数字电路课程设计报告

数字电路课程设计报告一．课程设计题目（一）题目：多路彩灯控制器（二）实习目的：1．掌握数字电路课程的理论知识。2．熟悉几种常用集成数字芯片的功能和应用，并掌握其工作原理，进一步学会使用其进行电路设计。3．了解数字系统设计的基本思想和方法，学会科学分析和解决问题。二．任务和要求实现彩灯控制的方法很多，本实验要求设计的彩灯路数较少，且花型变换较为简单，采用移位寄存器型彩灯控制电路。（1）彩灯控制器设计要求设计一个8路移存型彩灯控制器，基本要求：1.8路彩灯能演示至少三种花型（花型自拟）；2.彩灯用发光二极管LED模拟；（2）课程设计的总体要求1．设计电路实现题目要求；2．电路在功能相当的情况下设计越简单越好；三．总体方案的选择（1）总体方案的设计针对题目设计要求，经过分析与思考，拟定以下方案：方案：总体电路共分三大块。第一块实现时钟信号的产生；第二块实现花型控制电路；第三块实现花型演示电路。主体框图如下：产生时钟cp产生时钟cp花型控制花型演示根据所提供的实验器材各模块总体思路如下：花型控制电路：由两片1614位二进制同步计数器和一些与非门共同完成；花型演示电路：由两片194双向移位寄存器完成；（2）总体方案的选择将整个设计电路的功能模块化，设计思想比较简单。元件种类使用少，且都较熟悉易于组装电路。这么设计的出发点是：电路设计模块化，易于检查电路，对后面的电路组装及电路调试都很方便。。花型控制电路简单，花型也比较简单。设计确定将电路模块化，通过仿真软件也实现了设计要求。四．单元电路的设计1.设计所使用的元件：74LS161（四位二进制同步计数器）----------------------------2个；74LS194（移位寄存器）-----------------------------------2个；74LS00（四二输入与非门）----------------------------------2个；74LS04（六非门）-------------------------------------------1个；发光二极管---------------------------------------------------8个；555-----------------------------------------------------1个；电容：4.7μf----------------------------------------------1个；0．01μf-----------------------------------------------1个；电阻：150kΩ---------------------------------------------------------------------1个；100Ω----------------------------------------------3个；4.7kΩ------------------------------------------------1个；2.各个单元电路（1）花型演示电路由二片移位寄存器194实现。其八个输出信号端连接八个发光二极管，用其输出信号控制发光二级管的亮灭实现花型演示。而花型之间的变化通过花型控制电路的输出即161级联的计数器输出和与非门共同的逻辑组合控制三种花型变换样式。花型1：8路灯分两半。从左至右渐亮，全亮后，再从左至右渐灭；花型2：8路灯分两半。两半同时从左向右渐亮后，再从左至右渐灭；花型3：8路灯分两半。左一半依次左移，右一半依次右移后又渐灭。将两片194分为低位片1和高位片2，再将其输出端从低位到高位记为L1~L8，所以四种花型的L1~L8的状态值变化情况如下表：要用194实现四个花型的连续显示必须对两片194的S1、S0和SL、SR一句节拍的变化进行相应的改变；两片161级联的输出端从Q0~Q7根据变化的花型频率选用高位片的QD1、QA2分别去控制194的S1和S0、SR则由161的另一些输出端经过与非门来进行逻辑控制。列出各花型和其对应的194的S1、SL、SR的输入信号及节拍控制信号列表如下：控制结果表达式如下： S02=1S12=0cp32和cp16的由来：（1）两片194的控制端子S1、S0的波形（2）从波形图中得，S01是对CP脉冲的32分频，S02=1，S12=0，图中CP32是对CP的32分频，CP16是对CP的16分频五．各模块实现电路1）时钟产生电路 2）产生CP32和CP16的电路3）花型控制电路 六．总体电路图七.电路组装、调试过程中发生的问题及解决的方法。在时钟信号发生电路和161计数部分组装完成后就已经进行了调试，没有问题；到完全组装完成后，加上电源，却没有成功，再次检查时钟信号发生电路，正常；然后我用万用表测量各个芯片的电源电压和地，发现很多管脚都出现了2.2V左右的电压，后来发现原来面包板地和电源不是完全导通的，用导线从中间接上后，发光二极管开始有花形变化。但仔细一看，前三种花形是完全正确的，但是第四种花形