多路彩灯控制器课程设计

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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：计算机系学生姓名：段海鹏（02）专业名称：计算机科学与技术班级：计科0703实习时间：2009年12月13日至2009年12月26日多路彩灯控制器的设计一实验目的1．进一步掌握数字电路课程所学的理论知识。2．熟悉几种常用集成数字芯片，并掌握其工作原理，进一步学会使用其进行电路设计。3．了解数字系统设计的基本思想和方法，学会科学分析和解决问题。4．培养认真严谨的工作作风和实事求是的工作态度。二设计题目与思路本次数字电路课程设计我选择的题目是“多路彩灯控制器”。这个系统的主要功能是：1.自动控制多路彩灯按预设的

2、花型进行变换；2.花型种类不少于三种，花型自拟；3.分别用快慢两种节拍实现花型变换。4.选作：用单片机实现，要求同上；用可编辑逻辑器件实现，要求同上。三使用元件1.设计所需的元件：74LS161（四位二进制同步计数器）----------------------2个；74LS194（移位寄存器）------------------------------2个；74LS74（双D触发器）-------------------------------1个；74LS00（四二输入与非门）----------------------------2个；74LS04（六非门）--

3、----------------------------------1个；发光二极管---------------------------------------------12个；555---------------------------------------------1个；电容：4.7μf----------------------------------------------1个；0．01μf----------------------------------------------1个；电阻：150kΩ-------------------------

4、-----------------------------------1个；4.7kΩ---------------------------------------------1个；33Ω------------------------------------------------4个；实验板一个；万用表一个；导线若干；2．工具：钳子一个。四总体方案的设计与选择1．总体方案的设计拿到题目后，经过分析问题及初步的整体思考，拟定以下二种方案：方案一：总体电路共分三大块。第一块实现花型的演示；第二块实现花型的控制及节拍控制；第三块实现时钟信号的产生。主体框图如下：花型演示

5、电路花型控制节拍控制电路时钟信号电路方案二：在方案一的基础上将整体电路分为四块。第一块实现花型的演示；第二块实现花型的控制；第三块实现节拍控制；第四块实现时钟信号的产生。并在部分电路的设计上与方案一采用了完全不同的方法，如花型的控制。主体框图如下：花型演示电路花型控制电路节拍控制电路时钟信号电路2总体方案的选择方案一与方案二最大的不同就在，前者将花型控制与节拍控制两种功能融合在一起，是考虑到只要计数器就可以实现其全部功能的原因，且原理相对简单。如此设计，其优点在于：设计思想比较简单。元件种类使用少，且都较熟悉易于组装电路。缺点则是：中间单元电路连线过于繁多，容易出错。

6、且可能出现线与关系。要避免这些，则势必造成门电路使用过多。导致电路不稳定，抗干扰能力下降。而后者则将以上两种功能分开设计，各单元电路只实现一种功能。其优点在于：电路设计模块化，易于检查电路，对后面的电路组装及电路调试带来方便。缺点则是：节拍控制电路采用可编辑逻辑电路，原理相对复杂，不易理解。花型控制电路简单，花型也比较简单。基于以上原因，加上为了确保短时间内完成课程设计，我选择了连线少，易于组装和调试的方案二。五单元电路的设计1.设计花型由二片移位寄存器194级联实现。其八个输出信号端连接八个发光二极管，用其输出信号控制发光二级管的亮灭实现花型演示。三种花型变换样式花

7、型1：8路灯分两半。从左至右渐亮，全亮后，再分两半从左至右渐灭。循环两次；花型2：从中间到两边对称地逐次渐亮，全亮后仍由中间到两边逐次渐灭。循环两次；花型3：从左至右顺次渐亮。全亮后从左至右依次渐灭。循环两次。移存器输出状态编码表节拍序号花型1花型2花型312345678910111213141516我的设计是每种花型完整显示两遍，所以三种花型完全显示一遍需要的总结拍数为64，即1~16显示第一个花型，17~32显示第二个花型，33~64显示第三个花型。要用194实现三个花型的连续显示必须对两片194的S1、S0和SL、SR一句节拍的变化进行相应的改