彩灯课程设计报告.docx

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彩灯课程设计报告

《8路彩灯控制电路》

课程设计报告

专业：

计算机科学与技术

班级：

一班

姓名：

李XX

学号：

6

同组成员：

指导教师：

李伟

2015年6月23日

1、课程设计目的………………………………………………………2

二、课程设计题目描述和要求………………………………………2

三、课程设计报告内容………………………………………………2

四、总结，设计体会…………………………………………………9

1、课程设计目的

1.了解数字电路设计的基本思想和方法

2.进一步掌握数字电路课程所学的理论知识

3.熟悉集中常用集成数字芯片，掌握其工作原理

2、课程设计题目描述和要求

实现彩灯控制要求设计的彩灯路数较少，且花型比较简单，因此采用74LS194移位寄存器和74LS161四进制同步加法计数器以及简单的逻辑器件来控制彩灯电路。

（一）彩灯控制器设计要求

设计制作八路彩灯控制电路，用以控制八个LED彩灯按照不同的花色闪烁，要求如下：

1.接通电源，电路开始工作，LED灯按预设花型闪烁

2.LED灯按照事先设计的方式工作

（2）课程设计总体要求

1.根据设计任务，每组成员共同完成一份设计电路图

2.根据设计的电路图，两人一组利用万能板完成电路焊接，并调试成功

3、课程设计报告内容

（1）原理分析

1.电路主要分为三个部分：

第一板块：

实现脉冲时钟信号的产生；

第二板块实现花型的控制及节拍控制；

第三板块实现花型的演示。

2.根据实验所提供的器材，我的设计思路如下：

时钟信号由一个单脉冲提供；

花型控制电路由两片74LS161四位二进制同步加法计数器和两个非门共同完成；

花型演示电路由两片74LS194移位寄存器完成，可以左移右移完成花型变化。

3.花型控制电路设计：

花型1:

8路彩灯分为上下两部分，每部分从下向上依次亮，然后从下向上依次灭，循环两次。

花型2：

从两边到中间依次对称地渐亮，全亮后仍由两边到中间逐次灭，循环两次。

花型3：

从中间到两边依次对称地渐亮，全亮后仍由中间到两边逐次灭，循环两次。

花型4：

8路点灯分为上下两部分，每部分从上向下依次亮，然后从上向下依次灭，循环两次。

4.将两片74LS194分为低位片和高位片，再将其输出端从低位到高位记为L1~L8，所得四种花型的L1~L8状态值变化情况如下表：

1

00000000

00000000

00000000

00000000

2

00010001

10000001

00011000

10001000

3

00110011

11000011

00111100

11001100

4

01110111

11100111

01111110

11101110

5

11111111

11111111

11111111

11111111

6

11101110

01111110

11100111

01110111

7

11001100

00111100

11000011

00110011

8

10001000

00011000

10000001

00010001

四种花型每种显示两边，1~16显示第一个花型，17~32显示第二个花型，33~48显示第三个花型。

5.要用194芯片实现四个花型的连续显示必须对两片194的S1和S0，SL和SR的每一节拍变化进行相应的改变。

两片161的输出端从Q0~Q7根据变化的花型的频率选用高位片的Q4和Q5分别去控制194的S1和S0。

它们的SR和SL则有低位161片的Q2经过非门来控制，这样就可以实现对花型变化周期的控制。

各花型和其对应的194的S1、S0、SR、SL的输出信号及节拍控制信号列表如下：

花型

低位片

高位片

S1

S0

SR

SL

S1

S0

SR

SL

1

Q4’

Q4

Q2

Q5’

Q5

Q2

2

Q4’

Q4

Q2

Q5’

Q5

Q2

3

Q4’

Q4

Q2

Q5’

Q5

Q2

4

Q4’

Q4

Q2

Q5’

Q5

Q2

控制结果如下：

194低位片：

S1=Q4’,S0=Q4，SR=SL=Q2’

194高位片：

S1=Q5’,S0=Q5，SR=SL=Q2’

（2）器件选择

74LS1612个

74LS1942个

发光二极管8个

非门2个

（3）电路连线

1.时钟信号电路

由一个简单的时钟脉冲实现。

电路图如下：

2花型控制信号电路

由两片161加法计数器实现，将其几个输出信号加上适当门电路产生三种花型所需要的输入信号。

电路图如下：

3.花型演示电路

由两片移位寄存器194实现。

其8个输出信号端连接八个发光二极管，用其输出信号控制发光二极管的亮灭实现花型演示。

电路图如下：

2.设计总体电路图：

3.实物电路与花型演示：

四、总结，设计体会

本次实验对我们每个人来说都是一个知识与耐心的严峻考验，更是对自我能力的一次提升的机会。

刚开始接到这个实验任务时，我有种无从下手的感觉。

因为以往对于数字电路的学习都是停留在理论和数字模拟的层面，对于这种需要自己独立设计并全真制作的实验还没有经验。

经过几天的准备和思考，我开始着手电路的设计。

通过在课下查阅了课本的相关内容，并在网络上查阅了一些资料和图解，又经过不断的实验，最终才初步掌握了设计它的方法。

通过不断的尝试、研究，我最终实现了四种花色的变换。

后来通过和其他同学的交流，才知道我的电路设计太单调了，没有技术加分，也没有实现电路的自动变频。

可以自我安慰的是，简单的电路在后面的焊接过程中会给我们这些没有经验的同学带来少一点的麻烦。

然而现实是残酷的，设计焊接图的时候同样让我伤透了脑筋。

为了避免电路中的交叉，使电路板更加整洁和美观，我不断尝试着修改元件的位置的摆放方式，修改电路的走向。

电路的焊接过程给我们带来了很大的考验，整个过程必须全神贯注，还要不断地分析和思考，才能最大可能地减少错误的发生。

电路初步焊接完毕之后，接下来的调试修改工作更给我们带来了很大的困难。

我对照焊接图反复检查电极的连接，不断检查电路的通路是否连通、断路是否断开，又对照电路的设计图检查电路的合理性，其中好多次需要重新焊接已经固定的锡点和飞线，这对没有接触过这项工作的我来说是一个不小的工作量。

在反复的调试之后电路功能终于可以正常实现了，也算对自己几天以来的工作给了一个圆满的回报。

这次对于电路的设计和焊接的实验加深了我对数字电路的认识了了解，也加深了我对元器件的认识，我认识到熟练应用元器件是实验成功和方便的关键，我也对这门学科产生了浓厚的兴趣，我有信心在以后的学习中能够有更令自己满意的表现！

参考书目：

［1］柴诚敬，刘国维，李阿娜，《化工原理课程设计》，天津，天津科学技术出版社，1994年

［2］闫石，《数字电子技术基础（第五版）》，北京，清华大学电子学教研组，2005年