路彩灯循环控制电路方案设计书.docx
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路彩灯循环控制电路方案设计书
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。
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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
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。
(G1、G2AN、G2BN为H、L、L。
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A\B\C高电平有效,y7-Y0非低电平有效)
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。
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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。
上面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。
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下面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按钮INPUT2;当input2置0时,Y输出结果为D0,D0即是计数器74161的QD输出端;当input2置1时,Y=D2,D2是74161QD的反信号。
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III.计算机74161对电路亮法的驱动与控制:
本案采用一块集成计数器74161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74161中,输入端ABCD全接地,ENT和ENP接高电平,三者确保器件工作;预置端和置零端在工作时置1,CLK为脉冲信号产生源。
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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。
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其中QA和一个输入开关INPUT1进行与关系后才接入74138,这样的作用是,当INPUT1置1时,电路中QA的信号正常输入给两块74138的A端,彩灯依次亮起;当INPUT1置0时,AQ的信号被屏蔽,根据74161的工作状态表,两块74138所接收到的信号隔一才有,所以可以使彩灯的亮法依次闪烁和隔一闪烁手动可调。
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74161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。
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这样设计的巧妙之处在于,当INPUT2置0时,74151的Y输入为计数器74161的QD,如前文所述,当74161QD为0时,第一块74138工作;当QD运行到;当INPUT2置1时,74151的Y输出为QD的反信号,所以两块74138一起工作,使得11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6路彩灯实行8-8两路同时闪烁。
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综上,两块74138用以彩灯输出;一块74161及两块74151皆用语控制彩灯的亮法;输入断INPUT1的功能为控制16路彩灯是否间隔输出:
0为间隔,1为依次;INPUT2控制是否分两路:
1为两路,0为顺序输出。
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整体电路示意:
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。
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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:
01态拟真结果:
11态拟真结果:
00态拟真结果:
10态拟真结果:
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,CLEAR置1。
然后控制不同的INPUT1\2组合,即可看到不同的彩灯闪烁方式。
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四.设计结果与分析
从电路图的设计,工程编译,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,该四种方法用两个开关INPUT1和2控制:
1.00状态下:
16路彩灯隔一盏闪烁;
2.01状态下:
8-8两路同时隔一闪烁;
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。
电路具有清零开关CLEAR。
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。
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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。
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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。
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- 彩灯 循环 控制电路 方案设计