彩灯逻辑控制电路

1、电子技术课程设计 彩灯逻辑控制电路 学院：电子信息工程学院 班级： 姓名: 学号：指导教师： 2014年12月 目录一设计任务与要求二总体框图三选择器件1.555定时器功能说明2.74LS194功能说明四功能模块1秒脉冲电路2.彩灯维持电路3.控制显示电路10五总体设计电路图11六设计心得体会12彩灯逻辑控制电路一、 设计任务与要求控制8个不同颜色的彩灯依次由暗变亮，若8个都亮后，维持一段时间，然后熄灭，此后不断重复上述过程。二、 总体框图设计总体框图如图1所示。图1 总体框图彩灯控制电路由三个模块构成，显示电路秒脉冲电路和维持电路。秒脉冲电路全程为电路提供矩形波信号使彩灯定时发亮；显示电路为

2、维持电路提供电源：维持电路在显示电路部分提供电源的情况下为电路提供一段较长的高电平，使彩灯在全部变亮后保持一段时间。同时结合显示电路部分所带元件（主要是74LS194）的性质，使彩灯从左到右依次由暗变亮，亮后维持一段时间，然后熄灭，并且不断重复。三、 选择器件 选择器件及数量如表1所示。表1 选择器件表所选器件数量74LS194 274LS86174LS04174LS321555 定时器2电阻4电容4滑动变阻器1彩灯81、555定时器 555 定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。555 定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触

3、发器等脉冲产生与变换电路。它也常作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制等方面。 555 时基电路有双极型和 CMOS 型两种。LM555/LM555C 系列属于双极型。优点是输出功率大，驱动电流达 200mA。而另一种 CMOS 型的优点是功耗低、电源电压低、输入阻抗高，但输出功率要小得多，输出驱动电流只有几毫安。双极型定时器CB555是由比较器C1和C2、基本RS触发器和集电极开路的放电三极管TD三部分组成。555定时器引脚图如图2所示。图2555引脚图555引脚图介绍如下：1地( GND )2触发 (TR),是下比较器的输入3输出 (OUT),有0和1两种状态,它的状态

4、由输入所加的电平决定4复位 (R),叫上低电平(0.3V)时可使输出端为低电平5控制电压 (CV),可以用来改变上下触发电平值6门限(阈值）(TH),是上比较器的输入7放电 (DIS),是内部放电管的输出,它有悬空和接地两种状态,也是由输入端 的状态决定8电源电(VCC)555定时器的内部逻辑电路如图3所示。图3555内部原理图 上图中TR为低触发端，TH为高触发端，Rd为清零端，CO为控制电压端，D是放电端，OUT是输出端，Vcc是电源端。555定时器的逻辑功能表如表2所示。表2逻辑功能表输 入输 出0XX0导通10导通1不变不变11截止11截止2、74LS194移位寄存器74LS194由4

5、个触发器和它们的输入控制电路组成。SR为数据右移串行输入端，SL为数据左移串行输入端，A到D为数据并行输入端，QA到QD为数据并行输出端，CLR为移步清零输入端，S0S1为工作状态控制端。74LS194逻辑符号如图4所示。图474LS194逻辑符号74LS194逻辑功能如表3所示。表374LS194逻辑功能表74LS194内部原理图如图5所示。图574LS194内部原理图四、 功能模块1秒脉冲电路秒脉冲电路如图6所示。 图6秒脉冲发生电路本电路秒脉冲电路是一个集成的555定时器够成的多谐振荡器，当电源接通后，VCC通过对R1R2向电容器充电。电容上得到电压按指数规律上升，当电压上升到2/3VC

6、C时，输出电压V0为零，电容器放电。当电压下降到1/3VCC时，输出电平为高电平，电容器放电结束。这样周而复始形成了振荡。脉冲发生器由了LM555CM与R1，R2，C1，C2组成的多谐振荡器组成,它是为灯光流动控制器提供流动控制脉冲的，多谐振荡器的振荡频率可根据所需要的灯光流动速度，通过R1、R2进行调节，由于R1阻值较大，所以有较大的调速范围。仿真结果如图7所示。图7秒脉冲波形图2彩灯维持电路彩灯维持电路如图8所示。图8维持电路当第八个灯变亮时，使多谐振荡器产生高电平，通过调电阻R3使占空比很大，使之接近1，使得彩灯维持一端时间，555定时器保持高电平的时间就是彩灯变亮后维持的时间。当多谐振

7、荡器变0时通过一个异或门和非门组成同或门使之清零，维持结束。仿真结果图如9所示。图9彩灯维持电路波形图3控制显示电路显示控制电路如图10所示。图10显示控制电路体现8个不同颜色彩灯由暗变亮，不断重复，闪烁发光。全亮后维持一段时间。仿真结果图如11所示。图11显示控制电路仿真图五总体设计电路图 总设计电路图如图12所示。图12总设计电路图接通电源,由555组成的多谐振荡器产生脉冲信号，通过LS194寄存器移位，使输入的二进制代码译成对应的输出高电平信号，8只灯泡依次由暗变亮，当第八个灯变亮时由555组成的维持电路给电路提供一个持续高电平使八个灯维持一端时间。间低电平出现时，彩灯全灭。上述步骤重复

8、循环，从而实现任务要求。总设计电路仿真结果如图13所示。图13总设计电路仿真图六设计心得体会这次电子技术课程设计历时两个星期，在整整两星期的日子里，可以说是思多于动，但是可以学到很多很多东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。以前上课的时候，老师经常强调 在设计一个电路的时候，一定要事先把设计原理方框图画出来，但是我开始总觉得这样做没必要，很浪费时间。但是，这次课程设计完全改变了我以前的那种错误认识，我接触的那些电路都是很短、很基础的，但是在课程设计中碰到的那些需要很多芯片才能完成的任务，画设计方框图是很有必要的。因为通过设计方框图，在做设计的过程中，我们每一步要做什么，每一步要完成什么任务都有一个很清楚的思路，而且在实验测试的过程中也有利于查错。还有，以前对于课程设计还处于一知半解的状态，但是经过这一次的课程设计，对于怎么去排错，查错，怎么去看每一步的运行结果，怎么去了解各个器件的功能我有了很大的提高。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合的重要性，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，从而提高自己的实际动手能力和独立思考能力，才能真正为社会服务。在设计的过程中