数电课程设计-八路彩灯控制器

湖南程学院课

程

设

计名名

技设控

工自教

年

12月

27日湖南工学院

：课程计任书：名电技术设

多功数路班气姓昕老

：0210

田任书达日期设完日期

年

月

日日设计内容与设计要求

一、设计内容；该控制器实现以下功能：设计个8路存型彩控制，彩灯用发光二管LED模；基本要求如下1.8路能三种型（型自拟；2.实快慢种节拍变换二、设计要求：．计电路实现题目要求．路，体世界框，提供路图及本原理3.单电路计，给具体计思路电路4.安、测电路；5.故分析电路改；6.写设计告。主要设计条件

在南院四楼“综合实验室”和“电子实验室”调试提供调试用试验箱和电路所需要的原件芯片；说明书格式课程设计封面；任务书；说明书目录；设计总体思路，基本原理和框图；单元电路设计（各单元电路图）；总电路设计（总电路图）；安装、调试步骤；故障分析与电路改进；总结与设计调试体会；附录（元器件清单）；参考文献；课程设计成绩评分表。进度安排第一周星期一：课题内容介绍和查找资料；

星期二：总体电路设计和分电路设计；星期三：电路仿真修改方案星期四：确定设计方案，拟订调试方案,画出调试电路,安电路；星期五：安装、调试电路；第二周星期一三：安装、调试电路；星期四五：验收电路写设计报告，打印相关图纸；星期五下午：带调试电路板及设计报告书进行答辩，整理实验室及其他事情参考文献1.《电子线路设计、实验、测试》（二版）华中理工大学出版社-----谢美主编2.《新型集成电路的应用》-----电子技术基础课程设计华中理工大学出版社

梁宗善主编3.《电子技术基础实验》高等教育出版社----陈大钦主编4.《电子技术课程设计指导》

高等教育出版社-----鹏华主编

一课程设计题目与实习目的）错误!未定义书。

（）、目：多路彩灯控制器错误!定义书。（）实习目的：错误!未义书签。二总体方案的选错误!定义签。（）总体方案设计错误未定义书。（）总体方案选择错误未定义书。三单元电路的设错误!定义签。（）花型演示路错误未定书签（）花型控制号电路错误未定义书。（）节拍控制路错误未定书签（）时钟信号路原理错误!定义书。四总体电路图（附页）错误未定书签。五电装后际测各个元电路输入、出信号形错误!未定书签。六安装、调试过错误!定义签。七故障分析与电改进错误未定书签（）、巩固知识错误!未定书签。（）、学会路板、片、导线等组装各种功能的电；错误未定书签。（）、和同同合作互相学习、共同进步错误未定书签八总结：错误未定义书。九附录（元器件单）：错误未定书签。十参考文献。错误!定义签。一课程设计题目（实习目的）（）、目：多路彩灯控制器（）、习目的：．一步掌握字电路程所学的论知识。．熟悉种常用集成字芯的功和应用并掌握工原，进步学会使进行电设计。．了解字系设计的基思想和方法，学会科析和解问题。．养认真严的工作风和实事是的工作态度．数点程实验大学中我们提的一次手践机，增动手实践力二总体方案的选（）总体方案设计

针题目设计，经过析与思考，拟定以下二种方案方案一：体路分大块。第一块实现花的演示；第块实现花的控制；块实现钟信号的产生。主框图如下时钟号CP产生路

花型制电路

花型示电路方案二：在方一基础上将整体路分为块。第块实现花的演；第二块实花型的控制；第三块实现节拍控制；第块实时钟号的产生在分路的设计上与方一采用了完全不同的方法如花型的。主框图如下根所提供的器材各块总体思路如下：时信号CP电路：见高教出社王银主编《数字电与辑设计》本P404图10-3-6（a）;花控制电路由1614位二进制同计数器完成；花演示电路195双移位存完成（可左移右移完花型变）；节控制电路节变化由151八选一数据择器完成，节拍快慢变可有74双上升沿D触器完，可现二分（）总体方案选择方一与方案大的不就在，方一是基基本要设计，方二加入了的变化花型控制电路和花型演示电路CP都是节控制之后的CP。两方案的基路相同，将个设计电路的功能模块化，设思比简单。种类使用少，都较熟悉易于组电路。这设的出点是：设计块化，易于检查电路，对后面的电组装及电路试都很方便。花型控制电简单，花型比较简由在设计的时期，已经确定将电路模块化，的过程中又已经节拍控制设计出过仿真也实了设计要求——分

频方案二同时成了选做的要，只要确保每一实现其功方案并不难也杂，为了确保短间内完成程设计和高效率，我选了方案二三单元电路的设（）花型演示路由移位存实现。其八个输出信号端连接八个发光二极，用输信控制发光级管的亮灭实现花型演示。而型间变化通过控制电的输出级联的计数器输控它们同一CP脉冲控制）。三花型变换花型：路分半。从左至右亮，亮，分两半左至右渐。循环两花型：从中到边对称地逐渐亮，全亮后由中间到两边逐次渐。循环两花型：从左至右次渐亮亮后逆灭。环次移存器输出状编码表节序号花型1

花型2

花型31000000000000000000000000200011000300111100401111110567891001111111110011111112000111111300001111140000011115000000111600000001

011101110011001100010001我设计是每型完整示两遍以三花型完全显示一遍需要的结拍数为64即1~16显示一个花17~32显示二个花33~64显示第个。

ABAB要用194实现个型的连续显示必须对两片194的S1、S0和SL、SR一句节的化行相应的改变,通过161的输出馈来控制经观每16个低片输出Q1—Q4变化较频繁,根据变化的型频率用高位片Q5—Q6去控制的SL、、、的变化而实现行的变化。现两分为低位片和高位片，再将其出端低位到高为L1~L8。列出各型和其对应的194的S1、S0、SL、SR的输入信号及节拍控制信列表下用表示Li的取花低片

高位节控信SLSRS1S0SLSRS1S0QQ1X^L801XL40100X^L801XL401102^L8X10X^L801013X^L801X^L80111列卡诺图分194低位片Q

A

01Q

A

01Q

B

Q

B0XX0001^L8X110SL=^L8

S1=Q

B

.^Q

AQ

A

01

Q

A

01Q

B

Q

B0^L8^L81X^L8

011101SR=^L8194高位片

SL=^(Q

A

.^Q

B

)Q

A

0

1

Q

A

0

1Q

B

Q

B0X

X

0

^L8^L8

ABADFBBABADFBB1

X

X

1L4XL4SL=X

SR=^Q

B

.L4+

B

.^L8Q

A

0

1

Q

A

01Q

B

Q

B01S1=0

00

00

011111S0=1由图分析可以到控制高、的左右移变化控制端S1、S0以及行输入端的由的输出端Q、Q和本身输出端L4和控。用去Q—Q表示161从低位到位个输出端。控结果表达下：194低位片

194高位片S1=Q.^Q

E

S1=0S0=^S1S0=1SL=^L8SL=XSR=^L8SR=Q.^L8+^Q.L4电图如下：

2G2G（）花型控制号电路由片161级联的模128（三花型节拍每种显示两遍，再总重复一的总节拍计数器161的级联用的是同步，并用清零。当种花型全新示一遍后总共64拍）161的出变为00000100所将高位片的Q（）号给节拍控电路的151的来过节拍控路改变二遍花型显示的频率。的CP脉来自拍控制电中74LS151的出。电图如下：

（）节拍控制路由151和一片74级联现。整体上实现冲频率变换，即替产生快拍。令74的Vcc，CLR，都接平将的输出接到端Q端输出接到151的D1端令151的B,C,G~,GND,D2~D7接低电平，Vcc接电平，D0接钟信的CP脉冲，A端接花控制电路的QG输出。所Y端输出为Y=CP·^A+Q·A(Q是74D触发器的出端)D触发器具有忆功能，记录上一个态所在个CP脉冲的上沿Q输为上一次的记（即一脉冲）。比时钟号电路脉慢了一拍所过为或选择Y端输出的脉冲频率端接的是161的位片的即到达第拍时QC为1接来的拍为慢的脉冲输

电图如下:（）时钟信号路原理图由片555加上适当电容及电阻实现。电取：μfμf电取：kΩkΩ电如下：

四总体电路图（附页）注:由于仿真画时芯片杂CP产电路产生用电源代（已试，

AA可等效）。五电路组装后，际测量的各个单元电路的输入、输出信波．本脉产生路形与分频电路波图2.测试波形(列依次为CP脉冲,低位194A,B,C,D,194A,B,C,D即---Q)花一：

高位片花二：

花三：六安装、调试过本数电路课程设计总用4天完成的，这天都在学思考，每天有所收获，有进步。第天刚刚分到目的时候有些兴奋和激动，电的基差，加上数试验都是实实认完成的。对于161、和其器件的功能应用都很。是具体设计电路时出现了疑惑。194去实现个花型很，是三个分开麻烦，但是本次设计要同时

实现个花形是通过151来选择呢还是是手动呢动有些不切实际。经过思考没有到解决，只得的计数器如不反馈控制194的变化，那么它的存在价值不大接下来看了些参考书籍，大有了自己路，于是开设计，我用了学发的教材里所提供的两种，并在上找了一资后我自也在前两种的基础上设计几种所以开始的几天就一直在想怎样三种型衔接起来，书介绍比较粗，但并影响设计要知道S1、SR的作即可还是在思考一果给161和194的是同步那么就来一个上沿计数次同时的变化一次个花型需要的脉冲数是定，就是说通过计器的反馈可以控制滑之间的转。但的出端有8各，具体怎么控制不通的，就归到数本上去，出状转表，来找律通过观察终成功用两161的输出端来反馈这电就常简单了，能实功能，一天努力搏于它解决真很就感。间实遇到了多问经课本和络的资料在老师问得以它解决。第天，已设计好，我们就准备老检我们的真图，由于们这组十人所以分了两，们这组与另一组的有些不同，原基本上差，老师见我们仿真的很成很欣。第天我就去老师那里取器材开始进行近单元——CP脉冲生电路。书上有好的电路图直接连就OK。是题并是想的那单，因我一开始操作就不知道怎样布才合，常现看着电不知道条线该走哪儿连过去过老师的示范电路的布线后特别的服所以当然要学习了，于是自己也样连线，尽走直线连完时钟电路后，以为会成功，为我的电路连很简洁，我继续接其的芯片看着电脑的真图大约用一个多小连线，最终联了，正我们喜已时，果上脉冲信号后灯居然不能真图上样运行查路什么题，开不知所措，但我没有放弃，就步的检查看那里出了误真错的话那肯定是接线的以经过我仔细查，最花了一下午的时间把接好芯片在仿图里面是没有的，所需要重制作，经多次试验，现555可用脉冲信号代替第天我们开始老师检查的絮确像天真的那样次序亮师无误并记录我的名字们这组的课程设计就算圆成功了。七故障析与电路改本课程计我用了一个星期的时就部做完，率很，因为

在计之前根计的要，每个模块仔的计分析了正是整个程我都认度和方案选择合适，才这高的效率而且从本课程设计中获很多可以总结为以下点：（）、固数知这课程设计是运用字电路逻辑设计的一些相关知整个实过程中，不开对字电路课程知识的再学习我在最开，就将实习用知识通翻阅数电书回顾了一这也是对这门课的习，以的复习备考减少了很多担），这的回顾我知识理解更加，来的快速设计起了很好的铺垫作。而还参了数字电验指导，关于芯片的管脚里面细的描（）、会用电路板、芯片、导等组装功的路；虽这不是第用电路，因为前的课内实验也用过，但当时的运也只是囫囵枣的感觉。这次实习中应用整块板子实习后对路板的组全了解，并能练运用。实习中通过对电路的连接懂得了如过计分析对所连电路的整体布局更好的放芯片在最的位置。在线的连接上，如何选择导线走向是关键，我应该尽保证所路的捷，短勿长合线。个完的作品不能很好完成要求实现功能要在感官上给人美的受。所以美的角对自己的电路进行改良是很必的。（）、同学同合作、相学、共同步最大家没思路时候，特别的着急，想出，家问我我就说我的思路，我不抄袭，只是探讨，每个人都理解了才开始设计，我的循环遍，他们的都不是我们的设不，只是给大家发了个思考点。理论上我先设计出来，实习中经常会遇到一自己可能暂时无法想明白的问题，请教同学或师很好的做法，节省间，从别人身上学到更多。计时和同学相互交各的想法也重要的，不的人对问题的看法总有差异，可以交流中获同的意见，他人的设计也可有你色的地方很的借鉴在家的商讨选择最案最一定会得到最好的设方法所以团结合作在一个团里面是要。八总结本试验中包CP的生电路的芯片，但觉得555芯片国语复杂，所以就用脉冲号代替基本电路用了6芯片（片161、片、一片、片04）分频电用74和151实，一用了8个芯。是目前想出用最少的件，简单的线来实所要求的。从路图的设实现、真、验报告，都自己思考动手。掌握了Multisim的用感觉款软的制作者很伟大，用学过

的片设计电，并用面包板来实现，现的过程中排错检的能力得到锻炼总言之，这次程设计让学了多西，不仅做了计而且还习了数电识，这是收甚大。我感谢学给我提的此实习的机感谢我导老的教导最终让我力要求完成任，提高自