数字电子技术——彩灯设计.docVIP

课程设计报告 ( 2011 -- 2012年度第二学期) 名 称：数字电子技术课程设计 题 目： 彩灯控制系统 学 号： 学生姓名： 林欣 成 绩： 目 录 一、电子技术课程设计的目的………………………… 3二、设计要求…………………………………三、系统框图及简要说明………………………………………四、方案选择与论证……………………………………………五、单元电路设计（原理、芯片、参数计算等）……………六、总…………………………………………………… 8七、实验过程……………………………………………………八、心得体会……………………………………………………附录I： 总原理图………………………………………………附录II：元器件清单……………………………………… 9附录III：真图…………………………………… 电子技术课程设计的目的二、设计要求本课题要求设计一个技术指标及要求：系统框图及简要说明四、方案选择与论证’为1的状态。 74194为四位双向移位寄存器，可选择左移右移的工作方式，与移入的数据为0或1来控制彩灯的移动与亮灭。先是右移时，右移数据为1，所以彩灯依次点亮。然后是左移数据为0，所以彩灯一次灭掉。而后的四个状态可使其停留在移0的状态下，因四个或非的一端输入为0,则四个或非门的输出主由时钟控制，此4个计数实现闪烁。 五、单元电路设计（原理、芯片、参数计算等） 参数计算： 555频率计算公式： f=1/T 当R1=47K；R2=51K；C1=10uF时，计算可得f=0.95Hz近似为1Hz。 2、彩灯状态循环控制单元 芯片：74161 图 2 74LS161连接图 原理：DCBA为预置数端，使ABCD=0000开始计数，到1011为12个状态。用四与非门将其通过与非运算为0，送给LOAD端，使其又取预置数0000。 3、彩灯状态选择单元 芯片：79151 图3 74LS151连接图 原理：74151为八选一数据选择器，通过161的CBA给出151的CBA信号从000变到111，则依次选择D0—D3四个1,D4—D7四个0状态，则在前四个状态中，Y为1,Y’（即图中~W）为0,后四个状态中Y为0,Y’为1。当QD为1时，在第九个状态，即计数到1000时，使能端 为1，芯片不工作，输出保持在Y为0,Y’为1的状态。 4、彩灯状态实现单元 芯片：79194 图4 双向移位寄存器电路图 原理：74194为二位双向移位寄存器 当S0=1,S1=0时，芯片实现右移功能；当S0=0,S1=1时，芯片实现左移功能。SL为0,说明左移的数据为0,即彩灯左移为灭；SR为1,说明右移的数据为1,即彩灯右移为亮。由于S0、S1是接在Y与Y’中的，所以前4个时钟信号下S0\S1为10,后四个时钟信号则为01，即彩灯的前四个状态为右移1（往右逐个亮），后四个状态为左移0（往左逐个灭）。剩下的四个状态中，S0\S1还为01则继续实现右移0。则第9到第12个状态下四个或非门的其中一个输入端都为0,灯的亮灭取决于时钟脉冲。 4、 六、总 七、实验过程 1、进行电路的构思及设计 2、在MULTISIM8.0上进行电路仿真，验证电路的可行性 3、在面包板上进行电路的布局与连接 4、进行电路测试 5、修改完善电路 八、心得体会 此次课程设计中，我做的是彩灯控制系统。 首先是电路的构思和设计。根据题目要求，四个彩灯从左向右逐次渐亮，四个彩灯从右向左逐次渐灭，四个彩灯同时点亮，时间为0.5秒，然后同时变暗，时间为0.5秒, 反复4次。所以一次彩灯循环共有12个状态，需要设置12个状态循环所以想到了用一个74161，用来制成一个12进制的计数器。又因需要从左到右逐次点亮，从左向右逐次灭掉，用移位寄存器实现，而在考虑74194的状态选择时想到的是74151。。又因时间频率的要求，用555定时器以及47k，51k以及10μ，0.01μ 电容组成了一个1HZ的多谐震荡器，用于产生稳定的矩形脉冲。 第二步是进行multisim仿真，验证电路的可行性。进行完了前期准备工作后，就开始实战操作了，这一步进行了比较久，在连接过程中，出现了很多问题，通过解决这些问题，我收获了很多东西。首先，我的第一个问题出现在555芯片上，这是一个很大的问题，因为555芯片不工作，整个电路板都不工作。经过仔细的比对图纸，检查了两个电阻和两个电容的值数，纠正了错误的连