1、西安邮电学院 数电课程设计32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：安青（28）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日一课程设计报告的撰写课程设计报告是课程设计工作的全面总结和最终结果，要求课程设计报告能完整而真实地反映设计过程及设计结果。撰写课程设计报告要遵守一定的规范和要求，即课程设计报告书写工整、语句通顺、数据准确、图表清晰。二课程设计报告的要求1课程设计题目 多路彩灯控制器2任务和要求 能至少实现3种花型的亮灭变化，且能够进行选频以实现快慢频率的变化。3总体方案设计多路彩灯控制系统是以高低电平来控制
2、彩灯的亮与灭的。如果以某种节拍按一定规律改变彩灯的输入电平值，即可按预设规律显示一定的花型。因此彩灯控制电路需要一个能够按一定规律输出不同高低电平编码信号的编码发生器，同时还需要编码发生器所要求的时序信号和控制信号。其中控制电路可细分为花型控制和节拍控制电路，综上所述，多路彩灯控制器应由时钟信号电路，节拍控制电路，花型控制电路和花型演示电路四部分组成。结构框图如下： 花型演示电路花型控制电路节拍控制电路时钟信号电路其中花形控制电路是有两片161组成的，用其输出控制演示电路的SL SR S0 S1。节拍控制电路也是有161的输出控制。这种设计方法可以分块设计，逐个模块分开设计，各单元仅实现一种功
3、能，使电路实现模块化，易于检查电路，对组装时的排错和调试提供方便，且连线少，电路板易于组织。（2）花型设计 此次实验中我设计的三种花型的编码如下表所示：第一种花型第二种花型第三种花型10001000100000001000000111001100110000001100001111101110111000001110011111111111111100001111111111101110111110001110011111001100111111001100001110001000111111101000000100000000111111110000000011111110111111001
4、111100011110000111000001100000010000000000000004单元电路的设计（1）花型演示电路 由两片移位寄存器74LS194级联实现，将八个发光二极管连接到74LS194的输出端上，用其输出端信号电平的高与低控制发光二极管的亮与灭，从而实现花型演。电路图如下： （2）花型控制电路从上表可以看出要实现三种花型共需要32种状态，所以要用两个74LS161来实现，第一片74LS161作成模四的，第二片74LS161做成模十六的，但只利用第二片的Q1，Q2，Q3，从而和第一片构成摸三十二，刚好满足要求。而第二片的高位Q4前边已经提到做为分频器的一个控制端子，这样当计
5、数器循环一周时，就可以实现三种花型，两个节拍的要求。根据移位寄存器S0，S1，SR，SL的特性以及计数器74LS161第二片Q1，Q2，Q3的输出，可以列出如下真值表，其中 Q1 Q2 Q3S10 S1R S1LS20 S2R S2L0 0 01 1 X1 1 X0 0 10 X 00 X 00 1 01 1 X1 0 X0 1 11 1 X1 1 X1 0 00 X 10 X 01 0 10 X 00 X 01 1 01 1 X0 X 11 1 10 X 01 0 X根据真值表列出卡诺图000111100 1 1 1 0 1 0 1 0 0 S10=+Q00011110 0 1 1 0 0
6、1 0 1 1 0 S20=QQ+ 00011110 0 0 1 1 0 1 0 1 1 0 S2L= Q00011110 0 1 0 0 1 1 1 1 0 1 S2R=+Q另外： S1R=1, S11=S10, S21=S20.以上等式中为”为”非”以上这些根据卡诺图得到的等式就是控制电路的核心部分，根据这些等式正确的连接到移位寄存器74LS194的相应端子上就可实现彩灯的要求。电路图如下： （3）节拍控制电路分频器是利用74LS74构成的，利用它的一个输出段Q1和计数器的高位输出端Q4相与加上Q4的非和信号源的输出的与共同构成分频器的输出端。函数信号发生器和分频器的具体实现电路见下图。
7、（4）定时电路 由一片555加上适当电容和电阻实现。电容：4.7f和0.01f 电阻取：150 k和4.7 k 时钟信号频率为： f=1/T=1/0.7(R1+R2)c=1hz 电路图如下：5画总体电路图。6电路组装完成后，实际测量的各个单元电路的输入、输出信号波形。加分频后的波形图如下所示：7电路组装、调试过程中发生的问题及解决的方法。 在这次实习过程中，我遇到不少问题。开始设计时，我并没有考虑到设计时电路应尽量简单。结果我开始设计的花型所需要的与门，非门，或门非常多。在实际连线时我注意到了这个问题。门电路太多不但使设计非常复杂，而且当我连接好电路板时，检查起来非常不方便。还有因为门电路之间
8、有延时，导致花型不稳定。后来我又重新设计了电路。这次我减少了门电路的应用。设计好之后就要进行实际的操作。连线时应尽量避免长线、交叉或悬空。在调试时我遇到了好些问题，开始花型很乱，并不是预想的花型。在用万用表对计数器的检查和移位寄存器检查后，发现是一移位寄存器SL脚并没有连接好。在设计分频时，开始发现节拍的变化比花型的变化快一拍，即不同步。后来经过仔细分析，发现是D触发器的CP端设计有问题。经过重新设计，重新连接好电路后测试正确。8分析和总结。课程设计结束了。经过两周的实习，我学到了不少课本上没有了解的知识。同时我也对一些元器件更加熟悉了。在实际的操作过程中所遇到的问题也锻炼了我的检查电路的能力
9、和分析问题解决问题的能力。平时接触到的大都是理论知识，但是在实际中，有些理论上可以实现的却很难操作。就像这次我第一次设计的电路，理论上可以实现，但是由于太复杂在实际中很难操作。因此还要考虑到一些实际问题。通过这次实习，我也对数字电路设计有了进一步清楚的认识，看到了数字电路设计在实际中的作用，也加深了我对数字电路课程学习的兴趣。在这次实习中也使我了解了在实验中认真仔细的重要性，严谨，端正的态度也尤其重要，面对电路的不断出错要认真总结经验。这次实习对我的能力的提高有很大帮助。我会更加努力接受知识，全面提高自己在各方面的能力。9参考文献。数字电路逻辑设计数字电路实验指导书10.过程考核表和成绩鉴定表
10、西安邮电学院通信系电子设计过程考核表学生姓名安青（28）班级/学号通工0502/03051094承担任务实验室（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安青班级/学号通工0502/03051094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
