数字电子技术课程设计音乐数字彩灯控制器大学论文.docVIP

课程设计任务书 课题名称 音乐数字彩灯控制器 姓 名 专业 班级 学号 指导老师 刘建 课程设计时间 一、任务及要求 1. 数码管自动依次显示数字队列0，1，2，3，4，5，6，7，8，9（自然数列）；1，3，5，7，9（奇数列）；0，2，4，6，8（偶数列）；0，1，2，3，4，5，6，7，0，1（音乐数列）。然后又依次显示同上数列，不断循环； 2. 打开电源开关，自动清零，即通电后最先显示出自然数列的0，再显示出1，然后按上述规律变化. 3. 每个数字的一次显示时间（从数码管显示之时起到消失之时止）基本相等。 4. 严格按照课程设计说明书要求撰写课程设计说明书 二、进度安排 第一周： 周一：课题内容介绍和查找资料； 周二～周三：方案设计，电路仿真，周三下午检查设计方案及仿真结果； 周四～周日：周四上午领元器件；安装、调试电路； 第二周： 周一～周三：安装、调试电路； 周四：验收电路，收元器件，整理实验室，撰写设计报告，打印相关图纸； 周五：答辩，收设计报告。 1、贾立新，王涌.电子系统设计与实践(第2版).清华大学出版社.2011.2 2、谢自美. 电子线路设计、实验、测试(第3版).华中科技大学出版社.2013.8 3、汤山俊夫.数字电路设计与制作.科学出版社.2005.4 目录 一、 课程设计的任务要求 2 二、设计方案 2 (一) 整体设计 3 (二) 芯片设计 3 (三) 电路设计 6 三、单元电路（子模块，子程序）分析 6 (一) 自然数列 6 (二) 奇数列 6 (三) 偶数列 7 (四) 音乐数列 7 (五) 总控制 7 四、系统仿真/测试 8 五、电路安装调试 11 (一) 安装 11 (二) 调试 12 (三) 故障 14 (四) 产生故障的主要原因及解决方法 14 六、元件清单 14 七、总 结 15 课程设计的任务要求 数码管自动依次显示数字队列0，1，2，3，4，5，6，7，8，9（自然数列）；1，3，5，7，9（奇数列）；0，2，4，6，8（偶数列）；0，1，2，3，4，5，6，7，0，1（音乐数列）。然后又依次显示同上数列，不断循环； 打开电源开关，自动清零，即通电后最先显示出自然数列的0，再显示出1，然后按上述规律变化. 每个数字的一次显示时间（从数码管显示之时起到消失之时止）基本相等。 二、设计方案 整体设计 根据设计要求，要依次输出四个数列，并且要循环输出。可按以下程序框图2.1.1： 图2.1.1 芯片设计 自然数列和音乐数列输出都有十个数字，偶数列和奇数列都为十以内数字。由此，可以选用十进制的芯片，进行十个数字的输出。在所学的芯片中，74LS160和74LS161都可以进行十进制输出。如图2.2.1是74LS161芯片的管脚，图的管脚 图2.2.1 图2.2.2 表2.2.1 74LS160芯片功能表 表2.2.1是74LS160的功能表，可以使用其计数功能，进行从0到9的计数。74LS160是同步十进制加法计数器，74LS161是同步二进制加法器。相比之下，74LS160本身就是十进制，更方便进行在本次实验中进行计数。可以使用四个74LS160分别输出自然数列、奇数列、偶数和音乐数列。 在进行电路总控制时，要求依次输出数列，那么必须要有一个芯片可是使四个74LS160依次进行输出。为了减少芯片使用，使用组合逻辑器件和时序逻辑器件配合进行电路总控制进行计数输出。表2.2.2和图2.2.3分别为74LS138芯片的功能表和管脚图，可知，输出项每项都只有一个0，利用这一特点，可以用来使控制仅一个芯片输出。 表2.2.2 74LS138真值表 图2.2.3 电路设计 在74LS160芯片计数时，进行自然数列输出时，只要给个上升脉冲，芯片自动会进行0~9的输出。而对于奇数列，要求输出为0001,0011，0111,1111。由此可见，输出奇数列的低位都是1，所以要将输出奇数列的芯片的低位要置1。对于偶数列，芯片要输出0000,0010,0100,1000，则输出偶数列的芯片的低位要置0。对于音乐数列，要输出0000~0111，那么只需将输出音乐数列的高位置0. 对于74LS138芯片，只需用到四个输出端口，那么输入端口只需两个就行，而且74LS138要对74LS160进行控制，那么输出端口是要分别连到74LS160的。 三、单元电路（子模块，子程序）分析 自然数列 图3.1.1 奇数列 图3.2.1 偶数列 图3.3.1 音乐数列 图3.4.1 总控制 图3