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標題: 數電8路循環彩燈控制器課程設計報告 [打印本頁]

作者: sky1517 時間: 2018-8-2 18:49
標題: 數電8路循環彩燈控制器課程設計報告
這是數電課設8路彩燈控制電路課程設計報告

電子技術課程設計報告

課題名稱：彩燈控制器

學號：

姓名：

專業班級：

指導教師：

目錄

第1部分任務和要求

第2部分總體方案設計與選擇

2.1 方案一

2.2 方案二

第3部分電路總原理框圖設計

第4部分單元電路設計

4.1 1616進制計數器74ls161

4.2 74LS138譯碼器內部電路邏輯圖功能表簡單應用

4.3 花型控制電路

4.4 花型演示電路

4.5 時鐘信號發生電路····························4

第5部分原理總圖及仿真結果

第6部分硬件安裝與調試

第7部分總結

第8部分附錄

附錄1 元器件清單

附錄2 參考文獻

第一部分任務和要求

8個彩燈的循環花型下表所示；

節拍變化的時間為0.5秒和0.25秒，兩種節拍交替運行；

三種花型要求自動循環變化。

彩燈花型狀態編碼表

節拍順序	編碼輸出QH，QG，QF，QE，QD，QB，QC，QB，QA
節拍順序	花型1	花型2	花型3
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16	0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0	0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0	0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0

完成電路的設計、安裝與調試。

第2部分總體方案設計與選擇

2.1 方案一：總體電路分三大塊。第一塊實現花型的演示；第二塊實現花型的控制；第三塊實現時鐘信號的產生。

主體框圖如下：

2.2 方案二：在方案一的基礎上將整體電路分為四塊。第一塊實現花型的演示；第二塊實現花型的控制；第三塊實現節拍控制；第四塊實現時鐘信號的產生。并在部分電路的設計上與方案一采用了完全不同的方法，如花型的控制。

主體框圖如下：

兩種方案的基本思路相同，將整個設計電路的功能模塊化，設計思想比較簡單。元件種類使用少，且都較熟悉易于組裝電路。我們設計的出發點是：電路設計模塊化，易于檢查電路，這樣后面的電路組裝及電路調試都很方便。花型控制電路簡單，花型也比較簡單。由于在設計的構想時期，已經確定將電路模塊化，設計的過程中又已經將節拍控制電路設計出來，通過仿真軟件也實現了設計要求——分頻。經過小組成員討論我們選擇了方案一。

第3部分電路總原理框圖設計

第4部分單元電路設計

4.1 1616進制計數器74ls161

管腳圖介紹：

時鐘CP 和四個數據輸入端P0—P3

清零CR

使能CEP,CET

置數PE

數據輸出端Q0—Q3

以及進位輸出TC.(TC=Q0*Q1*Q2*Q3*CET)

74LS161功能表：

當清零端CR=“0”，計數器輸出Q3、Q2、Q1、Q0立即為全“0”，這個時候為異步復位功能。當CR=“1”且LD=“0”時，在CP信號上升沿作用后，74LS161輸出端Q3、Q2、Q1、Q0的狀態分別與并行數據輸入端D3、D2、D1、D0的狀態一樣，為同步置數功能而只有當CR=LD=EP=ET=“1”,CP脈沖上升沿作用后，計數器加1.74LS161還有一個進位輸出端C0,其邏輯關系是C0=Q0*Q1*Q2*Q3*CET,合理應用計數器的清零功能和置數功能，一片74LS161可以組成16進制以下的任意進制分頻器。

4.2 74LS138譯碼器內部電路邏輯圖功能表簡單應用

74LS138為3線—8線譯碼器：

共有54/74S138和54/74LS138兩種線路結構型式，其74LS138工作原理如下：

當一個選通（G1）為高電平，另兩個選通（/（G2A）和/（G2B））為低電平時，可將地址端（A,B,C）的二進制編碼在一個對應的輸出端以低電平譯出。

74LS138的作用：利用G1/(G2A)和/（G2B）可級聯擴展成24線譯碼器；若外界一個反相器還可級聯擴展成32線譯碼器。

若將選通中的一個作為數據輸入端時，74LS138還可作數據分配器。

4.3 花型控制電路：由二片移位寄存器74ls194實現。其八個輸出信號端連接八個發光二極管，用其輸出信號控制發光二級管的亮滅實現花型演示。而花型之間的變化通過花型控制電路的輸出即161級聯的計數器輸出控制（它們由同一個CP脈沖控制）。

三種花型：

花型一：從左至右漸亮，全亮后，從右至左漸滅。

花型二：從中間到兩邊對稱地逐次漸亮，全亮后仍由中間到兩邊逐次漸滅。

花型三：從左至右順次漸亮。全亮后逆序漸滅。

移存器輸出狀態編碼表

節拍順序	花型一	花型二	花型三
0	00000000	00000000	00000000
1	10000000	00011000	10001000
2	11000000	00111100	11001100
3	11100000	01111110	11101110
4	11110000	11111111	11111111
5	11111000	11100111	01110111
6	11111100	11000011	00110011
7	11111110	10000001	00010001
8	11111111	00000000	00000000
9	11111110
10	11111100
11	11111000
12	11110000
13	11100000
14	11000000
15	10000000
16	00000000

花型控制電路的接線圖：

4.4 花型演示電路

由二片74ls161級聯的模64（三種花型節拍每種顯示一遍）計數器。74ls161的級聯用的是同步，并用^QH清零。當三種花型全新顯示一遍后（總共64拍）74ls161的輸出變為00000100所以將74ls161高位片的Q2（即QG）信號輸給節拍控制電路的74ls138的A來通過節拍控制電路改變第二遍花型顯示的頻率。74ls161的CP脈沖來自節拍控制電路中74的輸出端Y。

電路圖如下：

花型演示電路

4.5 時鐘信號發生電路：

由一片555加上適當電容及電阻實現。

電容取：4.7μf 0.01μf

電阻取：150kΩ 4.7kΩ

時鐘信號的頻率: f=

=1hz

電路圖如下：

時鐘信號發生電路

第5部分原理總圖及仿真結果

5.1 實驗總原理圖

5.2基本CP脈沖產生電路波形圖與分頻電路波形圖：

5.3測試波形: (列依次為CP脈沖,低位片194A,B,C,D,高位片194A,B,C,D即QA---QH)

花型一的演示結果：

燈從左至右漸亮，全亮后，從右至左漸滅。

花型二的演示結果：

從中間到兩邊對稱地逐次漸亮，全亮后仍由中間到兩邊逐次漸滅。

花型三的演示結果：

從中間到兩邊對稱地逐次漸亮，全亮后仍由中間到兩邊逐次漸滅。

第6部分硬件安裝與調試

在電路組裝過程中，遇到的第一個問題是面包板的使用，所幸在借助互聯網的情況下，我們學會了如何使用面包板，之后是元器件的分布問題，如果按照我們組仿真圖上的元器件分布來組裝電路的話面包板是太小了，因此我們將元器件進行了重新排布，然而，重新排布又出現了許許多多的加長線，使得布線比較雜亂。在之后的硬件安裝中因為實驗設備的缺失，因此用函數信號發生器來代替時鐘信號發生器，在初始測試時只有兩個燈可以亮，而且不按照實驗原理進行花型變化。我將電路重新檢查后發現其中一片74ls194的時鐘信號線接錯，而我將這根線接上后發現這兩個燈可以按照實驗原理進行花型變化，而其他的燈同樣不亮。

第7部分總結

這兩周的課程設計，在老師的指導下，以及查閱資料，和同組的人一起討論使我收獲很多很多不僅加深了對書上知識的理解也擴展了我的思維能力以及創造設計和動手能力，在這次的課程設計中使我學習到了在書本上學習不到的東西。

設計電路的關鍵在于對設計要求的理解分析，以及對基本電路的相關知識的掌握。在設計電路時，將整體的電路分成若干模塊來實現，這樣可以簡化電路設計思路電路分模塊化也可以更加方便地檢查電路中所出現的故障。

通過這次課程設計，我學習到很多知識，設計比較，Multisim仿真軟件的使用，資料的整理，面包板的使用等。

另外，在本次課程設計中，我還發現了自己的許多不足之處，如對課本知識的疏忽和理解淺顯，以前只注重理論知識的學習，認為只要理論知識學好就可以了，但這次課程設計實習后我深深體會到自己知識的淺薄，同時也了解了實踐的重要性，就比如我們仿真做的很好但是事物卻差強人意，只學習理論知識是不夠的，他只是一部分，應當將理論和實際聯系起來，在實踐中運用起來這才是我們的目的，所以在今后的學習中，我要更加努力學習基礎知識和基本技能，并與實踐相結合，為今后的學習工作打好良好的基礎。

第8部分附錄

附錄1 元器件清單

名稱	規格	數量	名稱	規格	數量
電阻	150k	1	電容	5.2uf	1
電阻	8k	1	電容	10nf	1
電阻	50Ω	1	74ls138		1
555定時器		1	74ls194		2
74ls160		2	74ls00		1
74ls08		1	74ls04		2
導線		若干	74ls32		1

附錄2 參考文獻

（參照學術論文格式宋體五號）

[1]童詩白.模擬電子技術基礎[M].北京：高等教育出版社，2005.

[2]邱關源，羅先覺.電路（第五版）[M].北京：高等教育出版社，2006.

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彩燈控制器課設.doc (324.72 KB, 下載次數: 99)

作者: admin 時間: 2018-8-3 15:52
好資料，51黑有你更精彩!!!

作者: tudouchen 時間: 2018-8-6 10:27
有沒有實際的仿真圖原圖呀，

作者: aaaaac 時間: 2020-11-26 17:58

tudouchen 發表于 2018-8-6 10:27
有沒有實際的仿真圖原圖呀，

你做了沒有

作者: bustling 時間: 2021-6-17 12:35
51黑有你更精彩

作者: 黑赤子 時間: 2021-6-22 10:20
如果是四花型呢，要在哪里改

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