数字电子技术课程设计音乐数字彩灯控制器大学论文.docx

数字电子技术课程设计音乐数字彩灯控制器大学论文.docx

《数字电子技术课程设计音乐数字彩灯控制器大学论文.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数字电子技术课程设计音乐数字彩灯控制器大学论文.docx（20页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

数字电子技术课程设计音乐数字彩灯控制器大学论文

课程设计任务书

课题名称

音乐数字彩灯控制器

姓名

专业

班级

学号

指导老师

刘建

课程设计时间

一、任务及要求

1.数码管自动依次显示数字队列0，1，2，3，4，5，6，7，8，9（自然数列）；1，3，5，7，9（奇数列）；0，2，4，6，8（偶数列）；0，1，2，3，4，5，6，7，0，1（音乐数列）。

然后又依次显示同上数列，不断循环；

2.打开电源开关，自动清零，即通电后最先显示出自然数列的0，再显示出1，然后按上述规律变化.

3.每个数字的一次显示时间（从数码管显示之时起到消失之时止）基本相等。

4.严格按照课程设计说明书要求撰写课程设计说明书

二、进度安排

第一周：

周一：

课题内容介绍和查找资料；

周二～周三：

方案设计，电路仿真，周三下午检查设计方案及仿真结果；

周四～周日：

周四上午领元器件；安装、调试电路；

第二周：

周一～周三：

安装、调试电路；

周四：

验收电路，收元器件，整理实验室，撰写设计报告，打印相关图纸；

周五：

答辩，收设计报告。

三、参考资料

1、贾立新，王涌.电子系统设计与实践（第2版）.清华大学出版社.2011.2

2、谢自美.电子线路设计、实验、测试（第3版）.华中科技大学出版社.2013.8

3、汤山俊夫.数字电路设计与制作.科学出版社.2005.4

目录

一、课程设计的任务要求2

二、设计方案2

（一）整体设计3

（二）芯片设计3

（三）电路设计6

三、单元电路（子模块，子程序）分析6

（一）自然数列6

（二）奇数列6

（三）偶数列7

（四）音乐数列7

（五）总控制7

四、系统仿真/测试8

五、电路安装调试11

（一）安装11

（二）调试12

（三）故障14

（四）产生故障的主要原因及解决方法14

六、元件清单14

七、总结15

一、课程设计的任务要求

（一）数码管自动依次显示数字队列0，1，2，3，4，5，6，7，8，9（自然数列）；1，3，5，7，9（奇数列）；0，2，4，6，8（偶数列）；0，1，2，3，4，5，6，7，0，1（音乐数列）。

然后又依次显示同上数列，不断循环；

（二）打开电源开关，自动清零，即通电后最先显示出自然数列的0，再显示出1，然后按上述规律变化.

（三）每个数字的一次显示时间（从数码管显示之时起到消失之时止）基本相等。

二、设计方案

（一）整体设计

根据设计要求，要依次输出四个数列，并且要循环输出。

可按以下程序框图2.1.1：

图2.1.1

（二）芯片设计

自然数列和音乐数列输出都有十个数字，偶数列和奇数列都为十以内数字。

由此，可以选用十进制的芯片，进行十个数字的输出。

在所学的芯片中，74LS160和74LS161都可以进行十进制输出。

如图2.2.1是74LS161芯片的管脚，图2.2.2为74LS160芯片的管脚。

图2.2.1图2.2.2

表2.2.174LS160芯片功能表

表2.2.1是74LS160的功能表，可以使用其计数功能，进行从0到9的计数。

74LS160是同步十进制加法计数器，74LS161是同步二进制加法器。

相比之下，74LS160本身就是十进制，更方便进行在本次实验中进行计数。

可以使用四个74LS160分别输出自然数列、奇数列、偶数和音乐数列。

在进行电路总控制时，要求依次输出数列，那么必须要有一个芯片可是使四个74LS160依次进行输出。

为了减少芯片使用，使用组合逻辑器件和时序逻辑器件配合进行电路总控制进行计数输出。

表2.2.2和图2.2.3分别为74LS138芯片的功能表和管脚图，可知，输出项每项都只有一个0，利用这一特点，可以用来使控制仅一个芯片输出。

表2.2.274LS138真值表

图2.2.3

（三）电路设计

在74LS160芯片计数时，进行自然数列输出时，只要给个上升脉冲，芯片自动会进行0~9的输出。

而对于奇数列，要求输出为0001,0011，0111,1111。

由此可见，输出奇数列的低位都是1，所以要将输出奇数列的芯片的低位要置1。

对于偶数列，芯片要输出0000,0010,0100,1000，则输出偶数列的芯片的低位要置0。

对于音乐数列，要输出0000~0111，那么只需将输出音乐数列的高位置0.

对于74LS138芯片，只需用到四个输出端口，那么输入端口只需两个就行，而且74LS138要对74LS160进行控制，那么输出端口是要分别连到74LS160的。

三、单元电路（子模块，子程序）分析

（一）自然数列

图3.1.1

（二）奇数列

图3.2.1

（三）偶数列

图3.3.1

（四）音乐数列

图3.4.1

（五）总控制

图3.5.1

四、系统仿真/测试

在对各个分电路进行设计后，将电路总体画出，图4.0.0为线路图，分别进行测试。

图4.0.0

图4.0.1

图4.0.2

图4.0.3

图4.0.4

五、电路安装调试

（一）安装

将线路接好后，进行电路的调试，对每一个芯片分别测试，最后将芯片按照线路图连贯起来以下为测试电路图片：

图5.0.0

图5.0.1

（二）调试

把各芯片安到面板上，合理布局芯片。

合理的布局会为以后的接线带来很大的方便。

这是最基本的一步。

现在就可以接线由于考虑到如果将所有衔接起来再检查的话可能比较麻烦，改线路也可能因为线多而又要重接，所以我们按照各个模块接好当场检查，并且再接线路之前我们还需要检查我们的各个器件和工具箱是否可用。

图5.0.2

先观察面板和实验箱的相关器件是否完善，仪器的好坏直接决定了实习的功败垂成。

然后再观察它们的构造，因为比较熟悉其构造和功能，才能使以后的操作更加迅捷。

检测各个芯片及导线，只有好的芯片和导线才有可能实现其功能。

如果是坏的芯片或导线，设计的再好的电路也不可能实现功能，所以不要小看这个步骤，这了。

按照已经设计好的电路图接线，由于线路比较复杂，所以接线也要合理，美观。

这样对以后的线路检查也会带来方便。

图5.0.3

而对于接好了，但不能正常工作的部分需要进行调试处理。

对不能正确工作的模块进行检查，检查接触是否良好，有没有短路，有没有少接或多接了线。

如果上述步骤没用，则对该模块的上级模块进行检查。

直到检查出问题并解决出现的问题为止。

当然最后还是通电看看所有功能是否能按照任务书上的显示，如果没错，那么就成功了。

图5.0.4

（三）故障

在本次课程设计中我们遇到了常见的几个故障现象：

（1）显示管显示不正确；

（2）LED显示顺序错误；（3）不能正确置数。

（四）产生故障的主要原因及解决方法

产生故障的原因很多，情况也很复杂，故障可以是由于一种原因产生的也可能是由于多方面的因素导致线路产生了故障。

在这里我就我们小组所遇到的困难分析原因及提出解决方法：

（1）显示管显示不正确原因及解决方法：

1导线接触不好，这个原因在我们这个小组最明显，我们不得不反复检查线路，反复接线。

2芯片损坏。

在使用的时候由于短路造成芯片损坏，换了一个芯片就可以了。

3接线错误。

改成正确的接线。

（2）LED显示顺序错误原因及解决方法：

1发光二极管接线顺序错误。

按照电路图重新接线

（3）不能正确置数

原因及解决方法：

（1）置数模块线路接触不良。

一个一个排查导线和插槽；

（2）被置数的192芯片没有收到置数信号。

重新接线，确保接触良好。

六、元件清单

芯片

数量

74LS00

3

74LS04

2

74LS20

3

74LS160

5

74LS138

1

七、总结

课程设计是一个增长知识的课堂，通过本次实验，我设计数字循序控制器，虽然只是几个数字，要用芯片表达出来却不是那么容易的事，最后实现仿真与课本上的知识有了更深一步的体会，其中的过程让我体会到书本上的知识是做任何实践的基础，只有对基础知识了解透彻，才会在设计方面游刃有余。

接触到课程设计的时候才知道原来设计是完全靠自己自由发挥的，不过现在我更加感谢课程设计是这么一个可以让我们自由发挥的舞台，因为在这说长不长说短不短的两周时间里我重新拾起了很多以前忘记的知识，现在想起来发现原来我们学习的很多东西都是互相联系的，并且与实际也密切相关，在课程设计当中我有因为成功开心过，也曾因为电路试验失败而沮丧过，但是在操作过程中我真正感觉到了课程设计的魅力。

要想真正接好一个电路，我们不能一上来就接线，首先要明白我们设计的主要功能是什么，通过什么芯片以什么方式来实现，还要想清楚在实际过程中可能会遇到些什么问题。

根据老师的要求，我们组划分了5个模块，分别是自然数列模块、奇数列模块、偶数列模块、音乐模块以及总控制模块。

在这5个模块中，最让我们组费神的是总控制模块。

可是当我们满以为一切都没问题的时候我们又发现了一个重大的问题，一块十几厘米见方的电板上密密麻麻的布满了插线孔。

十几个块芯片插在板子上后，很多条细线摆在眼前都不知道哪个孔哪个芯片接的是哪根线。

当我们第一次接好线路试电的时候，没有成功我们看着那密密麻麻的线路想着又要重新接过还不知道下次是不是能成功，于是我们又接了一次，又不成功，我们再接一次。

就这样，时间在接线的指尖走过。

我们几次都想放弃，但是我们还是静下心来，我们能够接好的，我们再检查一下线路一定能够查出原因，后面我们也越来越有信心了。

通过这次课程设计，我们更加懂得锲而不舍的内涵，要想做成事，就必须一遍又一遍的尝试、改进。

电子技术课程设计评分标准

环节

项目

评价

优

良

中

及格

不及格

实践环节（70%）

设计方案合理性与创造性

软件仿真完成情况

硬件调试完成情况

答辩情况

任务完成情况

独立工作能力

出勤情况

设计报告（30%）

设计报告内容完整、规范，图纸正确、清晰，设计步骤规范、正确，设计结果可行。

综合评价

课程设计成绩评定为：

□优□良□中□及格□不及格

指导老师签名：

________________

日期：

________________