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1、湖南工程学院课程设计任务书课程名称:数字电子技术题目:多路彩灯控制器专业班级:自动化0902学生姓名:指导老师:审批:任务书下达日期2011年11月21日星期一设计完成日期2011年12月02日星期五19设计内容与设计要求一．设计内容：用中规模集成电路设计并制作一个四路彩灯显示系统，要求如下：1、开机自动置入初始状态后即能按规定的程序进行循环显示。2、程序由三个节拍组成：第一节拍时，四路输出Q1～Q4依次为1，使第一路彩灯先点亮，接着第二，第三，第四路彩灯点亮。第二节拍时，Q4～Q1依次为0，使第四路彩灯先灭，然后使第三，第二，第一路彩灯灭。第三节拍
2、时，Q1～Q4输出同时为1态1秒，然后同时为0态1秒，使四路彩灯同时点亮1秒然后同时灭1秒，共进行2次。三个节拍共12秒。3、用发光二极管显示彩灯系统的各节拍；4、功能扩展（自选）二、设计要求：1、思路清晰，给出整体设计框图和总电路图；2、单元电路设计，给出具体设计思路和电路；3、写出设计报告；19主要设计条件1．提供调试用实验室；2．提供调试用实验箱和电路所需元件及芯片；进度安排第一周：星期一上午布置任务、讲解星期一下午---星期四下午查资料进行设计星期五领元件实验楼四楼电子实习实验室）第二周：星期一下午---星期四下午调试电路星期五答辩参考文献«
3、数字电子技术基础»周良权编«电子技术课程设计指导»彭介华编«电子技术基础实验»陈大钦编19目录第1章系统总体设计1.1设计总体思路及基本原理51.2系统设计框图71.3系统总电路图8第2章单元电路设计92.1分频电路92.2计数电路92.3输出电路102.4移位寄存器功能表10第3章安装、调试步骤第4章故障分析与电路改进第5章总结与体会附录元器件清单参考文献19第1章系统总体设计1.1设计总体思路及基本原理本课程设计的主要任务是设计多路彩灯控制器电路.该电路要求开机自动置入初始状态后即能按规定的程序进行循环显示。程序由三个节拍组成：第一节拍时，四路输
4、出Q1～Q4依次为1，使第一路彩灯先点亮，接着第二，第三，第四路彩灯点亮。第二节拍时，Q4～Q1依次为0，使第四路彩灯先灭，然后使第三，第二，第一路彩灯灭。第三节拍时，Q1～Q4输出同时为1态1秒，然后同时为0态1秒，使四路彩灯同时点亮1秒然后同时灭1秒，共进行2次。三个节拍共12秒。并且要求用发光二极管显示彩灯系统的各节拍。它主要由位移寄存器、二进制计数器和秒脉冲信号发生器等部分组成。秒脉冲发生器是该系统中位移寄存器和二进制计数器的标准时钟信号源，第一个二进制计数器U3将秒脉冲信号二分频输出周期为两秒的信号，第二个二进制计数器U3将秒脉冲信号四分频
5、输出周期为四秒的信号。S0=1,S1=0时经驱动电路后驱动信号彩灯由左向右移依次点亮，S0=0,S1=1时经驱动电路后驱动信号彩灯由右向左移依次熄灭，S0=1,S1=1时二进制计数器实现计数，这时由U5控制从位移寄存器Q0~Q3输入脉冲信号，经驱动电路后驱动信号彩灯实现全亮和全灭各两次。二进制计数器是系统的主要部分，它控制位移寄存器的工作，主要由组合逻辑电路组成。计数器部分，由于秒脉冲开始给的脉冲周期时间都是一秒，故需要用计数器进行分频，这里选用74LS161作为分频芯片。1974LS161芯片是二进制同步计数器，具有同步计数和异步清零的功能。由时序
6、图可以看出，若计数器脉冲为f,则Q0,Q1,Q2,Q3端输出脉冲的频率将依次为1/2f,1/4f,1/8f,1/16(针对计数器这种分频功能，也将它称为分频器)。当RD'=0时所有触发器将同时被置零，而且指令操作不受其他输入状态影响。对于U3，从Q1输出信号，此时原来的信号被二分频，对于U1，信号从Q0,Q1输出，信号再次被二分频和四分频（即四秒和八秒之间相差四秒），在经过U7（非门74SL00）,U9（或门74SL32）控制S0,S1(使其分别为SO=0,S1=1;S0=1,S1=0;S0=1,S1=1;且分别维持四个秒脉冲)。当SO=1,S1=0
7、时74SL194为右移工作状态，通过输入秒脉冲四个灯一次点亮，且维持四秒；当SO=0,S1=1时74SL194为左移工作状态，通过输入秒脉冲四个灯一次熄灭，且维持四秒；当SO=1,S1=1时74SL194为并行输入工作状态，通过输入秒脉冲四个灯实现全亮全灭，且维持四秒；实现这些功能要用到的元器件包括移位用的74LS194和一些逻辑门。由于要计数四个状态，应选二进制计数器，这里选用74LS161。191.2系统设计框图秒脉冲分频器（二分频）逻辑组合电路分频器（四、八分频）逻辑组合电路移位寄存器计数器逻辑组合电路LED彩灯显示图1.2系统设计框图191.
8、3系统总电路图图1.3系统总电路图19第2章单元电路设计2.1分频电路用两个74SL161芯片让原脉冲信号实
