广工彩灯循环控制器(花型A)数电课程设计报告书(最新)

1、课程设计课程名称数字电子技术课程设计题目名称彩灯循环控制器（花型 A）学生学院材料与能源学院专业班级学 号学生姓名指导教师潘运红2015年6月9日广东工业大学课程设计任务书题目名称彩灯循环控制器(A型)学生学院材料与能源学院专业班级13电材1班姓名张宏俊学号3113007322、课程设计的内容完成彩灯循环控制器的设计任务。二、课程设计的要求与数据设计要求包括：1. 10路彩灯分别用10个发光二极管L0、L1.丄9模拟。2. 要求显示2种不同的花型：1) 10路彩灯按照L0、L1.L9的顺序轮流点亮。2) 10路彩灯按照L0L9、L1L8、L2L7、L3L6、L4L5的顺序依次点亮，然后按相反的

2、顺序依次灭掉。以上2种花型一直反复循环显示。3. 该控制电路设有启动和复位按钮。按下复位按钮，全部灯灭。按下启动按钮，彩灯开始按上述规律变化。三、课程设计应完成的工作1. 利用各种电子器件设计彩灯循环控制器;2. 利用DE2板对所设计的电路进行验证;3. 总结电路设计结果，撰写课程设计报告。四、课程设计进程安排序号设计各阶段内容地点起止日期1Quartus II入门学习，熟悉设计流程实 2-214，21211.122进一步学习Quartus II，讲解各设计任务及 其要求，分配设计任务实 2-214，21211.123通过查阅资料，独立完成电路设计，提交纸 质电路原理图草稿实 2-214，21

3、211.134在Quartus II和DE2板上实现设计实 2-214，21211.14-165演示和验收实 2-214，21211.15-166完成设计报口11.16-18摘要本设计是这次的课程设计主要是用计数器来实现的，这个彩灯循环控制电路的实质就是 要产生一系列有规律的组合顺序，然后通过一个数码管将数字显示出来。这里的方法是列出 每个输出所需要的各个阶段的脉冲，把这些脉冲信号写成二进制数再列出真值表，最后转化 成电路图。而这次的内容还包括分电路图的整合，使这个彩灯循环显示器能够按照要求依次输出所 需花型。为了实现这个花型交替循环转换的功能，在设计的时候巧妙地应用了JK 触发器，以每十个脉

4、冲一次翻转来实现花型的转换。关键词：彩灯循环 计数器 译码器 触发器目录1 设计任务目的与要求 11.1 设计的目的 错误 !未定义书签。1.2 设计的要求 错误 !未定义书签。2 模块及其原理介绍 12.1 时钟发生器 错误 !未定义书签。2.2 计数器 错误 !未定义书签。2.3 译码器 错误 !未定义书签。2.4 显示器 错误 !未定义书签。2.5 控制器 错误 !未定义书签。3 设计方案 23.1 设计思想和方案 23.2 原理框图 23.3 设计的流程图 24 实验结果与数据分析 54.1 测试步骤及实验现象 55 结论与问题讨论 55.1 完成设计要求的程度 55.2 遇到的问题及

5、解决方法 55.3 存在的不足及改进思路 55.4 心得体会 5参考文献 6附录（总电路图） 61 设计任务目的与要求1.1 设计的目的 通过这次课程设计，锻炼学生独立设计数字逻辑的能力和独立解决问题的能力，并 使学生熟悉 EDA 开发的流程，为以后学习、工作打下基础， 以及提供设计开发的宝贵经验 在 DE2 板上进行开发，可充分的发挥自己的创新能力。1.2 设计的要求 一：要求学生独立分析并完成整个任务，包括设计方案、仿真修改、演示和验收。1. 要求显示 2 种不同的花型，并且使之一直反复循环显示：1) 10路彩灯按照L0、L1.L9的顺序轮流点亮。2) 10 路彩灯按照 L0L9 、 L1

6、L8 、 L2L7、 L3L6 、 L4L5 的顺序依次点亮，然后按相反的顺序依 次灭掉。2. 要求该控制电路设有启动和复位按钮。按下复位按钮，全部灯灭。按下启动按钮，彩灯开始按 上述规律变化。二：对本次设计要有个总结，提交报告说明书。此有利于提高学生的条理性，并能增强学 生的整理、总结设计的能力，2 模块及其原理介绍2.1 时钟发生器：利用 DE2 板上 50MHz 的时钟，用计数器 74292 作分频器对系统时钟进行分频， 产生 100Hz 的脉冲。2.2 计数器：用 74160 十进制计数器和 JK 触发器构成二十进制计数器。2.3译码器：用2个7445四线-十线译码器对脉冲进行译码输出

7、到显示单元中2.4显示器：用10个LED灯把输出的花型在DE2板上展示出来2.5控制器：控制模块由一个启动开关和一个复位按钮组成，用来完成电路的启动以及复位功能3设计方案3.1设计思想与方案（1）用74292把时钟信号分频使之成为100Hz,（2）用74160十进制计数器和一个JK触发器组合成二十进制计数器（3）用2个4线-10线译码器对计数器的输出进行译码。为了让彩灯展示出所要求的花型，可以列出如下表格LED灯编号每次循环时使灯亮的脉冲0第1、11-19个脉冲1第2、12-18个脉冲2第3、13-17个脉冲3第4、14-16个脉冲4第5、15个脉冲5第6、15个脉冲6第7、14-16个脉冲7

8、第& 13-17个脉冲8第9、12-18个脉冲9第10、11-19个脉冲最后将对应的信号接入十盏LED灯既能使之完成花型彩灯的展示3.1原理框图50MHz信号输入 启动开关74292实 现 时 钟 发 生 器 100Hz时钟信号复位开关74160和JK触发器实现二二十进制计数器两绘10线译码器实现译码功能一LE D灯实现彩灯花型循环功能3.1设计的流程图4 实验结果与数据分析4.1 测试步骤与实验现象1）按下启动按钮， 10 路彩灯按照顺序依次亮起，一个循环（即十个脉冲后）， 10路彩灯 按照 L0L9、L1L8、L2L7、L3L6、L4L5 的顺序依次点亮，然后按相反的顺序依次灭掉。 再次按

9、下启动按钮， 彩灯停止在当前状态。 再次按下启动按钮彩灯继续刚才状态运行。2）按下复位按钮，全灯灭，脉冲清零，彩灯重新开始按照上述花型循环。5 结论与问题讨论5.1 完成设计要求的程度本设计完成了基本要求的所有功能5.2 遇到的问题及解决方法1） 使用大量的逻辑门导致布线繁多，容易眼花看错。 解决方法：每个芯片间留足够大的空间，用来放置导线，避免导线交叉重合。2） 4线-10线译码器没有像74138这样的G1、G2,控制2片4线-10线译码器成了问题。 解决方法：把4线-10线译码器的输出和JK触发器的输出用或非门连接起来，利用JK触发器的两个输出来控制 4线-10线译码器,巧妙的改成二十进制

10、5.3 存在的不足及改进思路存在的不足：逻辑门使用过多而导致线路繁多，在没有解释的情况下不容易看出电路的原理框架 改进思路：如果用 3 线-8 线的 74138能使逻辑门减少一些，但需要四个译码器才能完成电路。可以尝 试找一下带有G1、G2的4线-10线或4线-16线译码器，就能使芯片少，线路简单。5.4 心得体会在这次的课程设计中，不仅检验了我所学习的知识，也培养我从计划、理论、试验、 检验、总结这几个角度去完成一件事。在设计过程中，我和同学们相互探讨，相互学习， 相互监督。学会了合作，学会了理解。课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，从理论方案到实际验证，必须掌 握了系统设计理念与

11、方法。通过这次彩灯循环控制器的电路设计，本人在多方面都有所提 高，同时各科相关的课程都有了全面的复习，独立思考的能力也有了提高。在这次设计过 程中，体现出自己单独设计电路的能力以及综合运用知识的能力，体会了学以致用、突出 自己劳动成果的喜悦心情，从中发现自己平时学习的不足和薄弱环节，从而加以弥补。数电课程设计，不仅让我们的知识更加牢固，还让我意识到我们所学的知识可以与生 活紧密的联系起来。这让我对自己有了更多的信心，在学习真正对我们的生活有帮助的知 识和能力。而且我学会了遇到问题不慌不乱，理性面对，寻找解决方法，并且保持思路清 晰，采用合理的工作方式。参考文献1阎石等 .数字电路技术基础 .北

12、京:高等教育出版社 .2006：215-346.2彭端等 .电工与电子技术实验教程 .武汉:武汉大学出版社 .2011：205-214.附录（总电路图）:.二 V:二“:-:;:!:;上:;:;二:_ : k r - sb - e I 一刖;:器益品:圈云三貯.,：.昇：“=：:.,；：人； =.：!.:ii H冬二：! ：!；：.-；.屛；“:二.二丄:：:. i . t i B i: ：!. -iii：.I：.:：!?：?；：. J；：J ：:r屈I:!:?:;:隅J 応 J口 洗壬匚 i2：L：2: ： ：=：!?： ：； ：3：n囲呼-gWBBWWIBI1WBMMWWWI1：I UWggBI二出爲鬧:罰a；.,；.:厂:门二:iii ii：:L J 遷蹬班 工里世卫壬可：；2 ：i JU： ：； ：L!： E!：:;：；：-：；：. ；inw匕:也亞更至:!：J一：.Q护:守； Ljnntmiir a - - - s庄屈讦:丽:淫: -:-=:一二汨:!