16路彩灯1.docx

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16路彩灯1

南京工程学院

课程设计说明书（论文）

题目16路彩灯循环控制电路设计

课程名称数字电路课程设计

院（系、部、中心）

专业

班级

学生姓名

学号

设计地点

指导教师

设计起止时间：

2010年月日至2010年月日

一、设计目的

1、学会了将一个实际情况电路抽象为逻辑电路的逻辑状态的方法。

2、掌握计数、译码、显示综合电路的设计与调试方法。

3、掌握实际输出电路不同要求的实现方法。

4、熟悉Max+plusⅡ软件运行环境，并了解其里面的各部分。

二、设计任务

设计16路彩灯循环控制电路，使得该电路彩灯循环显示频率快慢可调，控制器，具有多路输出，彩灯由发光二极管模拟替代。

根据不同的控制信号进行不同的计数，再通过译码器电路，得出不同的彩灯循环控制结果。

还需满足彩灯的闪烁按一定的规则变化（三种以上）；电路有复位控制；设定彩灯的闪烁的时间。

三：

设计步骤

整体电路示意：

1.局部电路图详解：

I.彩灯信号输出部分：

为实现16路彩灯输出，本案例选用两块集成电路译码器74138进行控制信号的输出。

A、B、C为3个输入，有8种组合，即可输出彩灯的8路，使用两块74138即可实现16路彩灯信号输出。

设定第一块74138输出的灯为L1~L8，第二块为L9~L16。

II．两块74151对74138进行控制的原理详解：

本案中采用了两块集成电路数据选择器74151，用以对两块译码器进行控制，达到实现多种亮法的目的。

左侧这块74151中，输出端WN悬空；Y的输出结果由输入端B控制，而B即是本电路的亮法控制，B接两片74161组成的64位加法计数器的32位输出端口，所以当工作时，在第32个信号输出之前，此块74151的输出Y为D0，D0即是计数器74191的QD输出端；在第32个信号输出之后，Y=D2，D2是74191QD的反信号。

右侧这块74151中，A、C、GN接地，B接全电路的一个开关EN（工作时置1），所以当工作时，此块74151的输出Y恒为0，WN恒为1，这使得两块74138的各有部分控制借口处于工作状态。

III.74191对电路亮法的驱动与控制：

本案采用一块集成计数器74191进行信号的脉冲激励和对两块74138的控制以实现不同亮法的控制。

本案唯一的计数器74191中，输入端ABCD,GN,DNUP全接地，LDN接全电路的一个开关EN（工作时置1），CLK为脉冲信号产生源。

在输出端中，QA、QB、QC皆连接到两块译码器74138的ABC三个输入端，，以计数器工作时的时序信号产生不同的组合使彩灯闪烁。

其中QB和两片74161组成的64位计数器的16位输出端口进行与关系后才接入74138

这样的作用是，当16位输出端口开始输出时，电路中QB的信号正常输入给两块74138的B端，彩灯依次亮起；当16位输出端口没有输出时，QB的信号被屏蔽，根据74161的工作状态表，两块74138所接收到的信号隔二才有，所以可以使彩灯的亮法依次闪烁和隔二闪烁。

74191的QD输入端，分两种路径连接到两块74138，连接到第一块的G2AN和G2BN，作用是只使得该74138接收计算机的前8种状态，用以一一控制8盏灯。

连接到第二块74138的方法为：

先分别以正反两信号接到74151中（如前文所述），再由该74151的Y输出端接到第二块74138的G1端。

64位自动控制电路详解

两片74161同步连接，其中左侧的74161中LDN,ENT,ENP及右侧的74161LDN,ENT都接高电平，左侧74161的RCO与右侧74161的ENP端连接，右侧的74161的QC端进行非后连接到两片74161的CLRN端，CLK端连接脉冲信号，这样就组成了64位的加法计数器，使这个电路实现自动循环控制。

这样设计的巧妙之处在于，在第32个信号输出之前，此块74151的输出Y为D0，D0即是计数器74191的QD输出端；如前文所述，当74191QD为0时，第一块74138工作；当QD运行到1时，第一块74138不工作，而第二块开始工作，使得16路彩灯依次闪烁；在第32个信号输出之后，Y=D2，D2是74191QD的反信号。

所以两块74138一起工作，使得16路彩灯实行8-8两路同时闪烁。

综上，两块74138用以彩灯输出；一块74191及两块74151皆用语控制彩灯的亮法；两片74161组成的64位加法计数器中的16位输出端口的功能为控制16路彩灯是否间隔输出：

0为间隔，1为依次；两片74161组成的64位加法计数器中的32位输出端口的功能为控制是否分两路：

在第32个信号输出之前为顺序输出，在第32个信号输出之后为两路。

2.调试与运行：

本次课设要求熟悉MAX+PLUSII软件运行环境，了解各部分的运用。

I.建立仿真电路图：

运行MAX+PLUSII，选择建立图形电路文件，如图选择器件画好电路图，确认无误后保存该文件。

II.编译和仿真

选择菜单“FILE”-“PROJECT”-“SETPROJECTTOCURRENTFILE”然后选择，MAX+PLISIi-COMPILER进行编译。

编译无误通过后，可进行拟真。

选择以波形拟真通道文件（*.scf），添加所有电路元件至图中保存。

选择SIMULATOR，在设定好电路的输入EN,CLK等后，拟真通过，将显示预期想要的波形结果。

仿真结果如下所示：

III.管脚的锁定和下载：

拟真通过后，进行管脚锁定操作。

从菜单“ASSIGN”中选择’DEVICE’，选择适当的器件。

在菜单“FOLLRPLANEDITOR”窗口中，进行管脚的锁定，其中CLK接脉冲，将EN置1。

即可看到不同的彩灯闪烁方式。

四.设计结果与分析

从电路图的设计，项目编译，拟真，至最后的下载运行，本案成功地达到了课设的要求。

本案可现实四种彩灯亮法，该四种方法用两片74161组成的64位加法计数器的16位和32输出端口控制，16位为input1,32位为input2

1.00状态下：

16路彩灯二盏隔三盏闪烁；

2.01状态下：

8-8两路同时隔三盏闪烁；

3.11状态下：

8-8同时连续闪烁；

4.10状态下：

16路彩灯连续闪烁；

电路具有总开关“EN”，置1工作。

五.设计总结与思考：

在设计前，进行全面的数字逻辑电路的课本知识学习，熟悉各种芯片如计数器，数据选择器，译码器的工作原理。

设计时，选择合适的集成芯片，输入了解了74161.74151.74138芯片的全部知识，应用这些芯片设计出符合课设要求的电路。

在使用MAX+PLUSII软件过程中，学习并掌握了该关键的使用方法和调试手段，加强了实际动手能力。

完成了整个课设，我首先对课本知识有了更深入的了解和掌握，巩固了所学知识；还学会了MAX+PLUSII的使用。

本次的课设更为我今后在电子电路的学习及工作打下了良好的基础，受益匪浅。