彩灯控制.docx

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彩灯控制

西安邮电学院

数字电路课程设计报告书

系部名称

：

学生姓名

：

专业名称

：

班级

：

实习时间

：

题目：

多路彩灯控制器

一、实验目的

1、熟悉常用芯片的性能及用途；

2、对所学理论的巩固及检验,进一步的学习；

二、实验要求

设计一个至少8路的移存型彩灯控制器，彩灯用发光二极管LED灯模拟。

具体要求如下：

1、多路彩灯的模型至少要有8盏；

2、实现多路彩灯的多种花型自动变换（至少要求3中花型）；

3、选做内容：

将能够显示的花型种类增加至4种；

4、实现多路彩灯的节拍的自动变换（至少要有快慢2种节拍）。

三、使用元件

555定时器

1个

5.1k电阻

1个

74LS74

1个

4.7µf电容

1个

74LS151

1个

0.01µf电容

1个

74LS161

2个

150k电阻

1个

74LS194

2个

100Ω电阻

2个

74LS00

2个

LED灯

8个

74LS04

1个

74LS86

1个

四、总体方案的设计

振荡器采用简单易行的555振荡器来实现，555所产生的信号经过一片74LS74进行分频然后用74LS1518选1数据选择器进行快慢选择。

信号经过分频之后经过控制电路两片74LS161级联来实现花型的变化，然后输出到移位寄存器74LS194的位移端。

选择移位寄存器的原因是花型要求不多，因此采用移位寄存器来组成彩灯控制电路。

彩灯控制器是以高低电平来控制彩灯的亮与灭。

如果以某种节拍按一定规律改变彩灯的输入电平值，控制彩灯的亮与灭，即可按预定规律显示一定的花型。

因此彩灯控制电路需要一个能够按一定规律输出不同高低电平编码信号的信号发生器，同时还需要信号发生器所要求的时序信号和控制信号。

综上所述，彩灯控制器应由节拍产生、节拍切换、花型切换、及花型显示模块组成：

其结构框图如图所示：

五、单元电路的设计

1、三种花型的设计：

（1）定时器由555振荡器及少量电阻、电容构成，产生定时脉冲1s,再经过74LS74中的D触发器产生分频信号为2s脉冲;

其电路图如下所示：

（2）节拍切换模块是有74LS151和74LS74构成，在这里74LS1518选1数据选择器主要起到快慢切换的作用，当74LS74的输出为0时选择D0输出，则花型变换为快节拍。

反之，则为慢节拍。

（3）花型控制模块，用两片74LS161构成模值为32的计数器，控制三种花型，第一种花型有16个节拍，第二种花型有8个节拍，第三种花型有8个节拍故这三种花型依次循环一遍共需32个节拍。

其电路图如下：

（4）花型显示模块有两片移位寄存器74LS194控制，移位寄存器的左右移动受

，

的控制，

=01时花型右移，

=10时花型左移，其输入信号与花型切换信号的关系，如图所示：

花型

种类

切换信号

上边移位寄存器输入

下边移位寄存器输入

SLSR

SLSR

花型Ⅰ

000

01×1

01×0

001

01×1

01×1

010

101×

100×

011

100×

100×

花型Ⅲ

100

101×

101×

101

100×

100×

花型Ⅳ

110

101×

01×1

111

100×

01×0

根据上图可利用卡诺图写出上下移位寄存器的输入：

上边移位寄存器：

SL=

SR=1

上边移位寄存器:

其电路结构图为：

2、选作四种花型的设计：

（1）节拍快慢信号的产生；

（2）节拍切换模块；

（3）花型控制模块；

以上三个模块与三种花型的模块一致。

在花型显示模块的输入信号与三种花型的输入信号不一样。

（4）花型显示模块有两片移位寄存器74LS194控制，移位寄存器的左右移动受

，

的控制，

=01时花型右移，

=10时花型左移，其输入信号与花型切换信号的关系，如图所示：

花型

种类

切换信号

上边移位寄存器输入

下边移位寄存器输入

SLSR

SLSR

花型Ⅰ

000

01×1

101×

001

01×0

100×

花型Ⅱ

010

01×1

101×

011

100×

01×0

花型Ⅲ

100

101×

101×

101

100×

100×

花型Ⅳ

110

101×

01×1

111

100×

01×0

根据上图可利用卡诺图写出上下移位寄存器的输入：

上边移位寄存器：

SL=SR=

上边移位寄存器：

SL=SR=

其电路结构图为：

六、总系统电路图

（1）三种花型系统电路图：

（2）四种花型系统电路图：

七、心得体会及分析

两周的实习，转眼便结束了，体会到实践并不是像每个人期许的那样。

也许之前我们会肯定的说这个电路图绝对没问题，但是事实也许并不竟如人意。

开始的时候设计电路图，我先将设计好的电路进行仿真，分别验

证各个模块最基本的功能是否实现，确保电路设计正确后便开始在面包板上连接电路。

尽可能不出现交叉线路，将每条线路都平铺在面包板上，各个模块都分布清晰，尤其是电源线和地线，做到整齐划一。

连接的过程中用万用表测其线路是否接触良好，路线择优而布。

尽管连接的过程做的很严谨，但是连接完成后，还是出现了问题。

555定时器产生时钟脉冲但不稳定，经过多次检测，确定是面包板接触不好。

后来条件允许我便换了一块新的面包板，重复之前的过程再次连接好电路，上电后通过调节电源电压的高低终于成功实现了想要的花型，真的是很兴奋，虽然在这过程中烧坏几个LED灯。

通过这次课程设计，我增长了不少实践的能力，懂得理论与实践之间的差别，并深入理解了理论与实践要相结合的道理。

设计实验的过程中，让我对课本上的知识有了更清晰的认识和了解，学会了运用一些器件来完成某些具体的功能，对器件功能的了解更深入，应用也更灵活了，重要的是我学会了思考问题的方法和思路。

另外也培养了我解决问题的能力和习惯。

西安邮电学院电子工程学院数字电路课程设计过程考核表

学生姓名

李俊玲

班级/学号

电子0801（37）

承担任务实验室（单位）

电子信息工程教研室

所在部门

电子工程学院

实施时间

2010年12月6日至2010年12月17日

具体内容

第一周

星期一上午：

集中讲解设计的目的及要求；介绍系统设计的一般方法和步骤；介绍部分逻辑器件及其应用；布置课程设计题目；分析设计中可能出现的问题。

星期一下午~星期二:

学生选题，查阅资料，设计电路；教师准备器材、工具等，同时为学生检查电路设计、辅导答疑。

星期三：

学生完成原理图设计及连接图设计。

教师审阅，开始发放元器件及工具。

星期四~星期五：

学生进行电路安装、调试；教师继续答疑并补发元器件。

第二周

星期一~星期二：

学生继续安装调试，调试成功的学生可选作第二课题。

星期三：

开始验收。

要求：

1）功能正确；2）电路稳定；3）能自述调试中遇到的问题及解决方法。

星期四~星期五上午：

继续验收。

验收通过的学生整理、上交工具，写出设计报告。

星期五下午：

召开课程设计总结交流会，总结交流学生在课程设计中具有特色的设计思想和先进的调试方法。

指导教师（师傅）姓名

职务或职称

指导教师（师傅）

对学生的评价

学习态度

□认真□一般□不认真

学习纪律

□全勤□偶尔缺勤□经常缺勤

实践能力

□很强□一般□较差

指导教师（师傅）对学生专业知识或社会实践能力等情况的意见

指导教师（师傅）签字

年月日

西安邮电学院电子工程学院数字电路课程设计成绩鉴定表

学生姓名

李俊玲

班级/学号

电子0801（37）

进行时间

2010年12月6日至2010年12月17日

成绩鉴定

学习内容（20分）

与教学任务计划结合程度（10分）

与专业培养结合程度（6分）

其它（4分）

接受单位评价

（20分）

实践能力（10分）

学习态度（6分）

学习纪律（4分）

报告鉴定

（60分）

报告内容与实践过程紧密结合（15分）

报告内容与教学计划内容紧密结合（15分）

报告质量（主题、结构、观点、逻辑、资料、字数30分）

评阅教师姓名

职称

成绩

评语

评阅教师签字

年月日