数电课程设计--十六路彩灯循环

《数电课程设计--十六路彩灯循环》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、十六路彩灯循环一、设计任务与要求1、设计一个十六路彩灯循环电路，使其满足以下要求：（1）十六路彩灯循环输出显示。（2）彩灯闪烁按一定规则变化，可通过开关设置彩灯闪烁的规律。（3）电路有复位控制，复位按钮闭合时彩灯循环输出，复位按钮断开时彩灯熄灭。（4）可设定彩灯的闪烁时间，彩灯闪烁时间可通过实验箱上的开关输入。二、设计内容1、方案选择：（1）方案一：利用单片机来设计彩灯循环显示电路已经成为主流，单片机的优点使设计简单，容易实现，只需一个简单的程序就可以完成复杂的功能，彩灯的各种漂亮显示都是有赖于单片机的快速发展和应用，在

2、我们的生活中单片机的应用会越来越多，分量也会越来越重，各个方面都将有单片机发展的一席之地。下面是实现该功能的框图：图1(2)方案二：方案二主要是运用芯片，即使用一个74LS191，两个74LS138，和一个555定时器这四个芯片对16个LED进行控制，产生循环控制的效果。用附加电容、电阻把555定时器接成一多谐震荡器，产生脉冲信号。两个74LS138扩展成4-16线译码器，与LED向接。74LS191作为计数器。实现该功能的框图为：555时序电路74LS191计数部分74LS138译码电路部分LED显示部分图2经过比较，

3、方案一需要很多的硬件知识和计算机编程，而且单片机电路我们了解的不是狠多，对于数字部分列举了另一个方案，方案二较简便，仅利用一个芯片的逻辑功能就实现了数字显示部分的功能，变化接法就可实现自然序列。根据不同的接法可以实现课程设计中的各个要求是较理想的选择，所以我选择了第二个方案。1、设计原理设计彩灯循环控制电路，要求该电路彩灯循环显示频率快慢可调，控制器具有多路输出。经过上述可知，该彩灯循环控制电路设计共包括四个模块：555时序电路、74LS191计数部分、74LS138译码电路部分、LED灯显示部分。74LS191计数器的

4、时钟信号由555振荡电路提供，改变555的振荡频率，即可改变计数器的快慢，即可控制彩灯闪烁的快慢。计数器输出信号输人至138译码器，由138译码，根据计数器输出不同的计数结果，即可控制138译码器译码得到不同的输出信号，决定彩灯的循环变化。显然，不同的计数器与译码器电路，得到的是不同的彩灯循环控制结果。若译码器不变，在计数器的控制端输入不同的控制信号，进行不同的计数，则在输出端可见不同的彩灯循环输出。2、系统原理图（1）555时序电路555定时器用来产生脉冲信号。因此把555定时器接成多谐震荡器。R1、R2、C2为定时元

5、件。产生信号脉冲的方法很多，这里我在设计的时候选用的是用多谐振荡器，它是一种在接通电源后，就能产生一定频率和一定幅值矩形波的自激振荡器，常作为脉冲信号源。由于不用接输入信号就可以产生所需要的矩形波，所以在设计的时候就选用这个方案。而选用的电路是用555定时器构成的，因为555定时器内部的比较器灵敏度较高，而且采用差分电路形式，用它组成的多谐振荡器的振荡频率受电源电压和温度变化的影响很小，这样使产生的矩形波更稳定。电路图如下图：图3时序电路图4555定时器内部电路结构图5555定时器引脚图表格1555定时器的引脚名与功能（

6、2）74LS191计数部分电路74LS191是4位集成二进制同步可逆计数器。集成的4位二进制同步可逆计数器74LS191具有同步可逆计数功能、异步并行置数功能和保持功能。74LS191没有专用的清零输入端，可通过D0-D3异步并行置入数据0000来实现输出清零功能。因为在试验中需要一个16进制的计数器，因此采用74LS191加减计数器。我们可以改变计数器的加减来控制LED亮灭的方向。置数端A、B、C、D分别置0。4脚接地，11脚为异步置数控制端，低电平有效，接高电平。14脚接脉冲信号，同555定时器的OUT脚向接。通过单

7、刀双掷开关来控制74LS191计数器的加减。电路图如下：图674LS191计数器电路图774LS191引脚图表格274LS191的状态表（3）74LS138译码电路与LED显示部分电路74LS138为3—8线译码器，只有8个输出端，而在实验中须驱动16个LED，所以用两个74LS138扩展成4—16线译码器。扩展后形成的四个输入端分别同74LS191计数器的QA、QB、QC、QD相接。通过改变QA、QB、QC、QD与四个输入端的连接方法来控制LED的亮灭顺序。因为74LS138译码器输出端低电平有效，所以LED显示部分采

8、用共阳极接法，负极分别接在74LS138的输出端上。74LS138译码电路与LED显示部分的电路图如下：图874LS138译码电路与LED灯显示部分图974LS138的引脚图表格374LS138的功能表（4）总电路图图10总电路图（1）PCB板图图11PCB板图三、调试结果当开始进行仿真时，LED灯开始闪烁，当开关于