信息灯的设计和制作课程设计报告.docVIP

学 号： 0121011350327 课 程 设 计 题 目 信息灯的设计与制作 学 院 自动化学院 专 业 班 级 姓 名 指导教师 2012 年 7 月 6 日 课程设计任务书 学生姓名： 专业班级： 指导教师： 工作单位： 题 目： 信息灯的设计与制作 初始条件： 以7X9或5X7点阵方式组成英文STOP字样 以流动方式循环显示文字，如S-T-O-P-熄灭-S-T-O-P-熄灭- 循环显示频率快慢为2S 选作：设计以依次增加方式循环显示文字的电路，如S-ST-STO-STOP-熄灭-S-ST- 要求完成的主要任务: （包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求） 设计任务及要求 方案比较及认证 系统框图，原理说明 硬件原理，完整电路图，采用器件的功能说明 调试记录及结果分析 对成果的评价及改进方法 总结（收获及体会） 参考资料 附录：器件表，芯片资料 时间安排： 6月25日~6月28日：明确课题，收集资料，方案确定 7月28日~7月2日：整体设计，硬件电路调试 7月2日~7月6日；报告撰写，交设计报告，答辩 指导教师签名： 2012年 7月 4 日 目录 摘要 4 1 方案论证 5 1.1 系统总体框图 5 1.2 各单元电路的方案 5 1.2.1 脉冲产生电路 5 1.2.2 计数器电路 5 1.2.3 显示电路 7 2 电路设计参数的确定 7 2.1 555定时器构成的脉冲发生器 7 2.2 由74LS194移位寄存器和74ls20构成环形计数器 8 2.3 LED灯构成显示电路 9 3 仿真测试 10 3.1总体电路如下 10 3.2测试结果 11 3.2.1脉冲信号的测试 11 3.2.2总体效果测试 11 4 制作与调试 12 4.1制作的PCB板 12 4.2连接完成的实物图 13 5 心得体会 13 结束语 14 参考文献 15 摘要 基于Protues的信息灯的仿真设计和制作，详尽地对各个方案进行论证，最后按最优化的方案进行仿真，实物制作，具体介绍了电路的设计方法和方案论证的方法。 设计的信息灯系统以555构成脉冲产生部分，以74ls194和74ls20构成的环形计数器电路，和led发光二极管构成的显示电路组成，最终实现以流动方式循环显示文字。本系统的最大优点就是它结构简单易懂，制作起来也并不算麻烦，其缺点就是容易受自身电路元件以及周围环境的影响，从而导致测量结果与实际值的偏差。 关键词：信息灯 脉冲产生 环形计数器 循环显示 信息灯的设计与制作 1 方案论证 1.1 系统总体框图 图1 系统方框图 1.2 各单元电路的方案 1.2.1 脉冲产生电路 时钟脉冲：脉冲信号是一个按一定电压幅度，一定时间间隔连续发出的脉冲信号。脉冲信号之间的时间间隔称为周期；而将在单位时间（如1秒）内所产生的脉冲个数称为频率。频率是描述周期性循环信号（包括脉冲信号）在单位时间内所出现的脉冲数量多少的计量名称；频率的标准计量单位是Hz（赫）。 方案一：利用单片机技术，通过c语言编程，控制单片机，使其产生所需要的脉冲信号。 方案二：利用DDS技术，通过相应的硬件电路和程序控制，DDS芯片可以产生具有低功耗、高分辨率和快速转换时间的脉冲信号。 方案三：利用555定时器组成多谐振荡器，作为总个系统的时钟源。 方案比较：方案一和方案二都可以产生所需的精确的时钟脉冲，但是其制作的过程作过程比较繁琐，电路复杂，容易出错，此外，方案一和方案二中均需用到单片机，与课设的要求相违背。方案三芯片通用性强，成本低，电路简单，制作简便，容易实现产生所需的时钟脉冲，其缺点是脉冲的精度不高，综上分析，选择方案三。 1.2.2 计数器电路 环形计数器是由移位寄存器加上一定的反馈电路构成的，用移位寄存器构成环形计数器的一般框图（见图2），它是由一个移位寄存器和一个组合反馈逻辑电路闭环构成，反馈电路的输出接向移位寄存器的串行输入端，反馈电路的输入端根据移位寄存器计数器类型的不同，可接向移位寄存器的串行输出端或某些触发器的输出端。 图2 环形计数器 根据本系统的要求，要求此部分电路能产生5种状态的环形计数器，并能故偶输出并行数据。故有以下两种方案。 方案一：利用多个触发器构成寄存器，根据题目要求，用4个触发器构成4位的寄存