路彩灯控制电路设计.docx
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路彩灯控制电路设计
YUKIwascompiledonthemorningofDecember16,2020
路彩灯控制电路设计
《8路彩灯控制电路设计》
课程设计报告
专业:
XXXXXXXXXXXXXXX
班级:
XXXXXXX
姓名:
XXXXXXX
学号:
XXXXXXXXXXXXX
同组成员:
XXXXXXXXX
指导教师:
XXXXXXXX
2015年1月8日
1.课程设计目的…………………………………………………1
2.课程设计题目描述和要求……………………………………1
3.课程设计内容…………………………………………………1
3.1.器材选择………………………………………………1
3.2.课程设计思路…………………………………………2
4.课程设计原理…………………………………………………2
4.1.时钟信号电路…………………………………………2
4.2.花型变换………………………………………………3
5.电路仿真图及结果分析………………………………………4
5.1.电路仿真图……………………………………………4
5.2.电路仿真结果分析……………………………………4
6.实作方案和结果分析…………………………………………5
6.1.电路实连图……………………………………………5
6.2.电路实连过程及结果分析……………………………7
7.总结体会………………………………………………………7
8.附件……………………………………………………………8
1.课程设计目的
1.1进一步掌握数字电路课程所学的理论知识并应用于实际中。
1.2了解数字电路设计的基本思想和方法。
1.3掌握电路板的焊接技术,锻炼实际动手操作能力。
2.课程设计题目描述和要求
设计并制作8路彩灯控制电路,用以控制8个LED按照不同的花色闪烁,要求实现如下功能:
2.1接通电源,电路开始工作,LED灯闪烁;
2.2LED灯按照事先设计的方式工作,要求闪烁的模式不能少于三种模式;
2.3(选做内容)闪烁时实现快慢两种节拍的变换。
设计可选用的元器件:
74ls194、74LS161、LED发光二极管、74ls20、74LS04、电阻、电容、555。
3.课程设计内容
3.1器材选择
在proteus仿真中,我用了两个74LS161,两个74LS194,一个555,三个74LS04,八个LED红灯,两个电容(0.01uf、4.7uf),两个电阻(47K)。
1.集成四位二进制加法计数器74LS161的逻辑符号与功能表
2.集成双向移位寄存器74LS194的逻辑符号与功能表
3.555定时器的逻辑符号
3.2课程设计思路
用555定时器构成一个多谐振荡器,实现时钟信号的产生;用四位二进制同步计数器74LS161的计数功能和一些非门74LS04来实现花型的控制;用双向移位寄存器74LS194的移位功能来实现红灯花型的演示。
4.课程设计原理
4.1时钟信号电路
将555定时器的TH和TR两个输入端连在一起作为信号输入端,即得到施密特触发器。
然后将555定时器的DC端经过RC积分电路接回输入端就构成多谐振荡器。
电路的震荡周期为T=(R1+2R2)Cln2.
仿真电路周期为T=(47000+2*47000)*4.7*0.00001*ln2=4.5935.
仿真电路图中时钟信号电路如下:
4.2花型变换
将两个4位同步二进制加法计数器74LS161的EP、ET、LOAD、MR接高电平使之工作在计数状态。
第一个74LS161的脉冲由多谐振荡器提供,第二个74LS161的脉冲接第一个的输出端Q1,当第一个74LS161计数两次,第二个进位一次。
第二个74LS161的12、11端有四种状态(0,0)、(1,0)、(0,1)、(1,1)。
集成双向移位寄存器74LS194的MR处于高电平,S0,S1的状态决定它的工作状态,其4个信号输出端Q0-Q3分别连接D1-D4、D5-D8八个发光二极管,输出信号可以控制发光二极管的亮灭,从而实现花型变换。
第一次花型变换:
第二个74LS161的Q2、Q3输出端处在零状态时,第一个74LS194的S0=1、S1=0,处在右移的工作状态中,红灯依次由D1亮到D4;同时第二个74LS194的S0=0,S1=1,处在左移的工作状态中,红灯依次由D8亮到D5。
然后74LS161触发8次清零一次,第一次花型变换完成。
第二次花型变换:
74LS161的Q2=1、Q3=0时,第一个74LS194的S0=0、S1=1,处在左移的工作状态中,红灯依次由D4亮到D1;同时第二个74LS194的S0=0,S1=1,处在左移的工作状态中,红灯依次由D8亮到D5。
然后清零,第二次花型变换完成。
第三次花型变换:
74LS161的Q2=0、Q3=1时,第一个74LS194的S0=1、S1=0,处在右移的工作状态中,红灯依次由D1亮到D4;同时第二个74LS194的S0=1,S1=0,处在右移的工作状态中,红灯依次由D5亮到D8。
然后清零,第三次花型变换完成。
第四次花型变换:
74LS161的Q2=1、Q3=1时,第一个74LS194的S0=0、S1=1,处在左移的工作状态中,红灯依次由D4亮到D1;同时第二个74LS194的S0=1、S1=0,处在右移的工作状态中,红灯依次由D5亮到D8。
然后清零一次,第四次花型变换完成。
5.电路仿真图及结果分析
5.1电路仿真图
5.2电路仿真结果分析
该电路图在proteus软件中仿真成功,可以实行四种花型变换:
八个红灯从D1和D8开始同时对称的向中间依次点亮,然后全部熄灭;八个红灯从D4和D8开始同时向上面依次点亮,然后全部熄灭;八个红灯从D1和D5开始同时向下面依次点亮,然后全部熄灭;八个红灯从D4和D5开始同时对称的向两边点亮,然后熄灭。
6.实作方案和结果分析
6.1.电路实连图
电路连线草图如下:
电路连线正面:
电路连线反面:
电路完成后灯亮:
6.2.电路实连过程及结果分析
第一天在实验室从下午两点到晚上十点,花了八个小时,先画实连电路图,然后焊电路板,接通电源后灯一个都不亮;第二天修改了一下电路,接通电源后八个灯终于亮了,只是没有花色;后来几个小时都在反复检查和接电源测试,这个过程中烧坏了两个芯片和三个二极管,灯不亮;最后把坏的器材换掉恢复原来的电路,亮灯,没有花色。
7.总结体会
这次课程设计使我对电路的设计分析以及实际操作有了更深的了解。
在本次实验的开始阶段,我对计数器、寄存器等元件的功能并不很熟悉,通过看老师给的PPT以及课本,慢慢地研究,将各个芯片连接起来实现课程设计所要求的功能,在这个过程中,我对各个芯片有了进一步的掌控,我觉得控制电路特别容易出现错误,应该注意芯片的清零和置位功能。
在proteus软件的仿真过程中,应该注意元件的正确选择,否则不能够成功仿真。
而在实连电路图的过程中,朋友给我演示了焊接电路板的基本操作,后来第一次焊接的电路板灯不亮时,又告诉我实连芯片中忘记接电源了,这个过程中我很感谢我朋友的帮助,以后也会尽力帮助他人并且倾听他人的意见,这是对自己有好处的。
焊接电路板的整个过程挺好玩的,虽然花的时间长,但是并不觉得枯燥,特别是当灯亮的那一刻,真的特别高兴,这就是学习的兴趣吧。
我觉得实连过程中应该注意的地方是焊锡的连接以及飞线的搭建,高温融化的焊锡以及飞线的搭建都容易使电路连接在一起;第二天修改焊接电路的时候我烧坏了两个芯片,所以我们在接电源的时候我们应该仔细检查电路是否短路。
还有就是要注意的是焊锡融化的时候会有小小的飞溅,连接草图,衣服,手机屏幕我都没能幸免,下次一定注意了。
8.附件
电路板未完成图
第一天完成的电路板,灯不亮。
在实验室焊电路板中
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- 彩灯 控制电路 设计