2019彩灯控制器数电课程设计报告

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1、彩灯控制器数电课程设计报告　　五邑大学　　数字电路课程设计报告　　题目：彩灯控制器　　院　　系信息工程学院　　专　　业电子信息工程　　学　　号　　学生姓名　　指导教师王玉青　　　　彩灯控制器　　一、设计的要求和意义1、设计的要求　　使用中小型集成电路和门电路设计彩灯控制器要求完成以下功能：　　使用555定时器产生一个10Hz的周期信号作为时钟信号显示方式L0到L7逐行递增点亮　　可选用的器件与元件：　　74LS138、NE555、74LS161各1块，发光二极管8支，电阻、电容任选。　　2、设计的意义　　掌握555多谐振荡器、译码器、十六进制加/减计数器的逻

2、辑功能和工作原理，设计可改变流速的流水灯电路图，分析与设计时序控制电路。利用所学过的知识，通过设计计算﹑元件选取﹑电路板制作调试等环节，初步掌握工程设计的技能。掌握常用仪表的正确使用方法，学会简单电路的实验调试和整机指标测试方法，巩固和加深对数字逻辑电路的理论知识，锻炼动手能力。了解与课程有关的电子电路以及元器件工程技术规范，能按课程设计任务书的技术要求，编写设计说明，能正确反映设计和实验成果，能正确绘制电路图。　　二、硬件电路设计　　1、方案设计　　本设计采取的方案是：用NE555一个、74LS161一片、74LS138一片、74LS04一片、电阻、电容、

3、发光二极管和门电路。555多谐振荡器提供时钟脉冲，74LS161二进制加/减计数器一片用来计数和输出信号，通过译码器74LS138直接输出控制彩灯。如图1所示：　　555多谐振荡器计数器译码器彩灯　　非门　　2、555多谐振荡器电路设计　　555多谐振荡器的电路连接方式已确定的，只需根据所要产生的频率来确定外围的电阻和电容的大小。　　电阻R1和R2的确定：　　因为要产生10Hz的时钟信号，先假定电容C的值为，再根据公式：　　f1(1)(R12R2)Cln2估算出R2和R2的值，如果计算出的阻值太大或太小，可以适当调整电容C的值从而得比较合适的R1和R2。从而

4、得到R1、R2和C的取值分别为：R1=R2=47K，C=。到　　通过protues仿真后，证明该555多谐振荡器是可以产生10Hz的脉冲信号的，其仿真图如图1所示：　　图1　　3、74LS161加法计数器电路设计　　74LS161是同步4位二进制计数器，模长为16，其引脚图如图2所示，功能表如图3所示：　　图2　　图3　　要使74LS161呈计数状态，根据功能表可知：引脚7、9和10要接高电平，另外，要点亮8个彩灯，则要设计一个模长为8的加法计数器，用反馈回零法来实现，具体如下：当输出Q3Q2Q1Q0为1000时，将引脚11通过一个非门74LS04接到引脚1

5、。该计数器电路如图4所示：　　图4　　3、74LS138译码器电路设计　　74LS138是集成CMOS3线—8线译码器，其引脚图和功能图如图5所示：　　图5　　其功能表可知：当输入控制端G1为高电平且G2A和G2B同为低电平时，允许译码；A、B、C为地址输入端，Y0~Y7为输出端且为低电平有效，故译码器电路如图6所示：　　图6　　4、发光二极管电路设计　　于译码器的输出为低电平有效，8个发光二极管要采用共阳极接法，发光二极管正常工作电压一般为2V，工作电流为3mA~20mA，为防止电流过大，需要与发光二极管串联一个限流电阻R，限流电阻的计算如下：　　523m

6、A20mA(2)　　R　　公式可得：150<=R<=1K，在这里，我们选择1K的限流电阻。其电路如图7所示：　　图7　　5、将上面4个模块连接起来就可得到总电路，protues仿真结果如图8所示：　　三、调试过程遇到的问题与解决的方法　　在设计过程中，还是出现了比较多的问题，在调试的过程中，发现有些led不能亮，经过多次排查才发现有些引脚虚焊，要很认真才能找出来。觉得自己的焊接技术还要好好练习才行。还有就是对芯片引脚不熟悉，在画pcb的时候就画错了线路图，导致最后在焊接的时候要跳线。　　四、课程设计体会　　在设计过程中，经常会遇到这样那样的情况，就是心里想老

7、着这样的接法可以行得通，但实际接上电路，总是实现不了，因此耗费在这上面的时间用去很多。　　做课程设计同时也是对课本知识的巩固和加强，于课本上的知识太多，平时课间的学习并不能很好的理解和运用各个元件的功能，而且考试内容有限，所以在这次课程设计过程中，我们了解了很多元件的功能，并且对于其在电路中的使用有了更多的认识。平时看课本时，有时问题老是弄不懂，做完课程设计，那些问题就迎刃而解了。而且还可以记住很多东西。比如一些芯片的功能，平时看课本，这次看了，下次就忘了，通过动手实践让我们对各个元件映象深刻。认识实践，实践是认识的动力和最终目的，实践是检验真理的唯一标准。

8、　　通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重