数电课程设计_八路彩灯.docVIP

数字电路课程设计报告书

——多路彩灯控制器

系部名称

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通信工程与信息工程系

学生姓名

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专业名称

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通信工程

班级

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实习时间

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2014年6月3日至2014年6月13日

多路彩灯控制器的设计

一、课程设计题目（与实习目的）

（一）、题目：多路彩灯控制器

（二）、实习目的：

1．进一步掌握数字电路课程所学的理论知识。

2．熟悉几种常用集成数字芯片的功能和应用，并掌握其工作原理，进一步学会使用其进行电路设计。

3．了解数字系统设计的基本思想和方法，学会科学分析和解决问题。

4．培养认真严谨的工作作风和实事求是的工作态度。

5．数点课程实验是大学中为我们提供的唯一一次动手实践的机会，增强动手实践的能力。

二、任务和要求

实现彩灯控制的方法很多，如EPROM编程、RAM编程、单板机、单片机等，都可以组成大型彩灯控制系统。因为本次实习要求设计的彩灯路数较少，且花型变换较为简单，故采用移位寄存器型彩灯控制电路。

（1）彩灯控制器设计要求

设计一个8路移存型彩灯控制器，基本要求：

1.8路彩灯能演示三种花型（花型自拟）；

2.彩灯用发光二极管LED模拟；

选做：实现快慢两种节拍的变换。

（2）课程设计的总体要求

1．设计电路实现题目要求；

2．电路在功能相当的情况下设计越简单越好；

3.注意布线，要直角连接，选最短路径，不要相互交叉；

4.注意用电安全，所加电压不能太高，以免烧坏芯片和面包板。

三总体方案的选择

（1）总体方案的设计

针对题目设计要求，经过分析与思考，拟定以下二种方案：

方案一：总体电路共分三大块。第一块实现花型的演示；第二块实现花型的控制；第三块实现时钟信号的产生。

主体框图如下：

时钟信号CP产生电路

时钟信号CP产生电路

花型控制电路

花型演示电路

方案二：在方案一的基础上将整体电路分为四块。第一块实现花型的演示；第二块实现花型的控制；第三块实现节拍控制；第四块实现时钟信号的产生。并在部分电路的设计上与方案一采用了完全不同的方法，如花型的控制。

主体框图如下：

根据所提供的实验器材各模块总体思路如下：

时钟信号CP电路：参见高等教育出版社王淑银主编的《数字电路与逻辑设计》课本P404图10-3-6（a）;

花型控制电路：由1614位二进制同步计数器完成；

花型演示电路：由195双向移位寄存器完成（可左移右移完成花型变化）；

节拍控制电路：节拍变化由151八选一数据选择器完成，节拍的快慢变化可有74双上升沿D触发器完成，它可实现二分频。

（2）总体方案的选择

方案一与方案二最大的不同就在，方案一是基于基本要求而设计的，方案二加入了节拍的变化，花型控制电路和花型演示电路的CP都是节拍控制之后的CP。

两种方案的基本思路相同，将整个设计电路的功能模块化，设计思想比较简单。元件种类使用少，且都较熟悉易于组装电路。这么设计的出发点是：电路设计模块化，易于检查电路，对后面的电路组装及电路调试都很方便。。花型控制电路简单，花型也比较简单。

由于在设计的构想时期，已经确定将电路模块化，设计的过程中又已经将节拍控制电路设计出来，通过仿真软件也实现了设计要求——分频。方案二同时完成了选做的要求，只要确保每一模块实现其功能方案二并不难也不复杂，为了确保短时间内完成课程设计和高效率，我选择了方案二。

四单元电路的设计

1.设计所使用的元件及工具：

74LS161（四位二进制同步计数器）----------------------------2个；

74LS194（移位寄存器）-----------------------------------2个；

74LS151（八选一数据选择器）--------------------------------1个；

74LS74（双D触发器）---------------------------------------1个；

74LS00（四二输入与非门）----------------------------------1个；

74LS04（六非门）-------------------------------------------1个；

发光二极管---------------------------------------------------8个；

555-----------------------------------------------------1个；

电容：4.7μf----------------------------------------------1个；

0．01μf------------------------------------