多路彩灯过程控制器课程设计

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1、物理与电气工程学院课程设计报告多路彩灯控制器姓名　****学号*********班级电气工程及其自动化1班年　　级　　2011级指导教师　　李***　成绩日　　期　　2013.4.8　第12页摘要八路循环彩灯控制器整体电路由三部分组成：脉冲发生电路、移位寄存器、控制电路。其中用时钟脉冲来启动电路，使其发出不同的频率产生不一样的脉冲，控制发光二极管，使电路更好的工作。主要采用74LS194芯片接成扭环形结构的移位器来实现，最后做到两种花型的彩灯循环控制。一、实验目的：根据知识掌握情况和兴趣选择题目，给出功能设计方案，插接、调试电

2、路，完成要求的任务，达到巩固和应用“电子技术基础”和“数字电路与逻辑设计”课程基本理论和方法，初步掌握模拟与数字电路系统设计基本方法的目的。二、实验要求：设计一个4路移存型彩灯控制器，彩灯用发光二极管LED模拟，具体要求如下：1、能演示三种花型，花型自拟。2、选作：彩灯明暗变换节拍为1.0s和0.5s，两种节拍交替运行。三、实验元件：555定时器1个741942个741612个74042个第12页电阻150kΩ1个电阻4.7KΩ1个电阻20Ω8个电容4.7uF1个电容0.1uF1个四、总体方案的设计：经过分析问题及初步的整体思

3、考，设计方案如下：需要实际时钟产生电路，循环控制电路和彩灯左右移，及全亮全灭输出电路。时钟脉冲产生电路由脉冲发生器产生连续的脉冲。循环电路采用74LS161，74LS194实现彩灯的循环控制。具体主要通过两片双向移位寄存器74LS194来实现彩灯电路控制，通过脉冲发生器来产生连续时钟信号的输入，由74LS161计数器来控制信号的移动方向，实现左移，右移及亮灭的功能。总体电路原理图如下：花型演示电路花型控制节拍控制电路花型控制节拍控制电路五、单元电路的设计：第12页1、时钟信号一片555加上电容及电阻实现电容：4.7μf0.01

4、μf电阻：150kΩ4.7kΩ输出高电平时间T=(R1+R2)Cln2输出低电平时间T=R2Cln2振荡周期T=(R1+2R2)Cln2输出方波的占空比为根据本次设计使用的R1，R2（R1=150k，R2=4.7k）值，计算出振荡周期0.5s2花型控制信号电路由一片74LS161（两种花型每种显示一遍）计数器。74LS161芯片用的是同步置数，并清零。74LS161可预置四位二进制计数器(并清除异步)。第12页时钟CP和四个数据输入端A,B,C,D。清零CR，使能EP,ET，置数LD，数据输出端Q0-Q3，以及进位输出Rco=

5、1.(当Q0Q1Q2Q3=1111->0000时)。<74LS161功能表>当清零端CR=“0”，计数器输出Q3、Q2、Q1、Q0立即为全“0”，这个时候为异步复位功能。当CR=“1”且LD=“0”时，在CP信号上升沿作用后，74LS161输出端Q3、Q2、Q1、Q0的状态分别与并行数据输入端D3，D2，D1，D0的状态一样，为同步置数功能。而只有当CR=LD=EP=ET=“1”、CP脉冲上升沿作用后，计数器加1。74LS161还有一个进位输出端CO，其逻辑关系是CO=1，当Q0Q1Q2Q3=1111->0000时。合理应用计

6、数器的清零功能和置数功能，一片74LS161可以组成16进制以下的任意进制分频器。第12页3花型演示电路(1)由74LS194双向移位寄存器完成（可左移右移完成花型变化）。当清除端（CLEAR）为低电平时，输出端（QA－QD）为低电平。当工作方式控制端（S0、S1）为高电平时，在时钟（CLOCK）上升沿作用下，并行数据（A－D）被送入相应的输出端QA－QD。此时串行数据（DSR、DSL）被禁止。当S0为高电平、S1为低电平时,在CLOCK上升沿作用下进行右移操作，数据由DSR送入。当S0为低电平、S1为高电平时，在CLOCK上

7、升沿作用下进行操作，数据由DSR送入。当S0和S1为低电平时，CLOCK被禁止。第12页花型设计为第12页六、总体原理图、pcb图及实物图第12页第12页七、组装过程中的问题第12页在这次实验中其实最麻烦的就是pcb绘制过程，电路图还好画些，放置元器件需要十足的耐心加细心，每个元件都有自己的封装，需要找到对应的库文件。布线要求美观大方，尽量没有交叉线，元器件要分步均匀，不要挤在一起，这样不利于线的走位。我在这次布线中，一开始没有注意元件的方向的转换，最后不能布线时发现还有很多交叉线（飞线），我及时做了相应调整。整个电路板制作过

8、程中有些环节可能做得不够好，如：腐蚀过程墨掉后未及时补墨，打孔过程中可能是转头的缘故，部分焊盘直接被转掉了。这次焊接时做得不够好，焊锡用的太多，直接影响了电路板的美观。还出现了短路，还好调试过程中及时纠正，最后终于做出我们想要的结果。八、心得体会和分析总结历经这学期的八个星期