作作风和科学态度。
通过课程设计6
实践,逐步建立正确的生产观点、经济观点和全局观点。
二方案选择
2.1方案一
用74LS161做23进制计数器进行分频,用数据选择器和十六进制加法计数器的分频功能做一个时间选择器,控制时间间隔分别0.25s,0.5s,1s,2s可调。
用两个74161做一个33进制计数器进行循环控制,彩灯的变化规律用移位寄存器实现。
2.2方案二
用555震荡器来产生不同频率的脉冲信号,控制时间间隔分别为0.25s,0.5s,1s,2s可调。
用两个74161做一个33进制计数器进行循环控制,由逻辑电路产生移位寄存器控制信号,
彩灯的变化规律用移位寄存器实现。
555振荡器产生脉冲信号电路简单,因此选择方案二。
三、系统组成及工作原理
3.1系统框图
74LS161定时器555计数器节拍控制
二极管74LS194移位逻辑电路产
或点亮寄存器控制生控制信号
熄灭图3.1-1
3.2系统原理图
7
3.2.1脉冲发生电路
图3.2-1脉冲发生电路
555定时器构成的多谐振荡器又称为无稳态触发器,它没有稳定的输出状态,只有两个暂稳态。
在电路处于某一暂稳态后,经过一段时间可以自行触发翻转到另一暂稳态。
两个暂
稳态自行相互转换而输出一系列矩形波。
接通电源后,假定是高电平,则T截止,电容C充电。
充电回路是VCC—R1—R2—C—地,按指数规律上升,当上升到时(TH、端电平大于),输出翻转为低电平。
是低电平,T导通,C放电,放电回路为C—R2—T—地,按指数规律下降,当下
降到时(TH、端电平小于),输出翻转为高电平,放电管T截
止,电容再次充电,如此周而复始,产生振荡,经分析可得
输出高电平时间T=(R1+R2)Cln2
输出低电平时间T=R2Cln2
8
振荡周期T=(R1+2R2)Cln2
3.2.233进制计数器原理图
图3.2-2
由两片74LS161级联为33位的计数器,用来实现移位寄存器的控制。
3.2.3逻辑控制电路原理图
9
图3.2-3
该设计需要添加一些必要的门电路来控制2片74LS194的左右移位,以及控制SR和SL进而确定是移高还是移低电平。
该部分上是该设计的关键,也是本设计的难点。
Q4为第二片
74LS161的Q0,具体设计如以下图示:
第一74LS194
第二74LS194第二第一74LS161
74LS161
SRABCDASRBCD1SL32000SL321011
0111011111111R0000x10000
001011010000012101R111R01
011110101011R1010001030R1
00010R111011410R101111100
005001R101R11011111110000
01111016000R001R110110101
00011111011070R10R1111010
0000010111110111180R11R11
00111000R11111110100009R1
0R10011110101010R101111101
001110R1R01011110011110100
0010111120R1R0110011101001
0001110111R1130R0011001000
011110101101R00140R1100000
0101010001110R0100R0150100
00101100011110001R000R0016
0
000100
0100R0
17
0
01
000
00R0
1
01
10001R00001180R00001000000011901R1R01100001000000000
110000012001R1R00011000100
0000R0011010012101R1010001
111100010100000R0102201R11
010000R111231010R101011011
12410011R11110000011110R11
0010102510111R11100R100111
110000R10002601111R1000011
00001010011R000002700110R0
1000R01100101R000100002810
0R0101R0110002900000000011
103000001100R0000R11110100
0001113111000100R0001R0000
1100001R0003200
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