数子电路课程设计文档格式.docx
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2011年12月19日——2011年12月30日
一、实验目的:
1.良好掌握数字电路课程所学的理论知识。
2.熟悉几种常用集成数字芯片,并掌握其工作原理,进一步学会使用其进电路设计。
3.了解数字系统设计的基本思想和方法,学会科学分析和解决问题。
4.培养认真严谨的学习态度和工作作风.
2、实验要求:
1、控制8路彩灯按预设的花型进行变换。
2、花型种类不少于三种,花型自拟。
3、分别用快慢两种节拍实现花型变换。
三、使用元件:
1、元件:
器件
个数
555定时器
1
电阻100欧
74LS194
2
74LS00
74LS163
74LS04
电阻150k
电阻5.1k
电容4.7微法
电容0.01微法
74LS74
74LS151
2、工具:
面包板----------------------------------------------------------一个;
万用表----------------------------------------------------------一个;
导线----------------------------------------------------------若干;
钳子----------------------------------------------------------一个。
4、总体方案的设计:
设计时应采用模块化的设计思想,先有一个总体设计方法,将总系统个功能区域来实现,使每个区域构成必要的联系,形成具有更多功能的一个系统。
然后再进行子模块设计,设计好后一个子模块侯进行测试,确保无误后再进行下一模块的搭建及测试,最后组成整个电路。
彩灯是以高低电平来控制彩灯的亮与灭。
如果以某种节拍按照一定规律改变彩灯的输入电平值控制彩灯的亮与灭,即可按预定规律显示一定的花型。
因此,彩灯电路需要一个能够按一定规律输出不同高低电平编码
信号的编码发生器。
同时还需要编码发生器所要求的时序信号和控制信号。
用两种不同节拍显示彩灯的花型。
首先,确定电路主要由基本CP脉冲发生电路、分频电路、状态控制电路、花型控制电路四个模块构成。
其中基本CP脉冲采用简单易行的555振荡器来实现,555振荡器所产生的信号经过一个D触发器分频,再用一个74151进行快慢节拍的选择。
状态控制电路由两片74161构成,因为快慢变化循环一次需要64个节拍。
该控制器共控制8路彩灯,由于只要求三种花型变化,故采用移位寄存器来组成彩灯控制电路。
其主体框图为:
花型(74161和74194的真值表)如下:
花型一:
四个灯为一组,分别从左向右亮,再从左向右灭
74161
74194
QB
QA
QD
QC
花型二:
8个灯从中间向两边亮,再从中间向两边灭。
花型三:
四个灯为一组,分别从右向左亮,再从右向右左
注:
以上真值表只是前32个节拍,即快节拍。
接下来的32个节拍是慢节拍,161继续计数,194重复花型一二三,故这里省略了慢节拍的真值表。
5、单元电路的设计:
1.基本CP脉冲发生电路
用555定时器构成多谐振荡器,产生CP脉冲。
具体电路如下图所示:
2.分频电路
用D触发器实现CP脉冲的二分频,从而产生慢节拍。
再分别将快慢节拍接入74151数据选择器的数据输入端,而地址端通过74161来控制,从而实现快慢节拍的变换。
3.状态控制电路
用两片74161实现模64计数,从而产生从000000——111111的64个状态。
4.花型控制电路
用161的输出端和简单门电路控制194的左移控制端S1,而右移控制端S2则直接接S1的非。
SR和SL分别接QD和QA的非。
5、关键电路波形图
(1).基本CP脉冲产生电路波形图
(2).分频电路波形图
6、总系统电路图
7、心得体会及分析:
1、体会
本次所设计的是八路花样彩灯控制器,该控制器的设计主要结合了大
所学的低频电子线路及脉冲与数字电路课程。
课程设计这门课需要严谨的科学态度和完整的世界思维和方法。
设计电路关键在于对设计要求的理解分析以及基本电路相关知识的熟练掌握。
设计电路时,将总体的功能分成若干个部分来实现,是简化电路设计思路的很好的方法;
且搞清各个模块的功能与实现要求操作的具体方法,对电路故障的检查也是很有帮助。
通过这次的课程设计,我更加深刻的了解到数字电路逻辑设计这么课的意义与重要性,为我今后的学习打下了良好的基础,同时提高了我的动手能力,把书本中学到的知识用到了生活中来,做到了真正的学以致用,同时我对一些实验仪器有了更加深刻的了解,学会了如何使用这些仪器去解决日常生活中的一些问题。
学会了几种检测电路的方法,并且学会了如何更加合理的布线,更加真实的接触到了实验器材,对一些芯片有了更加深刻的了解,提高了自身的综合水平。
2、分析:
此次两周的课程设计实习,使我认识到具备扎实的理论知识是非常重要的,这一点在设计电路图时得到了充分的证明。
如果没有扎实的理论基础,就不能设计出好的电路,就会给以后的连线造成极大的不便。
经过我多次参考、查阅有关书籍和资料,再通过自己的思考、成功的设计好了原理图。
然后在计算机上模拟成功了。
但模拟成功,只能说明理论成功,实践就不一定会成功。
在连接电路板时,要非常的认真仔细,一个插孔,一个线头也不能马虎,因为错误很可能发生在这些地方。
布完线后,错误可能还会很多,比如芯片没插好,线没接好,或由于疏忽导致线接错,忘了接线等等。
附录(参考文献):
王毓银.《数字电路逻辑设计》(第三版).高等教育出版社
张亚婷,王利.《数字电路实验指导书》西安邮电学院电子与信息工程系
西安邮电学院数字电路课程设计成绩鉴定表
班级/学号
光电0901/05094012
承担任务实验室(单位)
电路与电子技术基础教学部
所在部门
实施时间
具体内容
第一周
讲授数字电路的设计方法及需要注意的问题;
选定题目,并设计电路,完成电路设计;
电路仿真;
领取元器件,开始组装电路;
第二周
组装电路;
老师验收电路;
写实验报告;
实验总结;
成绩鉴定
学习内容
(40分)
基本功能完成情况(25分)
扩展功能完成情况(10分)
其它(5分)
接受单位评价
(20分)
实践能力(10分)
学习态度(6分)
学习纪律(4分)
报告鉴定
(40分)
报告内容与实践过程紧密结合(20分)
报告质量(主题、结构、观点、逻辑、资料、字数20分)
评阅教师姓名
张春茗
职称
讲师
成绩
评语
评阅教师签字
年月日
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- 关 键 词:
- 电路 课程设计