多路彩灯设计实验报告.doc

多路彩灯设计实验报告.doc西安邮电学院数字电路课程设计报告书——多路彩灯控制器系部名称:电子工程学院陈颖(32)学生姓名:光电信息工程光电0904陈颖(32)学生姓名:光电信息工程光电0904实习时间:2011年12月19日至2011年12月30日一、课程设计题目(一)、题目:多路彩灯控制器(―)、实习目的:进一步掌握数字电路课程所学的理论知识。熟悉凡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。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。培养认真严谨的工作作风和实事求是的工作态度。数电课程实验是大学中为我们提供的动手实践的机会,增强动手实践的能力。一、 设计任务和要求任务:设计一个8路移存型彩灯控制器,彩灯用发光二极管LED模拟。要求:(1)能演示三种花型,花型自拟。(2)花型能按两种节拍进行变化。(选做)三、总体设计方案彩灯控制器是以高低电平来控制彩灯的亮与灭。如果一某种节拍按一定的规律改变彩灯的输入电平值,控制彩灯的亮与灭,即可按预定规律显示一定的花型。因此彩灯控制电路需要一个能够按一定规律输入不同高低电平编码发生器所要求的时序信号和控制信号。综上所述,通过初步考虑有了一个方案:节拍控制模块可用555芯片。计数循环模块用74LS161(两片)芯片来实现,花型显示模块ffi74LS194(两片)来实现。用194的输出端和与非门来实现花型的左右移动。实验采用161计数器实现主体功能:花型的实现、花型之间的控制和节拍信号的返回。用151通过161返回的节拍结束信息作为地址端选择两个不同的CP脉冲,而两个CP脉冲由555(产生CP脉冲)和74(CP脉冲二分频)产生。方案框图如下:555频〉 ,161 〉 、 194以及与率控制 ―/计数 一/非门四:单元电路设计设计所使用的元件及工具:e仁个个个个个个个r;(111X00ILIXIX72274LS161(四位二进制同步计数器) 74LS194(移位寄存器) 74LS151(八选一数据选择器) 74LS74(双D触发器) 74LS00(四二输入与非门) 74LS04(六非门) 发光二极管 555 电容: 电阻150k 100Q 1个;;万用表一个;钳子一个;导线若干。节拍控制-一cp脉冲的实现(左端输出)CP555GN。VQGIRID<—VXAr-计数循环&花型显示模块的实现花型显示稣计数 I计数循环五、总体电路图根据我所需要的器件我设计的总电路图如下1花型设计:花型1:8路灯分两半。从左至右渐亮,全亮后,再分两半从左至右渐灭。循环两次;花型2:从中间到两边对称地逐次渐亮,全亮后仍由中间到两边逐次渐灭。循环两次;花型3:从左至右顺次渐亮。全亮后逆序渐灭。循环两次2模型的建立:根据以上设计的花型,建立数字模型如下。状态转移图花形状态前四路后四路花形一初态00000000010000001111000011211100111311111111401111110500111100600011000700000000花形二8100010009110011001011101110111111111112011101111300110011140001000**********花形三160001100017001111001801111110191111111120111001112111000011221000000**********其中1表示灯亮,0表示灯灭。我的设计是每种花型完整显示两遍,所以三种花型完全显示一遍需要的总结拍数为64,即广16显示第一个花型,17、32显示第二个花型,33、64显示第三个花型。六、关键电路波形图CPJWUWU题在电路连接开始前,首先应先掌握面包板的特性,在此基础上根据电路图选择正确的电路布局,只有布局合理,电路图才会显的美观简洁。掌握各种芯片和元件的特性,如芯片构造,电子元件的功能与特性,比如我在设计之初由于忽略了屯容的正负极,导致连接好的555芯片无法正常工作,排查好长时间才找到问题,足见细节的重要性。会熟练的运用各种检测仪器,以便对有问题的电路做出正确分析。这次实习中,我学到了许多课堂上学不到的知识,对各个芯片的功能及其管脚的功能有了较为充分的了解。测试过程中,我发现有个别芯片和面包板接触不好,使得工作状态不稳定,在解决这些问题前,由于这些问题是随机的,会导致计数器和花型都会出现乱码。还有一个导致乱码的原因是,我在组装电路时没有把所有的清。连在一起,也就是没有把所有芯片同时清0。这样就会导致芯片工作不同步,也就会产生乱码。最后我在其他同学做好后借用别人的面包板,重新连接了一次我的电路,之后电路有一点不太稳定,但是当电源稳定后,预期的花