1、西安邮电学院 数电课程设计33西安郵電學院数字电路课程设计报告书 题目：多路彩灯系部名称：通信工程系学生姓名：贺军锋（29）专业名称：通信工程班 级：通工0502时间：07年12月10日至07年 12月21日八路彩灯控制系统一、实验任务与要求： 1、任务：设计一个8路彩灯控制器。2、要求:（1）彩灯明暗变化至少两种节拍交替运行;（2）能演示三种花型，花型自行设计;（3）彩灯用发光二极管模拟。.二、实验所用器件：5551面包板174LS741发光二级管874LS1612电阻4.7150k374LS1942电阻150k174 LS321电容0.01174LS081电容4.7174LS041导线若干
2、三 总体设计方案： 利用555定时器产生周期为1秒的CP脉冲，再经过一个D触发器和一个161计数器分频，实现一个周期为2秒的CP脉冲。采用选择电路可在两种脉冲之间进行选择，即可实现彩灯明暗变化出现两种节拍（亮时选取2秒，灭时为1秒）。用两片194控制8盏灯的明暗变化，同时用两片161的输出来控制194实现不同的花型。将3种花型看作为6个状态，用模6的161计数器控制，而每种花型的亮灭分别对待，用模9的161来控制，两片161联级为模54的计数器。四、电路分析及电路图：（一）整个彩灯控制系统是由定时电路、分频及分频选择电路、花型控制电路以及驱动电路组成。1、定时电路：由555定时器产生CP脉冲，
3、周期为1秒。其结构如下： 2、分频及分频选择电路：由一个D触发器和一片161共同来实现2分频，得到另一个周期为2秒的CP脉冲。并经过与门和或门来实现选频，使得彩灯亮的时间隔为2秒，熄灭时为1秒。波形及原理图如下：波形：原理图：3、主要部分是花型控制电路，用个74LS161控制花型，其中一个为模计数器，将它的输出端接相应的门电路后接74LS194的左移或右移控制端口，161每两个状态控制一种花型，三种花型自动切换；另一个为模9计数器，它的输出最低位接模6计数器的CP端口，即每9个脉冲后触发模计数器，可改变花型。由于软件中没有161芯片，下面的图形用163芯片代替。图（一）：图（二）：163（16
4、1）联级后的图形：（二）花型模6状态0000 00010010 00110100 0101顺序花型I花型II花型III0123456789101112131415161700000000100000001100000011100000111100001111100011111100111111101111111111111111111111101111110011111000111100001110000011000000100000000000000000000000100000011100001111100111111111111111111111111111111111111111111
5、1111111111111111111111111111111111111111111100111110000111000000100000000000000000000000100000011000001110000111100011111001111110111111111111111111111111111111011111100111110001111000011100000110000001000000000000000 次波形在前面已经提起过，由模6的161计数器去控制194的输出，及8个灯的亮灭。这过程中两片194的是S1、S0、SR、SL不停随161的值而变化。其中S10、SR
6、1、SL1为第一片194的控制端，S20、SR2、SL2为第二骗的控制端。真值表如下：（,为194联级后的输出）Q2 Q1 Q0S10 S1R S1LS20 S2R S2L0 0 01 1 X1 Q3 X0 0 10 X Q40 X 00 1 01 1 X0 X 10 1 10 X 01 0 X1 0 00 X Q40 X 1 1 0 10 X Q40 X 0根据真值表列卡诺图，如下：000111100 1 1 X 0 1 0 0 X 0S10= S11= 00011110 0 1 0 X 0 1 0 1 X 0S20=S21= 00011110 0 1 1 X X 1 X X X XS1R=
7、1000111100 X X X Q4 1 Q4 0 X Q4S1L=00011110 0 Q3X X X 1 X 0 X XS2R=00011110 0 X 1 X 1 1 0 X X 0S2L=五、波形及原理图图，从波形中可以明显看到彩灯亮时和灭时选择的cp是不同的.亮时为2分频，灭时为1分频（图中的161芯片用163芯片代替） 总电路图为如下：波形如下：六、调试过程中遇到的问题及解决方法：当老师分配完任务后我就开始整理思路。开始时我只选取了194芯片，但发现每次花型变化时芯片的SR、SL、S1、S0都会变化，这样下来再加上一些节本与非门等根本就无法实现，还有这些花型要有不停的循环的过程，
8、后来经过思考发现161（160）等计数器具有循环的功能，最终终于能够控制住了花型的循环。就这样一步步进行思考，最终终于设计出了了电路。连接电路的过程中，发现161计数器在用清0法时得不到预计的数值，改为置1法后结果对了，我一直都没能想出所以然来.后来老师告诉我，这可能和芯片本身有关。还有，在完成整体电路连接后，发现彩灯没能正确显示，但在555产生的脉冲处加入一个彩灯后居然出来了结果，后来知道这是由于电路中的电流过大引起的。后来发现若电路中的电流过小也会使得彩灯不能真确工作。在电路整体布局时，开始由于心急，没有理清芯片的顺序就连接电路，使得连线非常的混乱。最后没办法重新理清电路，才使得整体布局比
9、较合理。还有这次实验，仿真出来的结果与理论上不符合，有的地方出现了脉冲，但连接出来的图形结果却对了。我想，这也许是由于一些软件制作上有些不走而导致的吧。七、实习心得体会 这次实习我学到了许多知识，而有些知识是在课本上无法学到的。从设计电路开始，这就要求我们独立的去思考问题，老师不会再在旁边指导你，并且相同的内容可以用不同的芯片去实现。例如计数器我们可选择161、160或者是163去实现；还有有的门电路经过不同方法化简会使用到的芯片多少不同。这次实验有些芯片以前没有见过，这就需要我们查资料去了解它的拐脚代表的值。还有，开学到现在，每次都是在老师的讲解下机械式的去了解各个芯片，从没有独立认真的思考
10、过，经过几天的实习，我认真研究了芯片每个拐脚的含义，拐脚值不同时，它的功能王全不一样。使我深深的感受到原来都是在浪费时间，这么长时间居然没有这短短的几天中学到多。 最重要的是，这次锻炼了我的动手能力。从连接开始我们都是每做一个模块就检测一个模块，这样会减少后面手忙脚乱。但做的过程中发现，做完后面的模块前面的往往会出现一些问题，这往往由于某处的连线松了或者是某个芯片和插空接触不良。此时我们就得用万用表将接线测一下，看是否都连接上。当然，有时我们需要单独检查某个芯片是否正常的工作，如检查161时，将与某些连线断开，单独让它工作，检测次芯片是否正常工作。由于完成的比较快，最后帮助别的同学检测电路，和
11、他们进行讨论，这又增加了我的许多知识。如在理论上，大于3.6V为高电平，但实际中高电平处在3-3.6V之间，当某处电压超过此值时，就出现错误的结果。 虽然只有两周时间，但这比我这学期学到的知识还多，它锻炼了我的动手能力，我真心希望以后能有更多的时间参与这种实践。最后，我也非常感谢我的老师，他们在实习过程中给了我很大的帮助。 八、七参考文献1、数字电路逻辑设计（第三版）王毓银主编2、数字电路实验指导书 张亚婷 王利 杨乐 周丽娟 郭华编3、还有就是在网上看的零碎资料4、555时基电路识图西安邮电学院通信系电子设计过程考核表学生姓名贺军锋（29）班级/学号通工0502/03051096承担任务实验
12、室（单位）3#实验楼536所在部门电信系实施时间2007年 12月 10日 2007年 12月 21日具体内容第一周周一 老师讲解实习内容、要求及基本原理周二、三 验证性实验正计数器周四、五 设计性实验多路彩灯第二周周一 、二 设计性实验多路彩灯周三 、四 写实验报告周五 交实验报告指导教师（师傅）姓名 薛延侠职务或职称 讲师指导教师（师傅）对学生的评价学习态度 认真 一般 不认真学习纪律 全勤 偶尔缺勤 经常缺勤实践能力 很强 一般 较差指导教师（师傅）对学生专业知识或社会实践能力等情况的意见指导教师（师傅）签字 年 月 日 西安邮电学院通信系电子设计成绩鉴定表学生姓名贺军锋班级/学号通工0502/03051096进行时间2007年 12月 10日 2007年 12月 21日成绩鉴定学习内容（20分）与教学任务计划结合程度（10分）与专业培养结合程度（6分）其它（4分）接受单位评价（20分）实践能力（10分）学习态度（6分）学习纪律（4分）报告鉴定（60分） 报告内容与实践过程紧密结合（15分）报告内容与教学计划内容紧密结合（15分）报告质量(主题、结构、观点、逻辑、资料、字数 30分)评阅教师姓名职称成绩评语 评阅教师签字 年 月 日
