八路流动彩灯控制电路仿真分析课程设计任务书.docVIP

齐鲁理工学院 课程设计任务书 课 程 名 称 数字电子技术 二 级 学 院 机电工程学院 专 业自动化一班、通信工程一班和二班 班 级 2013级 起 止 日 期 6月8至6月21 指 导 教 师 1．课程设计应达到的目的 加深对数字电子技术的理论知识的理解，结合实践进一步加深对单元电路基本功能的掌握和应用。 通过具体数字电路模型，掌握一种常用电子电路仿真的软件，使学生能利用所学理论知识完成实际电路的设计、仿真和制作。 掌握八路流动彩灯控制电路的基本知识，为设计奠定好理论基础 学会Multisim2001的基本内容，并且会利用其设计数字电路。 2．课程设计题目及要求 设计题目一：八路流动彩灯控制电路仿真分析 设计要求： 能够实现设计任务的基本功能。 依据要求运用数字电子技术的理论设计、制定实验方案，并论证方案。 3.学习电路仿真过程，绘制电路图，进行基本的仿真试验对设计的电路进行性能分析。 4.撰写课程设计论文要求符合模板的相关要求，字数要求3000字以上。 3．课程设计任务及工作量的要求〔包括课程设计计算说明书、图纸、实物样品等要求〕 一、设计任务 1、掌握利用555多谐振荡器产生1kHZ的信号的电路； 2、利用74LS161D和74LS194设计八路流动彩灯控制电路； 3、编写任务报告。 二、设计过程及原理 1、八路流动彩灯控制电路总体构架 八路流动彩灯控制电路可以划分为脉冲信号源电路、循环控制电路、编码电路、显示电路四部分。 2、设计思路及原理 用数字集成电路设计八路彩灯控制系统的要求： ①八路彩灯从左向右逐次渐亮，间隔为1s； ②八路彩灯从右至左逐次渐灭，间隔为1s； ③八路彩灯闪烁：同时亮，时间为0.5s，然后同时灭，时间为0.5s，反复4次。 （1）时钟脉冲产生电路为系统提供时钟脉冲信号；循环控制电路为编码器提供所需要的节拍脉冲及控制信号，控制整个系统工作；编码电路根据系统功能按节拍输出8路编码信号，控制8路彩灯按规定的规律亮灭；显示电路主要由8个发光二极管组成，实现彩灯的输出状态。 时钟脉冲产生电路用来为系统提供脉冲信号，即为循环控制电路和编码电路提供时钟脉冲，用555定时器外接电阻、电位器、电容元件构成占空比为50%、周期为1s的多谐振荡器，如下图所示。 （2）控制器需产生一个20拍的节拍脉冲用于控制后续编码器电路的工作，本设计利用清零法将2个四位二进制加法计数器74LS161接成20进制计数器来产生节拍脉冲，形成20进制循环控制电路，U4为高位，U3为低位。74LS161是异步清零的计数器，控制电路工作脉冲从00000-10011，用与非门检测到10100（即20）后接至清零端，使计数器直接清零，进行下一个循环。循环控制电路如下图所示，图中XFG1和XLA1均是Mulsitim中的虚拟仪器，XFG1是函数信号发生器，XLA1是逻辑分析仪。 （3）编码电路要求根据设计功能送出8位状态编码信号，以控制显示电路中彩灯按规律亮灭。本次设计选用双向移位寄存器74LS194及门电路组成编码电路。八路流动彩灯控制电路如下图所示。 4．主要参考文献 1、康华光编著，数字电子技术，高等教育出版社，2009年 2、宋瑾编著，基于Multisim的8路彩灯控制系统设计与仿真，苏州大学，2014年 3、陈明义编著，电子技术课程设计实用教程，中南大学出版社，2006年 5．课程设计进度安排 起 止 日 期 工 作 内 容 2015年6月8日－6月21日 6月8日－6月10日 6月11日－6月14日 6月15日－6月19日 6月20日－6月21日 题目分析，查阅资料与方案选择 电路设计 原理图的绘制与电路仿真 撰写设计报告 6．成绩考核办法 根据学生在实习中的表现、实习报告的质量，以及各项目实习老师给予的实习鉴定综合考核评分，按按优秀、良好、中等、及格和不及格五级计分。 教研室审查意见： 教研室主任签字： 年 月 日 二级学院意见：