数字电路逻辑设计课程设计-4路彩灯课程设计

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1、太原理工大学现代科技学院数字电路逻辑设计课程设计设计名称4路彩灯显示系统专业班级信息13-1班学号姓名0指导教师`太原理工大学现代科技学院专业班级信息13-1班学生姓名0课程名称数字电路逻辑设计设计名称四路彩灯显示系统设计周数1.5指导教师设计任务主要设计参数设计一个四路彩灯控制器，要求：（1）开机后可自动从初始状态按规定程序进行循环演示。（2）彩灯花型由三个节拍组成。第一节拍：逐次渐亮，灯亮时间1秒，共用4秒钟。第一节拍：四路彩灯按逆序渐灭，也需4秒钟。第三节拍：四路彩灯同时亮0.5秒，然后同时变暗0.5秒，要进行四次，所需时间也为4秒，三个节拍完

2、成一个循环。（3）彩灯用发光二极管(LED)模拟。设计内容设计要求1、根据选题要求，进行方案比较，画出系统框图，进行初步设计。2、设计单元电路，计算参数，选择元器件。3、画出系统电路原理图初稿。4、利用EWB软件组装调试所设计的系统电路，修改设计中的疏漏。5、现场安装调试。6、绘制正式的系统电路原理图。7、撰写课程设计说明书。主要参考资料《数字电路逻辑设计》，高等教育出版社《数字电路系统设计》，西北工业大学出版社学生提交归档文件1、课程设计说明书。2、系统电路原理图。课程设计任务书注：课程设计完成后，学生提交的归档文件应按，封面—任务书—说明书—图纸

3、`的顺序进行装订上交（大张图纸不必装订）`太原理工大学现代科技学院课程设计……………………………………装………………………………………订…………………………………………线………………………………………专业班级信息13-1班学号姓名0成绩设计名称：四路彩灯显示系统一、设计目的（1）熟悉常用中规模计数器的逻辑功能。（2）掌握计数、译码电路的工作原理及应用。（3）熟悉移位寄存器的工作原理、典型应用和调试方法。二、设计任务与要求设计一个四路彩灯控制器，要求：（1）开机后可自动从初始状态按规定程序进行循环演示。（2）彩灯花型由三个节拍组成。（3）第一节拍：逐次

4、渐亮，灯亮时间1秒，共用4秒钟。（4）第一节拍：四路彩灯按逆序渐灭，也需4秒钟。（5）第三节拍：四路彩灯同时亮0.5秒，然后同时变暗0.5秒，要进行四次，所需时间也为4秒，三个节拍完成一个循环。（6）彩灯用发光二极管(LED)模拟。三、设计原理(1)实验灯光变换效果如下图：0~1s1~2s2~3s3~4s7~8s6~7s5~6s4~5s8~8.5s8.5~9s9~9.5s9.5~10s11.5~12s11~11.5s10.5~11s10~10.5s第10页共10页`太原理工大学现代科技学院课程设计4次亮闪逐渐变亮逐渐点亮第三节拍第二节拍第一节拍开启电

5、源……………………………………装………………………………………订…………………………………………线………………………………………4路彩灯显示系统框图（2）因为系统要经历3个节拍，然后一直循环，灯光还要有相应的变化，所以需要一个实现节拍计数器，12个变化一循环所以可以采用74LS161来实现，实现计数之后，相应的灯光也要发生变化，逐渐变亮和逐渐变暗可以通过一个移位寄存器来实现，假设灯亮为1，则需要经历0000->1000->1100->1110->1111->1110->1100->1000->0000这个过程，可以使用74LS194的左移入0功能和右

6、移入1功能来实现。第三节拍可以通过连续脉冲本身的特性来实现。（3）74LS161和74LS194功能表第10页共10页`太原理工大学现代科技学院课程设计（4）设计初始状态表如下：四路彩灯状态转移情况项目74LS16174LS194说明QdQcQbQa第一节拍0000Dsr=1M1=0M0=1实现入1右移000100100011第二节拍0100Dsr=0M1=1M0=0实现入0左移010101100111第三节拍1000二极管灯管由连续脉冲直接控制CR非=0使194输出为0100110101011（5）设计初始原理图如下：（6）具体分析过程如下：第10

7、页共10页`太原理工大学现代科技学院课程设计开机要求自动归位,所以74LS161的QaQbQcQd直接接地，12次一循环所以到1011时实现异步置数，所以CR非端应接入QaQbQd的与非门，但是因为与非门的延时只是纳秒级别的，电路刚刚实现1011便回归0000，直接影响第三节拍的过程，所以这里多延长一次，当实现1100时再返回CR非端，因此CR非端接QcQd的与非门。要使161实现计数功能，CTt与CTp、LD非接入电源VCC。分析74LS194功能表，当第一节拍时，为了实现LED灯逐渐变亮，需要74LS194实现入1右移功能，这个时候需要Qa=Qb

8、=Qc=Qd=0；Dsr=1；M1=0；M0=1；第二节拍时，为了实现LED灯逐渐变暗，需要74LS194实