彩燈循環(huán)顯示控制器電路的設(shè)計(jì) 數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)

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1、成績(jī) 南京工程學(xué)院 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 題目彩燈循環(huán)顯示控制器電路的設(shè)計(jì) 課 程 名 數(shù)電課程設(shè)計(jì) 院 (系、部、中心)電力工程學(xué)院 專 業(yè)智能建筑電氣 班級(jí)智能081 學(xué)生姓名周玉秀 學(xué)號(hào)206081005 設(shè) 計(jì) 地 點(diǎn)物理實(shí)驗(yàn)中心C405 指導(dǎo)教師殷埝生 曾憲陽(yáng) 工程基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)與訓(xùn)練中心 設(shè)計(jì)起止時(shí)間： 2010年12月13日至 2010年12月17日 目錄 一、 設(shè)計(jì)題目…………………………………………1 二、 設(shè)計(jì)目的…………………………………………1 三

2、、 設(shè)計(jì)要求…………………………………………1 四、 設(shè)計(jì)思路與方案…………………………………1 五、 具體電路設(shè)計(jì)……………………………………2 六、 仿真與調(diào)試………………………………………5 七、 結(jié)果分析…………………………………………6 八、 改進(jìn)措施…………………………………………6 九、 設(shè)計(jì)總結(jié)…………………………………………6 十、 參考文獻(xiàn)…………………………………………7 一設(shè)計(jì)題目 彩燈循環(huán)顯示控制器電路的設(shè)計(jì)； 二設(shè)計(jì)目的 1、學(xué)會(huì)將一個(gè)實(shí)際情況抽象為邏輯電路的邏輯狀態(tài)的方法； 2、進(jìn)一步了解數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)的基本思想和方法； 3、

3、掌握實(shí)際輸出電路不同要求的實(shí)現(xiàn)方法； 三、設(shè)計(jì)要求 1、16路彩燈輸出顯示； 2、彩燈閃爍按一定規(guī)則變化（至少三種以上），可通過輸入開關(guān)設(shè)置彩燈閃爍的規(guī)律； 3、 電路有復(fù)位控制，復(fù)位按鈕閉合時(shí)彩燈循環(huán)輸出，復(fù)位按鈕斷開時(shí)彩燈熄滅； 4、 可設(shè)定彩燈閃爍時(shí)間，彩燈閃爍時(shí)間可通過開關(guān)輸入； 四、設(shè)計(jì)思路與方案 1、 如何控制彩燈輸出顯示16路彩燈以及彩燈閃爍按三種以上規(guī)律變化； 方案思路一：因?yàn)橐蟛薀粢N以上的規(guī)律變化，所以要用雙向移位寄存器74LS194來(lái)實(shí)現(xiàn)。74LS194有兩個(gè)工作方式控制端S0、S1，當(dāng)S0S1=01時(shí)，寄存器執(zhí)行左移功能，數(shù)碼從Sl端輸入；當(dāng)S0S1

4、=10時(shí)，寄存器執(zhí)行右移功能，數(shù)碼從Sr端輸入。74LS194只有四個(gè)輸出端，要實(shí)現(xiàn)16路彩燈輸出顯示必須采用四個(gè)74LS194芯片，這是可以通過四片芯片兩兩級(jí)聯(lián)組成兩個(gè)8位雙向移位寄存器，再通過S0S1控制端實(shí)現(xiàn)左移右移功能，從而實(shí)現(xiàn)四種閃爍變化。 方案思路二：要使彩燈閃爍按三種以上規(guī)律變化，可以采用計(jì)數(shù)器與譯碼器結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)，計(jì)數(shù)器輸出信號(hào)輸入至138譯碼器，由138譯碼器，根據(jù)計(jì)數(shù)器輸出不同的計(jì)數(shù)結(jié)果，即可控制兩個(gè)138譯碼器譯碼得到16種不同的輸出信號(hào)，決定控制彩燈的循環(huán)變化。顯然，不同的計(jì)數(shù)器與譯碼器電路，得到的是不同的彩燈循環(huán)控制結(jié)果。若譯碼器不變，在計(jì)數(shù)器的控制端輸入不同的控制信

5、號(hào)，進(jìn)行不同的計(jì)數(shù)，則在輸出端可見不同的彩燈循環(huán)輸出。 方案比較：方案一總體上比方案二要好。74LS194寄存器是一個(gè)雙向移位寄存器，它可以通過雙向移位來(lái)實(shí)現(xiàn)彩燈的變化，這樣比較的方便與容易實(shí)現(xiàn)。而采用計(jì)數(shù)器與譯碼器的結(jié)合時(shí)要用不同的計(jì)數(shù)方法來(lái)實(shí)現(xiàn)彩燈的變化，這樣會(huì)比較的麻煩與不容易實(shí)現(xiàn)，因此采用方案一比較好。 2、 如何控制S0S1兩個(gè)控制端。 方案思路一：用兩片74LS151數(shù)據(jù)選擇器來(lái)實(shí)現(xiàn)。一個(gè)151數(shù)據(jù)選擇器的輸出端直接與第一個(gè)級(jí)聯(lián)的S0相連接，通過一個(gè)非門與S1相連接。另一個(gè)151數(shù)據(jù)選擇器直接與第二個(gè)級(jí)聯(lián)的S0相連接，通過一個(gè)非門與S1相連接。這樣就能通過151來(lái)控制S0S1

6、兩個(gè)控制端。再用兩個(gè)161計(jì)數(shù)器將不同的脈沖驅(qū)動(dòng)151數(shù)據(jù)選擇器。 方案思路二：直接用兩個(gè)輸入開關(guān)來(lái)控制S0S1。 方案比較：方案一更能夠體現(xiàn)出設(shè)計(jì)的目的，用151控制S0S1控制端能夠?qū)崿F(xiàn)輸入開關(guān)的減少，從而只要一個(gè)開關(guān)就能控制電路，而方案二不能體現(xiàn)設(shè)計(jì)的目的，而且設(shè)計(jì)中還會(huì)出現(xiàn)很多問題。 五、具體電路設(shè)計(jì) 1、控制信號(hào)電路 用八進(jìn)制161計(jì)數(shù)器形成逢八進(jìn)一的脈沖以驅(qū)動(dòng)下一個(gè)六進(jìn)制的161計(jì)數(shù)器，兩個(gè)161計(jì)數(shù)器都用置數(shù)法做。六進(jìn)制計(jì)數(shù)器形成脈沖驅(qū)動(dòng)151數(shù)據(jù)選擇器來(lái)控制S0S1控制端。 2、花型控制電路 運(yùn)用雙向移位寄存器的輸出驅(qū)動(dòng)彩燈，通過控制S0S1來(lái)實(shí)現(xiàn)彩燈的閃爍變化。

7、兩個(gè)194通過級(jí)聯(lián)的方式形成電路的上半部分，另外兩個(gè)194通過級(jí)聯(lián)形成下半部分。改變S0S1的輸入以實(shí)現(xiàn)多種循環(huán)移動(dòng)。 3、總電路的實(shí)驗(yàn)圖。 通過161計(jì)數(shù)器和151數(shù)據(jù)選擇器來(lái)控制S0S1兩端以實(shí)現(xiàn)194移位寄存器的雙向移動(dòng)。 設(shè)計(jì)總電路圖 4、本次設(shè)計(jì)的花型有以下幾種： 花型一：兩組彩燈從右到左順次漸亮，再順次漸滅； 花型二：一組彩燈從左到右順次漸亮，再順次漸滅，一組彩燈從右到左順次漸亮，再順次漸滅； 花型三：兩組彩燈從左到右順次漸亮，再順次漸滅； 花型四：一組彩燈從右到左順次漸亮，再順次漸滅，一組彩燈從左到右順次漸亮，再順次漸滅； 六、仿真與調(diào)試 電路如設(shè)計(jì)總電路圖接

8、好，將彩燈分為第一組和第二組，經(jīng)過仿真與調(diào)試按下輸入開關(guān)就能夠出現(xiàn)以上所說(shuō)的四種花型，下圖為彩燈的排列方式以及彩燈的四種花型的波形圖。 彩燈的排列方式 彩燈的四種花型的波形圖 七、結(jié)果分析 經(jīng)過仿真與調(diào)試，電路能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)期的花型，不過在實(shí)驗(yàn)的過程中在試驗(yàn)箱上有四個(gè)燈不能復(fù)位，但波形圖確可以同時(shí)復(fù)位。 八、改進(jìn)措施 針對(duì)有四個(gè)燈不能同時(shí)復(fù)位，可以增加一個(gè)復(fù)位控制開關(guān)同時(shí)控制四個(gè)移位寄存器的復(fù)位端。 九 設(shè)計(jì)總結(jié) 通過這次的課程設(shè)計(jì)，我學(xué)到了很多東西。剛開始時(shí)對(duì)自己選的課題不知所措，感覺很陌生雖然課上都學(xué)過但是使用起來(lái)確不太會(huì)。這是我明白了僅僅掌握了課堂上學(xué)到的理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的

9、，還需要將那些理論知識(shí)和實(shí)際的東西結(jié)合起來(lái)，才能很好的將數(shù)電這門課程學(xué)好學(xué)透。明白了這些，于是我上網(wǎng)查找一些關(guān)于課題中芯片的使用情況和功能，去圖書館查找一些課題的資料，這樣我就更好的理解課題的基本思想和設(shè)計(jì)方法。在設(shè)計(jì)課題的過程中遇到了很多問題，剛開始不知道該用哪些芯片實(shí)現(xiàn)想要的功能，這時(shí)靜下心來(lái)仔細(xì)的分析課題，再加上通過和同學(xué)老師的討論使我基本的確定該使用哪些芯片。我想到用74LS194雙向移位寄存器來(lái)實(shí)現(xiàn)彩燈的閃爍，在設(shè)計(jì)的過程中也碰到了一些問題，比如應(yīng)該怎樣控制S0S1控制端，這時(shí)我想用輸入開關(guān)來(lái)控制S0S1，但這樣設(shè)計(jì)的過程中碰到了更多的麻煩，而且這樣不能體現(xiàn)設(shè)計(jì)的價(jià)值。然后我查找相關(guān)

10、的資料，我想到了用數(shù)據(jù)選擇器來(lái)控制S0S1，用161計(jì)數(shù)器來(lái)驅(qū)動(dòng)151數(shù)據(jù)選擇器。在解決了這些的問題之后，經(jīng)過仿真與調(diào)試得到了四種花型的結(jié)果，那一刻覺得特別的開心。在本次的設(shè)計(jì)中，我不僅鞏固了課堂上學(xué)到了的理論知識(shí)，而且還鍛煉了我的動(dòng)手能力和實(shí)踐能力。我還學(xué)會(huì)了一些數(shù)電設(shè)計(jì)的基本思想和方法，也學(xué)會(huì)了查找資料以及分析問題。而且我覺得我對(duì)數(shù)電的理解還是不夠，因?yàn)橐恍┬酒氖褂霉δ苓€是不夠熟練。總之通過本次實(shí)驗(yàn)我學(xué)會(huì)了很多，學(xué)會(huì)了獨(dú)立分析問題解決問題。 十、參考文獻(xiàn) 【1】 成立，《數(shù)字電子技術(shù)》，北京機(jī)械工業(yè)出版社，2004 【2】 吳培明，《電子技術(shù)虛擬實(shí)驗(yàn)》，機(jī)械工業(yè)出版社，1999 【3】 鄧元慶，《數(shù)電電路與邏輯設(shè)計(jì)》，北京電子工業(yè)出版社，2001 【4】 周正新，《電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化實(shí)踐與訓(xùn)練》，中國(guó)民航出版社，1998 【5】 許小軍，《數(shù)字電子技術(shù)試驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)》，東南大學(xué)出版社，2007 【6】 潘松，黃繼業(yè)，《EDA技術(shù)實(shí)驗(yàn)教程》，北京科技出版社，2007 工本費(fèi)：1.50元