彩灯设计数电实验报告

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1、西安邮电学院电子设计报告书——多路彩灯控制器学院名称：通信与信息工程学院学生姓名：屈颖（06）专业名称：信息工程班级：信息工程0902实习时间：2011年12月5日——2011年12月16日课程设计题目：多路彩灯控制器一、实验目的1、熟悉常用集成芯片的性能，并利用芯片的功能设计电路；2、对所学理论进行的巩固和检验,并进一步学习；3、提高动手能力，在实践中达到更好的学习效果。二、实验要求设计一个至少8路的移存型彩灯控制器，彩灯用发光二极管LED灯模拟。具体要求如下：1、多路彩灯的模型至少要有8盏；2、实现多路彩灯的多种花型自动变换（至少要求3中花型）；3、选做内容：将能够显

2、示的花型种类增加至4种；4、实现多路彩灯的节拍的自动变换（至少要有快慢2种节拍）。三、使用元件555定时器1个74LS861个74LS741个4.7µf电容1个74LS1511个0.01µf电容1个74LS1612个150k电阻1个74LS1942个100Ω电阻2个74LS002个5.1kΩ1个74LS041个LED灯8个74LS081个74LS32个四、总体方案的设计时钟脉冲采用简单易行的555振荡器来实现，产生周期为1s的时钟脉冲，经过一片74LS74进行分频，产生周期为2s的时钟脉冲然后用74LS1518选1数据选择器进行快慢输出的选择。信号经过分频之后经过控制电路

3、两片74LS161级联来实现花型的变化，然后输出到移位寄存器74LS194的位移端。选择移位寄存器的原因是花型要求不多，因此采用移位寄存器来组成彩灯控制电路。彩灯控制器是以高低电平来控制彩灯的亮与灭。如果以某种节拍按一定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出不同高低电平编码信号的信号发生器，同时还需要信号发生器所要求的时序信号和控制信号。综上所述，彩灯控制器应由节拍产生、节拍切换、花型切换、及花型显示模块组成：其结构框图如图所示：节拍产生模块节拍切换模块花型切换模块花型显示模块花型控制模块五、单

4、元电路的设计1、三种花型的设计：（1）定时器由555振荡器及少量电阻、电容构成，产生定时脉冲1s,再经过74LS74中的D触发器产生分频信号为2s脉冲;其电路图如下所示：（2）节拍切换模块是有74LS151和74LS74构成，在这里74LS1518选1数据选择器主要起到快慢切换的作用，当高位74LS161的输出取反为0时选择D0输出，则花型变换为慢节拍。反之，则为快节拍。（3）花型控制模块，用两片74LS161构成模值为32的计数器，控制三种花型，第一种花型有16个节拍（从第一个到最后一个逐个点亮，然后逐个熄灭），第二种花型有8个节拍（第四个与第八个等逐个点亮，逐个熄灭）

5、，第三种花型有8个节拍（第四个与第五个等逐个向两边点亮，然后逐个熄灭），故这三种花型依次循环一遍共需32个节拍，两片芯片连法如下。其电路图如下：（4）花型显示模块有两片移位寄存器74LS194控制，移位寄存器的左右移动受，的控制，=01时花型右移，=10时花型左移，其输入信号与花型切换信号的关系，用低位片的QC和QD和高位片的QA控制，如下表所示：（5）花型种类切换信号上边移位寄存器输入下边移位寄存器输入QAQDQCSLSRSLSR花型Ⅰ00001×101×000101×101×1010101×100×011100×100×花型Ⅲ100101×101×101100×100

6、×花型Ⅳ110101×01×1111100×01×0根据上图可利用卡诺图写出上下移位寄存器的输入：上边移位寄存器：SL=/QC,SR=1,S1=QD+QA,S0=/S1上边移位寄存器:SL=QA+/QC,SR=/QA*QC+QA*/QCS1=/QD*QA+QD*/QA,S0=/S1。其电路结构图为：六、总系统电路图三种花型系统七、心得体会及分析两周的实习，转眼便结束了，体会到实践并不是像每个人期许的那样。开始的几天，我使用Multisim软件进行电路的设计，从验证时钟产生电路555，之后的模32位计数器，以及移位寄存器电路的设计，还有产生2s脉冲，每一步都会在仿真软件中加

7、上示波器或者二极管进行验证，直到实现我想要实现的功能，然后就觉得大功告成了。实习的第二周我开始正式插面包板，由于心急，所以一次性把所有器件都按照电路图连接好，忙活了很久，但是八个彩灯没有一个被点亮。我意识到了自己的错误，开始像仿真软件一样，逐步开始，555信号发生器是很早以前就验证过的，所以在输出时钟端口始终加一个LED，在模32计数器后也加彩灯，发现计数器并没有实现计数功能，一上午反复的拆了几次板子，结果没有任何收获。为了尽快完成，我下午又和其他班级的同学一起继续插面包板，但32计数器正常工作后，连接其他电路后还是无法实现功