中北大学循环彩灯电路课程设计

PAGEPAGE2中北大学课程设计说明书2011-2012学年第二学期学院：信息与通信工程学院专业：信息对抗技术专业学生姓名：李泽学号：0905094230课程设计题目：EDA实践（B）题目10：循环彩灯控制起迄日期:2月13日课程设计地点:校内指导教师:王鉴李凯王玉李永红系主任：赵冬娥下达任务书日期:2012年2月13日中北大学课程设计任务书2011-2012学年第二学期学院：信息与通信工程学院专业：信息对抗技术专业学生姓名：李泽学号：0905094230课程设计题目：EDA实践（B）题目10：循环彩灯控制起迄日期:2月13日课程设计地点:校内指导教师:王鉴李凯王玉李永红系主任：赵冬娥下达任务书日期:2012年2月13日课程设计任务书1．设计目的：1、通过本课程设计的学习，学生将复习所学的专业知识，使课堂学习的理论知识应用于实践，通过本课程设计的实践使学生具有一定的实践操作能力；2、掌握protel软件的使用方法，能熟练运用该软件设计电路；3、学会用数字电子器件组成复杂系统的方法。2．设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）：一、学习protel软件软件设计要求：原理图布线在元件库中追加元件检查原理图电性能可靠性建立材料清单生成网络表建立PCB文件元件布局建立新的PCB器件封装二、实践设计要求：1、建议所设计的电路用Multisim软件实现电路仿真，验证所设计电路的正确性。2、画出原理图与pcb板图。3、每五～六人一组，写出设计报告，及每人的设计分工。三、参考题目题目1：（7，4）线性分组码编解码电路设计1、设计一抗干扰信道编码——（7，4）线性分组码，并用电路实现。2、具有一位纠错能力；3、假设（7，4）线性分组码的监督矩阵为课程设计任务书其中，。题目2：古典加密电路设计一般的密码系统模型如图1所示：图1古典加密系统模型明文为16位二进制序列，密钥为设计人学号乘133的16位二进制数。设计电路时采用以下两种方式（1）、串入并出（2）、并入串出题目3：篮球竞赛30s计时器设计一个30s计时器，具体技术要求如下：1、具有30s计时功能，并且能够实时显示计数结果。2、设有外部操作开关，控制计数器实现直接清零、启动以及暂停/连续工作等操作。3、计时器为30s递减计时，计时间隔为1s。4、计时器递减计时到零时，数码显示器不能灭灯，同时发出光电报警信号。题目4：交通灯控制器设计一个十字路口的交通信号灯控制器，控制A、B两条交叉道路上的车辆通行，具体要求如下：1、每条道路设一组信号灯，每组信号灯由红黄绿3个灯组成，绿灯表示允许通行红灯表课程设计任务书示禁止通行，黄灯表示该车道上已过停车线的车辆继续通行，未过停车线的车辆停止通行。2、每条道路上每次通行的时间为25s。3、每次变换通行车道之前，要求黄灯先亮5s，才能变换通行车道。4、黄灯亮时，要求每秒钟闪烁一次。题目5：简易抢答器设计并制作一个简易数字抢答器，具体要求如下：1、抢答器分为8组，每组序号分别为1、2、3、4、5、6、7、8，按键SB0-SB7分别对应8组，抢答者按动本组按键，组号立即在LED显示器上显示，同时封锁其他组的按键信号。2、系统外设清除键，按动清除键，LED显示器自动清零灭灯。3、数字抢答器定时为30s，通过控制键启动抢答器后，要求30s定时器开始工作，发光二级管点亮。4、抢答者在30s内进行抢答，则抢答有效，如果30s定时到时，无抢答者，则本次抢答无效，系统短暂报警。题目6：电风扇控制逻辑电路设计用中小规模数字集成电路实现电风扇控制器的控制功能，具体要求如下：1、用三个按键来实现。风速”、“风种”、“停止”的不同选择。2、用六个发光二报管分别表示“风速”（强、中、弱）、“风种”（睡眠、自然、正常）的三种状态。3、电扇在停转状态时，只有按“风速’键才有效．按其余两键不响应。电风扇启动后，再按动“风速”键可循环选择弱、中或强三种状态中的任一种状态，“风速”的弱、中、强对应电扇的转动由慢到快；按动“风种”键可循环选择正常、自然或睡眠三种状态的某—种状态。“风种”在正常位置是指电扇连续运转；“自然”位置，是表示电扇模拟产生自然风，即运转4秒，间断4秒的方式；在“睡眠”位置，是产生轻柔的微风，电扇运转8秒，间断8秒的方式。4、电风扇在任意状态下。按“停止”键电扇停止工作，所有指示灯熄灭。课程设计任务书题目7：整点报时电路设计一种整点报时电路。具体要求如下：1、每当时钟运行到整点时，要求电路能推动扬声器发出与整点数目相等的音响声。例如：时钟到达10点，扬声器响10下。题目8：数字电子钟逻辑电路设计用中、小规模集成电路设计一台能显示时、分、秒的数字电子钟．具体要求如下：1、秒、分为00~59六十进制计数器。2、时为00~23二十四进制计数器。题目9：楼道触摸延时开关设计一楼道触摸延时开关，具体要求如下：1、当人用手触摸开关时，照明灯点亮，并持续一段时间后自动熄灭。2、开关的延时时间约1分钟左右。题目10：循环彩灯控制设计一循环彩灯控制电路，具体要求如下：1、共有红、绿、黄3色彩灯各9个，要求安一定顺序和时间关系运行。2、动作要求：先红灯，后绿灯，再黄灯，分别按0.5S的速度跑动一次，然后，全部红灯亮5S，再黄灯，后绿灯，各一次。以此循环。注：1、每班学生可根据2011/2012（A）EDA实践课程设计所选题目选做题目。2、按电路信号流程，单号同学设计电路时第一个集成芯片元件从元件库中调用。第二个集成芯片元件自行设计元件；双号同学设计电路时第一个集成芯片元件自行设计，第二个集成芯片元件从元件库中调用。3、2步中单号同学重新排序，重新排序后的同学单号第一个集成芯片元件采用直插式封装，双号采用贴片式封装；2步中双号同学重新排序，重新排序后的同学单号第二个集成芯片元件采用直插式封装，双号采用贴片式封装。其它元件随意。4、其他可选项：1）、设计pcb板时可采用双层板或四层板设计；2）、做pcb板时必须手动布线；课程设计任务书3．设计工作任务及工作量的要求〔包括课程设计计算说明书(论文)、图纸、实物样品等〕：每个同学独立完成自己的任务，每组写一份设计报告，在课程设计报告中写明自己设计的部分，给出设计protel原理图与pcb板图。4．主要参考文献：姜沫岐等.Protel2004原理图与pcb设计实例.北京：机械工业出版社.2006柯常志.精通proteldxp系统设计篇.北京：中国青年出版社.2005张建华.数字电子技术.北京：机械工业出版社.2000仇佩亮.信息论与编码.北京：高等教育出版社.20035．设计成果形式及要求：设计的原理图课程设计说明书6．工作计划及进度：2012年2月132月14日~22月17日~2月22日2月23日2月24日系主任审查意见：签字：年月日目录设计目的…………1设计任务与要求及软件介绍………1设计步骤…………1实验预习……1设计方案………2设计总结…………5实验心得…………5参考文献…………5设计目的1、通过本课程设计的学习，学生将复习所学的专业知识，使课堂学习的理论知识应用于实践，通过本课程设计的实践使学生具有一定的实践操作能力；2、掌握protel软件的使用方法，能熟练运用该软件设计电路；3、学会用数字电子器件组成复杂系统的方法。二、设计任务与要求及软件介绍软件设计任务：题目10：循环彩灯控制设计一循环彩灯控制电路，具体要求如下：1、共有红、绿、黄3色彩灯各9个，要求安一定顺序和时间关系运行。2、动作要求：先红灯，后绿灯，再黄灯，分别按0.5S的速度跑动一次，然后，全部红灯亮5S，再黄灯，后绿灯，各一次。以此循环。3、用protel画出原理图和pcb版图。软件介绍：Protel99SE（SecondEdition）是一个自动化软件，它具有强大的电路自动设计、编辑、管理能力。在电路原理的设计环境中，可以完成电路原理图转换成电路板设计的一个桥梁。在PCB电路设计环境中，可实现对PCB电路板自动布线、编辑、设计、检查、汇总报表、图纸输出等功能。设计步骤：1、实验预习：本次实验要求设计一个电路控制3种颜色共27个彩灯进行循环点亮的电路，具体要求是红、绿、黄三色彩灯依次按0.5秒的速度跑动，然后三色彩灯依次常亮5s。然后将电路在protel99se上进行制作电路板。首先电路要实现0.5s的速度跑动，可以通过74LS161十六进制计数器芯片进行计数，然后通过译码器输出来实现。后面长亮5秒的电路可以将原有信号进行十分频再输入到计数器芯片来实现，原理同前。本次实验需要使用到Protel99se软件，所以要先学习Protel99se的基本操作。2、设计方案：用74LS161芯片和译码器实现彩灯跑动用74LS161芯片和译码器实现彩灯跑动用十分频和74LS160和译码器实现长亮实现2电路的循环构成总电路图用十分频和74LS160和译码器实现长亮实现2电路的循环构成总电路图在Protel中连接好原理图制成PCB电路板根据方案，先设计出电路原理图如下图：连接好原理图，并进行电气检查无误后，生成网络表，建立PCB板文件，生产PCB电路板文件如下图：具体实验步骤如下：双击启动Protel99SE后，进入Protel99SE软件的第一层设计“DesignExplor”在这个窗口中，可以打开或创建设计数据库等操作，其扩展名为.DDB。创建新的数据库后，确定需要的电路文件。电路设计文件的操作。当建立电路文件后就可以对其进行电路设计工作，首先双击电路原图文件（.sch）就进入了电路原理图编辑的窗口。查找元器件，放置元器件。布线。（原理图如下图所示）编辑元器件的属性。电器规则检查。产生原件报告表。生成网络表。创建PCB文件编辑修改电路板及其电路各元件属性装入网络报表。手动调整元件的布局，因自动布局往往达不到设计者的要求。自动布线（如有不理想的现可进行手动布线）。电路板设计规则检查。设计总结通过使用74LS161，74LS160.4线-16线译码器等芯片实现了题目所要求的彩灯循环电路，并且在Protel99中实现了PCB电路板的制作。在制作过程中，经常出现各种各样的错误，比如元件封装时遇到的错误，电路原理图连线的错误等，通过查找相关指导书以及在网上查找的资料，从开始调试时的430个错误慢慢减少，最后终于无误制成PCB电路板，这中间的