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標題: 數電74LS161+74LS194+ne555可控制8路彩燈控制器設計 [打印本頁]

作者: xdk 時間: 2019-3-6 11:00
標題: 數電74LS161+74LS194+ne555可控制8路彩燈控制器設計
目錄
1 設計指標及要求
1.1             設計指標
1.2             設計要求
1.3             實現效果
2 系統方案設計
2.1 設計方案一
2.2 設計方案二
2.3 方案選擇
3 系統方案設計
3.1 整體電路說明及系統框圖
3.2 單元電路介紹
3.2.1 節拍信號發生器電路
3.2.2雙向移動控制電路
3.2.3 時鐘信號電路
4系統調試
5 結論參考文獻
附錄A 電路整體原理圖
附錄B 產品展示
附錄C 器件清單

1 設計指標及要求
1.1    設計指標

（1）控制器可控制8路彩燈

（2）假如節拍為1秒，該控制器實現的循環花樣為：

1.彩燈自左向右全亮到全滅（間隔一秒）

2.彩燈自左向右全滅到全亮

3.彩燈自右向左全亮到全滅

4.彩燈自右向左全滅到全亮

5.彩燈全亮8秒

6.彩燈全滅8秒

7.彩燈間隔點亮8秒

1.2 設計要求

彩燈控制器的節拍頻率可以0.5~5HZ可調；
控制器可以固定在上述其中花樣之一輸出

1.3 實現效果

彩燈自左向右全亮到全滅（間隔一秒）→自左向右全滅到全亮→自右向左全亮到全滅→自右向左全滅到全亮→全亮8秒→全滅8秒→間隔點亮8秒

彩燈控制器的節拍頻率可以0.5~5HZ可調

2 系統方案設計2.1 設計方案一

2.2 設計方案二

2.3 方案選擇

選擇設計方案一，完成了實驗的基本要求，拓展只做出了1 彩燈控制器的節拍頻率可以0.5~5HZ可調，經多次嘗試，達不成順序控制器電路的要求，止步設計方案一。

3 系統方案設計
3.1 整體電路說明及系統框圖

通過兩個74LS161N計數器并聯，加入邏輯門電路設計電路圖實現對兩個74LS194N芯片功能的選擇與控制，兩個74LS194N芯片的輸出端順序由低位到高位連接彩燈，控制彩燈的亮滅情況，用一個555定時器及相應電阻電容設計電路成多諧振蕩器，頻率為0.5Hz—5Hz的可調時鐘電路。總電路圖實現多路彩燈控制器的課程設計基本要求以及部分拓展功能。

3.2 單元電路介紹3.2.1 節拍信號發生器電路

兩個74LS161N計數器并聯，加入邏輯門電路設計電路圖實現對兩個74LS194N芯片功能的選擇與控制。

3.2.2雙向移動控制電路

兩個74LS194N芯片的輸出端順序由低位到高位連接彩燈，控制彩燈的亮滅情況。

3.2.3 時鐘信號電路

一個555定時器及相應電阻電容設計電路成多諧振蕩器，頻率為0.5Hz—5Hz的可調時鐘電路。

4系統調試

1.連接時鐘電路時，給出的穩定時鐘信號達不到設計要求，不知道應該連接多大阻值的電阻和電容，通過查閱教科書，簡單了解了給出頻率大小與電容，電阻大小的關系，又通過百度查詢，相應計算工具的輔助，獲取了理想元器件規格，但是在實際的電路連接中，元器件正常規格大小沒有仿真所需大小，然后變通采用近似的規格組合。

2.了解一定知識后連接555定時器與電位器時，最初忽略了當電位器阻值調節至0的情況，導致仿真過程中555定時器損壞，后加保護電子解決問題。

3.彩燈電路的設計先從基礎的74LS194芯片開始，實現左移、右移、常亮、長滅的設計要求。進一步查閱資料，向老師請教，使用74LS161芯片和邏輯門電路組合使用，用來控制74LS194的工作狀態，設計過程很是困難。要好好學習啊。

4.在用面包板連接電路方針時，連接了部分電路后，如時鐘電路，打算初步試一下好不好用，發現沒有現象，經過幾次檢驗，電路連接沒有問題，后來考慮到事硬件的問題，拆了之后，破而后立，每根導線使用時先用萬用表測試下是否良好，最終完成的電路符合要求。

5 結論

選擇這個題目時覺得并不難，在我們的可控范圍內，所以打算把所有要求的花型都做出來，并且拓展也做出來。但從開始仿真的時候就發現其實并沒有想象中容易。如果沒有掌握扎實的數電和模電基礎是不能把整個電路按模塊一點一點拼成一個整體的。前期我們在網上搜索了多路彩燈的基本框架、設計思路等，后期連面包板時又在網上搜索了各個器件的引腳圖，電阻電容如何從彩條判斷阻值等。最終也只是做出了一個拓展，并不能智能控制花型。調試時總是出現一些細節方面的問題，不是小燈只能亮三四個，就是小燈無法自己亮，甚至有幾次555定時器都無法工作。一開始出現問題的時候，我們還干勁十足，覺得找出問題就一定能好，當問題接二連三的出來，我們有些崩潰。最后下定決心，從零開始。于是我們把所有導線都拆了，重新按照模塊一部分一部分的連接電路，并且在連線之前測量了每一根導線的好壞。連接完最后一根線，我們滿懷希望的摁下開關，終于，小燈按我們的要求亮了。

完成這個課程設計用了很長時間，從構思到仿真再到實施，每一個步驟都是我們的心血。通過這個課設，讓我們加深了對數電模電的理解，同時，也學會了合作，加深了同學友誼，感謝互相幫助與耐心，感謝老師指導，讓我們對自己的能力認識有了新的了解，收獲非凡。這對我們來說是一次很有意義的體驗。

附錄A 電路整體原理圖

附錄B 產品展示

附錄C 器件清單

器件型號
個數
開關
74LS194N
74LS161N
7402N
7404N
7408J
4066BD_5V
4073BD_5V
4071BD_5V
4077BD_5V
NE555定時器
電容10uF
電容10nF
電位器564kΩ
電位器1340kΩ
電阻 47kΩ
電阻 100kΩ
發光二極管紅、橙、黃、綠
各2個

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課設報告.doc (4.47 MB, 下載次數: 56)

作者: 1084132807 時間: 2019-7-4 10:00
求仿真圖

作者: HLMstc 時間: 2020-12-27 09:51
求仿真

作者: ccnnzz315 時間: 2020-12-31 18:10
感覺電路好復雜額，用單片機做的話，估計會大大的簡化電路

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