流水灯课程设计报告.docx

摘要流水彩灯控制器在我门日常生活中有重要的运用,如广告牌的设计和节日彩灯的设计都能运用到它的原理。本次设计的流水彩灯控制器是其中较简单的,但这是进行复杂设计的基础。本次课程设计要设计一个流水彩灯控制器(用8只发光二极管显示,至少三种工作方式)。首先要分析设计要求,从要实现至少三种工作方式入手推导出要使用的芯片。可通过八位右移寄存器74LS164实现八个彩灯的向右移动,从它的右移输入端控制来实现它的流水彩灯的变化。要控制流水彩灯的变化,可通过一个八位拨码开关,八选一数据选择器74LS151,模十六加法计数器74LS161来实现。时钟信号由一个555产生,产生周期可由一个滑动变阻器控制。而彩灯的变化可由拨码开关自行选择。经实验验证,所设计的流水彩灯控制器能完成题目要求。关键词:时钟脉冲;分频;移位寄存器;数据选择器;拨码开关;目录摘要 11设计课题与要求 32系统模块组成 43单元电路设计与计算 104整机电路设计 105组装调试 156总结 15结论 16参考文献 16附录1流水彩灯控制器原理总图 17附录2PCB总图 17附录2元器清单 181设计课题及要求(一)题目:流水彩灯控制器(二)基本要求:1、用8只发光二极管显示。2、至少三种工作方式。。用555做时钟信号,用模十六加法计数器74LS161的输出端的最高位Q3接到移位寄存器74LS164的输入端可以实现00000码,模十六加法计数器74LS161的输出端的Q1Q2Q3接到八选一的数据选择器74LS151的选择控制端。74LS151的八个输入端都接到八位拨码开关,由拨码开关和控制端控制输出端,输出端接到移位寄存器74LS164的输入端。而移位寄存器74LS164的输出端接8只发光二极管,可以实现流水功能,并有多种工作方式。如图3-1所示。图3-,每一个模块完成特定的功能,再把它们有机的组织起来构成一个系统完成彩灯控制器的设计。系统可由四个模块组成,它们分别是:时钟电路、单种码产生电路、拨码开关控制电路、数据输出,设计框图如图2-1所示。单种码产生电路555时钟电路输出电路拨码开关控制电路图2-:由一个555和电阻电容组成,构成一个多谐振荡器,周期为可调,控制计数器和移位寄存器。:由模十六加法计数器74LS161可产生。:八位拨码开关和八选一数据选择器74LS153组成,模十六的计数器74LS161的三个输出端接数据选择器的地址输入端,就能按二进制译码,从拨码开关控制8个输入端D0——D7,选择一个需要的数据送到输出端Y。:由八位移位寄存器74LS164和八个彩灯与电阻组成,选择输出的每一种码输入到寄存器的数据输入端,使码在寄存器的八个输出端自左向右移动,实现彩灯的变化。、两个电阻和两个电容构成。555定时器是一种多用途的数字模拟混合集成电路,利用它可以方便的构成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器,由于使用灵活、方便,所以555定时器再波形的产生与变换、测量与控制等多种领域都得到广泛应用。时钟脉冲产生电路主要由555定时器芯片来实现,555芯片管脚图如图4-1所示。图4-,它主要有以下部分组成:(1)电阻分压器。由3个5KΩ的电阻组成。(2)电压比较器。由C1和C2组成,当控制输入端悬空时,C1和C2的基准电压分别是2/和1/。(3)基本RS触发器。由两个与非门G1和G2构成,对两个比较器输出的电压进行控制。(4)放电三极管VT。VT是集成极开路的三极管,VT的集成极作为定时器的引出端D。(5)缓冲器。由G3和G4构成,以提高电路的负载能力。引脚功能:1脚位接地端;2脚是低电平触发端入端;3脚是输出端;4脚是复位端;5脚是电压控制端;6脚是高电平触发端入端;7脚是放电端;8脚是电源端。时钟电路案例图如图4-2所示。图4-2时钟电路案例(数据可变)用555定时器构成多谐振荡器,电路输出便得到一个周期性的矩形脉冲,其周期为:T=(R1+2R2)C555控制74LS161模十六计数器和八位移位寄存器,要能看到彩灯的流动,其周期设为1秒左右,电阻值和电容值可设为:R1=20KΩR2=(可变)C=100μ