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多路彩灯控制器的设计
一课程设计题目与实习目的)
1)题目:多路彩灯控制器
2)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,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.作为课程实验与毕业设计的过度,课程设计为两者提供了一个桥
梁。
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,要求:
1.彩灯实现快慢两种节拍的变换;
2.8路彩灯能演示三种花型花型自拟);
3.彩灯用发光二极管LED模拟;
4.选做:用EPROM实现8路彩灯控制器,要求同上面的三点。
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
型的控制及节拍控制;第三块实现时钟信号的产生。
主体框图如下:
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。
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主体框图如下:
2)总体方案的选择
方案一与方案二最大的不同就在,前者将花型控制与节拍控制两种功
能融合在一起,是考虑到只要计数器就可以实现其全部功能的原因,且原理
相对简单。这样设计,其优点在于: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。缺点则是:中间单元电路连线过于繁多,容易出
错。且可能出现线与关系。要避免这些,则势必造成门电路使用过多。导致
电路不稳定,抗干扰能力下降。而后者则将以上两种功能分开设计,各单元
电路只实现一种功能。其优点在于: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带来方便。缺点则是:节拍控制电路采用可编辑逻
辑电路,原理相对复杂,不易理解。花型控制电路简单,花型也比较简单。
基于以上原因,加上为了确保短时间内完成课程设计,我选择了连线少,易
于组装和调试的方案二。
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;
74LS20双四输入与非门)3个;
74LS04六非门)2个;
发光二极管8个;
5551个;
电容:4.7μf1
个;
0.01μf1
个;
电阻:150kΩ1个;
100Ω1
个;
4.7kΩ1个;
实验板一个;
万用表一个;
钳子一个;
导线若干。
2.
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