数字电路课程设计报告书-多路彩灯控制器

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1、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：通信工程系学生姓名：专业名称：通信工程（科学技术）班级：科技0503实习时间：2007年12月10日至2007年12月21日一、课程设计题目多路彩灯设计二、设计的任务和要求1）设计八路彩灯，要求三种花型。2）选作：设计分频电路实现不同频率的彩灯电路。三、系统总体设计方案及系统框图方案一：系统的cp脉冲由555构成的多谐振荡器产生；由两片74芯片来产生三个状态的模三计数器，每个状态持续十六个cp周期，以一片161的co输出端来控制74芯片的clk输入端，以此实现

2、每个状态持续十六个cp周期。用两片194来组成显示电路，194的八个输出端控制八路彩灯。两片74的四个输出端组成三个状态，四个输出端分别用来控制两片194的左移和右移控制端，并用这四个输出加上门电路来控制194的左移和右移串行输入端。总体由cp脉冲产生模块、计数并控制模块、显示模块组成。设计原理：多路彩灯系统主要由计数器、控制器、显示器和脉冲信号发生器等模块组成。脉冲发生器是该系统中计数器和显示器的标准时钟信号源，D触发器器输出两组信号灯的控制信号，经显示电路后驱动信号灯工作，控制器是系统的主要部分，由它控制器显示电路的

3、工作。计数模块脉冲产生模块控制模块显示模块单元电路的设计：1.脉冲信号产生模块时钟信号产生电路主要由555定时器组成多谐振荡器产生稳定的脉冲信号，送到其他模块电路。脉冲产生电路根据需要产生“0”、“1”信号，电路图如下所示：2.频率控制电路系统的频率控制电路是由一片161完成的，161是4位二进制同步计数器，它具有同步清零，同步置数的功能，利用它的进位输出端来得到十六分频信号cp2,作为下一模块既控制模块clk信号，以使其达到每一状态持续十六cp周期的目的。3．控制模块电路控制模块由两片74芯片完成，产生三个状态循环，来

4、控制显示电路的输入端，每个状态持续十六个cp周期。4显示器电路系统的显示器部分是由两块194完成。主要功能在控制电路的控制下左移和右移，加上对串行输入端的控制来完成彩灯的循环亮灭。以上为各模块电路的电路图，方案一的总电路图为：5、用到的器件：555（1）、，74LS161(2)、74LS74(2)、74LS194(2)、74LS04(1)、74LS08(1)、74LS00(2).发光二极管7，电阻电容.6、该设计方案的优点：各个模块可以独立设计，一个模块的变动不会太影响其他模块，仿真的结果和设想的一样。7、该设计方案的缺

5、点：没有设计分频电路，完成的功能太简单。而且用到的芯片比较多，完成的功能却不多。连接线路比较复杂，实际操作会有一定的困难方案二：彩灯系统可大体分为：脉冲产生电路，状态控制电路，信号显示电路和分频电路。其状态图如所示：脉冲产生电路分频电路控制电路结果显示电路设计原理：时钟信号产生电路主要由555定时器组成多谐振荡器产生稳定的脉冲信号，送到其他模块电路。脉冲产生电路根据需要产生“0”、“1”信号，信号通过分频电路转换频率，形成不同频率。用一个D触发器和一片151来形成分频电路，并用计数电路反馈信号控制，以达到每一次循环过程有

6、不同的频率。用两片161来计数，并反馈信号给151，同时161的低位片输出端控制两片151的地址输入端，并结合门电路的使用给151各输入端置数。151的输出控制显示电路既两片194的左移右移以及串行数据输入端，来控制彩灯的循环花型。单元电路的设计：1.脉冲产生电路确保整个电路装置同步工作和实现定时控制。由1个555定时器，1个0.01uF电容，1个4.7uF电容，1个4.7kΩ电阻和1个150kΩ电阻。其电路图如图所示：2分频电路由一片74和一片151来完成功能，对前32个cp周期实现二分频，后十六个cp周期不分频，这样

7、为一循环。3、控制器：控制器是电路的核心部分，用74LS161和74LS151来完成功能，分频电路输出的脉冲来控制161的clk输入端，161和151共同完成对显示电路194的各输入端的控制。4、显示电路前32个cp周期已经被二分频了，为同一花型，后面两个花型都是单节拍的。由控制电路给194的左移右移控制端以及串行数据输入端信号。194的输出端控制八路彩灯。以上是各模块电路，其总图如下：5、用到器件：74LS74（1）、74LS194（2）、74LS00（1）、74LS151（3）、555（1）、74LS161（2），以

8、及电容、电阻、发光二极管(7)。6、该设计方案的优点：该设计方案用的器件都限制在老师要求的范围内，设计简洁，主要功能全部实现，并选做了分频内容。而且实际操作过程中比较简单，所需连线简单，不容易出现连线错误。7、该设计方案的缺点：模块的独立性不好，一个受一个控制过于紧密，一个模块的错误可能导致其他错误。后两个花型保持时