1、数电课设彩灯南京工程学院课程设计说明书(论文)题 目 彩灯循环控制电路设计 课 程 名 称 数字电路课程设计 院(系、部、中心) 计算机工程学院 专 业 计算机科学与技术 班 级 网络051 学 生 姓 名 顾兆慧 学 号 202050311 设计地点 图书馆203 指导教师 许小军 设计起止时间:2008年 月 日至2008年 月 日一、设计目的1、学会了将一个实际情况电路抽象为逻辑电路的逻辑状态的方法。2、掌握计数、译码、显示综合电路的设计与调试方法。3、掌握实际输出电路不同要求的实现方法。 4、熟悉Max+plus9.23软件运行环境,并了解其里面的各部分。二、设计任务设计16路彩灯循环
2、控制电路,使得该电路彩灯循环显示频率快慢可调,控制器,具有多路输出,彩灯由发光二极管模拟替代。根据不同的控制信号进行不同的计数,再通过译码器电路,得出不同的彩灯循环控制结果。还需满足彩灯的闪烁按一定的规则变化(三种以上);电路有复位控制;设定彩灯的闪烁的时间。 三:设计步骤1. 局部电路图详解:I. 彩灯信号输出部分:为实现16路彩灯输出,本案例选用两块集成电路译码器74138进行控制信号的输出。A、B、C为3个输入,有8种组合,即可输出彩灯的8路,使用两块74138即可实现16路彩灯信号输出。设定第一块74138输出的灯为L1L8,第二块为L9L16。II两块74151对74138进行控制的
3、原理详解:本案中采用了两块集成电路数据选择器74151,用以对两块译码器进行控制,达到实现多种亮法的目的。这一块74151中,A、C、GN接地,B接全电路的一个开关EN(工作时置1),所以当工作时,此块74151的输出Y恒为0,WN恒为1,这使得两块74138的各有部分控制借口处于工作状态。这一块74151中,输出端WN悬空;Y的输出结果由输入端B控制,而B即是本电路的亮法控制按钮INPUT2;当input2置0时,Y输出结果为D0,D0即是计数器74161的QD输出端;当input2置1时,Y=D2,D2是74161 QD的反信号。III.计算机74161对电路亮法的驱动与控制:本案采用一块
4、集成计数器74161进行信号的脉冲激励和对两块74138的控制以实现不同亮法的控制。本案唯一的计数器74161中,输入端ABCD全接地,ENT和ENP接高电平,三者确保器件工作;预置端和置零端在工作时置1,CLK为脉冲信号产生源。在输出端中,QA、QB、QC皆连接到两块译码器74138的ABC三个输入端,以计数器工作时的时序信号产生不同的组合使彩灯闪烁。其中QA和一个输入开关INPUT1进行与关系后才接入74138,这样的作用是,当INPUT1置1时,电路中QA的信号正常输入给两块74138的A端,彩灯依次亮起;当INPUT1置0时,AQ的信号被屏蔽,根据74161的工作状态表,两块74138
5、所接收到的信号隔一才有,所以可以使彩灯的亮法依次闪烁和隔一闪烁手动可调。74161的QD输入端,分两种路径连接到两块74138,连接到第一块的G2AN和G2BN,作用是只使得该74138接收计算机的前8种状态,用以一一控制8盏灯。连接到第二块74138的方法为:先分别以正反两信号接到74151中(如前文所述),再由该74151的Y输出端接到第二块74138的G1端。这样设计的巧妙之处在于,当INPUT2置0时,74151的Y输入为计数器74161的QD,如前文所述,当74161 QD为0时,第一块74138工作;当QD运行到1时,第一块74138不工作,而第二块开始工作,使得16路彩灯依次闪烁
6、;当INPUT2置1时,74151的Y输出为QD的反信号,所以两块74138一起工作,使得16路彩灯实行8-8两路同时闪烁。综上,两块74138用以彩灯输出;一块74161及两块74151皆用语控制彩灯的亮法;输入断INPUT1的功能为控制16路彩灯是否间隔输出:0为间隔,1为依次;INPUT2控制是否分两路:1为两路,0为顺序输出。整体电路示意2. 调试与运行:本次课设要求熟悉MAX+PLUSII软件运行环境,了解各部分的运用。I. 建立仿真电路图:运行MAX+PLUSII,选择建立图形电路文件,如图选择器件画好电路图,确认无误后保存该文件。II. 编译和仿真选择菜单“FILE”-“PROJ
7、ECT”-“SET PROJECT TO CURRENT FILE”然后选择,MAX+PLISIi-COMPILER进行编译。编译无误通过后,可进行拟真。选择以波形拟真通道文件(*.scf),添加所有电路元件至图中保存。选择SIMULATOR,在设定好电路的输入EN,CLK 等后,拟真通过,将显示预期想要的波形结果。仿真结果如下所示:01态拟真结果:11态拟真结果:00态拟真结果:10态拟真结果:III. 管脚的锁定和下载:拟真通过后,进行管脚锁定操作。从菜单“ASSIGN”中选择DEVICE,选择适当的器件。在菜单“FOLLRPLAN EDITOR”窗口中,进行管脚的锁定,其中CLK接脉冲,
8、将EN,CLEAR置1。然后控制不同的INPUT12组合,即可看到不同的彩灯闪烁方式。四.设计结果与分析从电路图的设计,项目编译,拟真,至最后的下载运行,本案成功地达到了课设的要求。本案可现实四种彩灯亮法,该四种方法用两个开关INPUT1和2控制:1.00状态下:16路彩灯隔一盏闪烁;2.01状态下:8-8两路同时隔一闪烁;3.11状态下:8-8同时连续闪烁;4.10状态下:16路彩灯连续闪烁;电路具有总开关“EN”,置1工作。电路具有清零开关CLEAR。五.设计总结与思考:在设计前,进行全面的数字逻辑电路的课本知识学习,熟悉各种芯片如计数器,数据选择器,译码器的工作原理。设计时,选择合适的集成芯片,输入了解了74161.74151.74138芯片的全部知识,应用这些芯片设计出符合课设要求的电路。在使用MAX+PLUSII软件过程中,学习并掌握了该关键的使用方法和调试手段,加强了实际动手能力。完成了整个课设,我首先对课本知识有了更深入的了解和掌握,巩固了所学知识;还学会了MAX+PLUSII的使用。本次的课设更为我今后在电子电路的学习及工作打下了良好的基础,受益匪浅。
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