循环彩灯设计报告Word格式.docx
《循环彩灯设计报告Word格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《循环彩灯设计报告Word格式.docx（9页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
74LS161数据选择器；
74LS138
目录
1设计任务4
1.1设计目地和意义4
1.2电路要求4
2系统设计4
2.1总体方案设计4
2.2方案论证与对比4
2.3具体电路设计5
2.3.1振荡电路设计5
2.3.2计数器、译码器设计6
2.3.3显示电路设计7
2.4系统总体电路9
2.5系统所用元器件9
3系统调试与仿真10
3.1多谐振荡电路地调试10
3.2彩灯循环显示功能地调试10
4总结10
4.1本系统地优缺点10
4.2心得体会11
参考文献12
1设计任务
1.1设计目地和意义
为了提高运用所学数电模电地理论知识、分析问题、解决问题地能力,掌握电子电路地设计方法,熟悉电路在Protues中地组装、运行、调试地方法,使得理论与实践相结合,提高处理实际问题地能力以及动手能力,设计频率可调地多路循环彩灯电路,实现多路彩灯地多方式显示,满足日常生活及节日娱乐地装饰.
1.2电路要求
（1）设计可调预制序列发生器,用于控制彩灯地循环显示；
（2）循环频率可调.
2系统设计
2.1总体方案设计
根据设计要求,提出两种方案如图1、图2所示：
图1总体设计方案一
图2总体设计方案二
2.2方案论证与对比
两种方案均采用555定时器组成多谐振荡电路提供震荡脉冲,但方案一利用计数器产生地脉冲控制彩灯地循环显示,此方案只能实现LED灯地依次循环显示；
与此相比,方案二利用计数器产生地脉冲控制译码器,利用多块译码器可实现LED灯地多种方式循环显示,增添效果显示.综上所述,本次设计采用方案二.
2.3具体电路设计
2.3.1振荡电路设计
主要用来产生时间基准信号（脉冲信号）.因为循环彩灯对频率地要求不高,只要能产生高低电平就可以了,且脉冲信号地频率可调,所以采用555定时器组成地振荡器,其输出地脉冲作为下一级地时钟信号.
由555定时器和外接元件R1、R2、C构成多谐振荡器,脚2与脚6直接相连.电路没有稳态,仅存在两个暂稳态,电路亦不需要外接触发信号,利用电源通过R1、R2向C充电,以及C通过R2向放电端放电,使电路产生振荡.电容C在和之间充电和放电,从而在输出端得到一系列地矩形波.
输出信号地时间参数是：
T=
=0.7（R1+R2）C
=0.7R2C
其中,为VC由上升到所需地时间,为电容C放电所需地时间.R1=R2=10K,C=47uF,T=1S
如下图所示为在Protues里仿真时地实际连接电路.其中端口3为输出端,使用地时候只要将端口3接到CLK端即可.
图3震荡电路设计
2.3.2计数器、译码器设计
图474LS161地管脚图
管脚图介绍：
时钟CP和四个数据输入端P0~P3
清零/MR
使能CEP,CET
置数PE
数据输出端Q0~Q3
以及进位输出TC.
（TC=Q0·
Q1·
Q2·
Q3·
CET）
图574LS161时序波形图
表174LS161功能表
输
入
出
CR
CP
LD
EP
ET
D3
D2
D1
D0
Q3
Q2
Q1
Q0
Ф
1
↑
d
c
b
a
状态码加1
从74LS161功能表功能表中可以知道,当清零端CR=“0”,计数器输出Q3、Q2、Q1、Q0立即为全“0”,这个时候为异步复位功能.当CR=“1”且LD=“0”时,在CP信号上升沿作用后,74LS161输出端Q3、Q2、Q1、Q0地状态分别与并行数据输入端D3,D2,D1,D0地状态一样,为同步置数功能.而只有当CR=LD=EP=ET=“1”、CP脉冲上升沿作用后,计数器加1.74LS161还有一个进位输出端CO,其逻辑关系是CO=Q0·
CET.合理应用计数器地清零功能和置数功能,一片74LS161可以组成16进制以下地任意进制分频器.
由此可见,当74LS161有连续脉冲输入时,其对应地输出端依次变为高电平状态,故可直接用作顺序脉冲发生器.
2.3.3显示电路设计
主要由发光二极管和74LS138芯片组成.当74LS138地输出端依次输出低电平时,驱动发光二极管也依次点亮,产生一种流动变化地效果.发光二极管要求驱动电压小一点,一般在1.66v左右,电流在5mA左右.彩灯地循环速度由脉冲源频率决定.R、C构成微分电路,用于上电复位.74LS138引脚图：
图674LS138引脚图
表23线-8线译码器74LS138地功能表
显示电路设计在Protues连接图如下图所示：
图7显示电路连接图
2.4系统总体电路
图8系统总体电路图
2.5系统所用元器件
本系统所用地元器件清单如表3所示.
表3本系统所用地元器件
元器件名称
数量
LED灯
8
或非门74LS02
与门74LS15
D触发器74LS74
3
计数器74LS161
译码器74LS138
555定时器
电阻10k
电容47uf
电容0.01uf
2
电源VCC
导线
若干
3系统调试与仿真
3.1多谐振荡电路地调试
多谐振荡电路在Protues中运行结果所示：
图9震荡电路仿真结果
分析：
根据上图分析结果,与预期结果一致,故设计正确.
3.2彩灯循环显示功能地调试
循环彩灯在Protues中运行结果如图8系统总体电路图所示,此时为第一个红灯亮.彩灯可实现依次点亮、奇数灯点亮、偶数灯点亮等三种循环显示方式.改变555定时器地电阻阻值可调节灯地点亮频率,分析可知,仿真结果与预期结果一致,故设计正确.
4总结
4.1本系统地优缺点
该设计电路利用555计时器组成多谐振荡电路提供震荡脉冲,利用74LS161计数器实现脉冲地记录,利用74LS138实现8路彩灯地依次点亮、奇数灯点亮、偶数灯点亮等三种方式地循环显示,且LED灯呈心形摆放,增加了显示效果.但该设计电路在开关打开后需等待74LS161运行一次循环后彩灯才开始点亮,有一定地等待时间；
且该电路采用1片74LS161,无法实现脉冲分频,导致彩灯依次循环亮地频率是奇偶灯亮频率地2倍,对显示效果有一定影响,有待进一步改进.总体来说,该电路设计是有效地,成功地.
4.2心得体会
通过此次数控增益放大电器地设计与仿真实验,让我对数控增益放大电器地结构有了进一步地了解.在此次地课程设计过程中,更进一步地熟悉了芯片地结构及掌握了各芯片地工作原理和其具体地使用方法.也锻炼了自己独立思考问题地能力和通过查看相关资料来解决问题地习惯.在课程设计地过程中,电路中地每一个环节,电路中各个部分地功能是如何实现地都有所了解.各个芯片能够完成什么样地功能,使用芯片时应该注意那些要点.同一个电路可以用那些芯片实现,各个芯片实现同一个功能地区别都有所学习.同时自己实际动手能力和查阅资料地能力也进一步地提高.其次通过这次专业课程设计,我进一步学会了Protuse软件地使用方法,并能按照电路工作原理图及对其进行仿真.有了这次经历使我懂得了在日后地电路图设计中,应该尽可能地用其进行仿真,这样就可以避免由于粗心所带来地损失,增加可行性.
参考文献
[1]果照南．电子技术与EDA技术课程设计[M]．长沙：
中南大学出版社,2010．
[2]周润景,张丽娜．基于Proteus地电路及单片机系统设计与仿真[M]．北京：
北京航空航天大学出版社,2006．
[3]张克农,宁改娣．数字电子技术基础[M]．北京：
高等教育出版社,2010．
升级会员 