信息灯的设计与制作课程设计报告

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1、武汉理工大学《电工电子技术》课程设计说明书学号：27课程设计题目信息灯的设计与制作学院自动化学院专业班级姓名指导教师2012年7月6日武汉理工大学《电工电子技术》课程设计说明书课程设计任务书学生姓名：专业班级：指导教师：工作单位：题目：信息灯的设计与制作初始条件：（1）以7X9或5X7点阵方式组成英文STOP字样（2）以流动方式循环显示文字，如S-T-O-P-熄灭-S-T-O-P-熄灭-（3）循环显示频率快慢为2S选作：设计以依次增加方式循环显示文字的电路，如S-ST-STO-STOP-熄灭-S-ST-要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）

2、（1）设计任务及要求（2）方案比较及认证（3）系统框图，原理说明（4）硬件原理，完整电路图，采用器件的功能说明（5）调试记录及结果分析（6）对成果的评价及改进方法（7）总结（收获及体会）（8）参考资料（9）附录：器件表，芯片资料时间安排：6月25日~6月28日：明确课题，收集资料，方案确定7月28日~7月2日：整体设计，硬件电路调试7月2日~7月6日；报告撰写，交设计报告，答辩指导教师签名：2012年7月4日武汉理工大学《电工电子技术》课程设计说明书目录摘要41方案论证51.1系统总体框图51.2各单元电路的方案51.2.1脉冲产生电路51.2.2计数器电路51.2.3显示电路72

3、电路设计参数的确定72.1555定时器构成的脉冲发生器72.2由74LS194移位寄存器和74ls20构成环形计数器82.3LED灯构成显示电路93仿真测试103.1总体电路如下103.2测试结果113.2.1脉冲信号的测试113.2.2总体效果测试114制作与调试124.1制作的PCB板124.2连接完成的实物图135心得体会13结束语14参考文献15武汉理工大学《电工电子技术》课程设计说明书摘要基于Protues的信息灯的仿真设计和制作，详尽地对各个方案进行论证，最后按最优化的方案进行仿真，实物制作，具体介绍了电路的设计方法和方案论证的方法。设计的信息灯系统以555构成脉冲产生

4、部分，以74ls194和74ls20构成的环形计数器电路，和led发光二极管构成的显示电路组成，最终实现以流动方式循环显示文字。本系统的最大优点就是它结构简单易懂，制作起来也并不算麻烦，其缺点就是容易受自身电路元件以及周围环境的影响，从而导致测量结果与实际值的偏差。关键词：信息灯脉冲产生环形计数器循环显示武汉理工大学《电工电子技术》课程设计说明书信息灯的设计与制作1方案论证1.1系统总体框图脉冲产生电路环形计数器电路供电系统显示电路图1系统方框图1.2各单元电路的方案1.2.1脉冲产生电路时钟脉冲：脉冲信号是一个按一定电压幅度，一定时间间隔连续发出的脉冲信号。脉冲信号之间的时间间隔

5、称为周期；而将在单位时间（如1秒）内所产生的脉冲个数称为频率。频率是描述周期性循环信号（包括脉冲信号）在单位时间内所出现的脉冲数量多少的计量名称；频率的标准计量单位是Hz（赫）。方案一：利用单片机技术，通过c语言编程，控制单片机，使其产生所需要的脉冲信号。方案二：利用DDS技术，通过相应的硬件电路和程序控制，DDS芯片可以产生具有低功耗、高分辨率和快速转换时间的脉冲信号。方案三：利用555定时器组成多谐振荡器，作为总个系统的时钟源。方案比较：方案一和方案二都可以产生所需的精确的时钟脉冲，但是其制作的过程作过程比较繁琐，电路复杂，容易出错，此外，方案一和方案二中均需用到单片机，与课设

6、的要求相违背。方案三芯片通用性强，成本低，电路简单，制作简便，容易实现产生所需的时钟脉冲，其缺点是脉冲的精度不高，综上分析，选择方案三。1.2.2计数器电路环形计数器是由移位寄存器加上一定的反馈电路构成的，用移位寄存器构成环形计数器的一般框图（见图2武汉理工大学《电工电子技术》课程设计说明书），它是由一个移位寄存器和一个组合反馈逻辑电路闭环构成，反馈电路的输出接向移位寄存器的串行输入端，反馈电路的输入端根据移位寄存器计数器类型的不同，可接向移位寄存器的串行输出端或某些触发器的输出端。图2环形计数器根据本系统的要求，要求此部分电路能产生5种状态的环形计数器，并能故偶输出并行数据。故有

7、以下两种方案。方案一：利用多个触发器构成寄存器，根据题目要求，用4个触发器构成4位的寄存器，再和四输入的与非门构成环形计数器，并能输出并行数据。此处采用双D触发器74ls74由于一个D触发器可实现一位二进数的存储，因此应采用2片实现74ls74实现4位寄存器。又要要实现移位寄存，4个D触发器之间应相互联接。电路如下：图3方案一电路图方案二：采用集成的移位寄存器和与非门构成环形计数器。本方案采用4位双向移位寄存器74ls194和四输入与非门74ls20构成环形计数器。电