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

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1、成績 南京工程學院 課程設計說明書（論文） 題目彩燈循環(huán)顯示控制器電路的設計 課 程 名 數(shù)電課程設計 院 (系、部、中心)電力工程學院 專 業(yè)智能建筑電氣 班級智能081 學生姓名周玉秀 學號206081005 設 計 地 點物理實驗中心C405 指導教師殷埝生 曾憲陽 工程基礎實驗與訓練中心 設計起止時間： 2010年12月13日至 2010年12月17日 目錄 一、 設計題目…………………………………………1 二、 設計目的…………………………………………1 三

2、、 設計要求…………………………………………1 四、 設計思路與方案…………………………………1 五、 具體電路設計……………………………………2 六、 仿真與調(diào)試………………………………………5 七、 結果分析…………………………………………6 八、 改進措施…………………………………………6 九、 設計總結…………………………………………6 十、 參考文獻…………………………………………7 一設計題目 彩燈循環(huán)顯示控制器電路的設計； 二設計目的 1、學會將一個實際情況抽象為邏輯電路的邏輯狀態(tài)的方法； 2、進一步了解數(shù)字電子技術課程設計的基本思想和方法； 3、

3、掌握實際輸出電路不同要求的實現(xiàn)方法； 三、設計要求 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），可通過輸入開關設置彩燈閃爍的規(guī)律； 3、 電路有復位控制，復位按鈕閉合時彩燈循環(huán)輸出，復位按鈕斷開時彩燈熄滅； 4、 可設定彩燈閃爍時間，彩燈閃爍時間可通過開關輸入； 四、設計思路與方案 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：因為要求彩燈要三種以上的規(guī)律變化，所以要用雙向移位寄存器74LS194來實現(xiàn)。74LS194有兩個工作方式控制端S0、S1，當S0S1=01時，寄存器執(zhí)行左移功能，數(shù)碼從Sl端輸入；當S0S1

4、=10時，寄存器執(zhí)行右移功能，數(shù)碼從Sr端輸入。74LS194只有四個輸出端，要實現(xiàn)16路彩燈輸出顯示必須采用四個74LS194芯片，這是可以通過四片芯片兩兩級聯(lián)組成兩個8位雙向移位寄存器，再通過S0S1控制端實現(xiàn)左移右移功能，從而實現(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，可以采用計數(shù)器與譯碼器結合來實現(xiàn)，計數(shù)器輸出信號輸入至138譯碼器，由138譯碼器，根據(jù)計數(shù)器輸出不同的計數(shù)結果，即可控制兩個138譯碼器譯碼得到16種不同的輸出信號，決定控制彩燈的循環(huán)變化。顯然，不同的計數(shù)器與譯碼器電路，得到的是不同的彩燈循環(huán)控制結果。若譯碼器不變，在計數(shù)器的控制端輸入不同的控制信

5、號，進行不同的計數(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寄存器是一個雙向移位寄存器，它可以通過雙向移位來實現(xiàn)彩燈的變化，這樣比較的方便與容易實現(xiàn)。而采用計數(shù)器與譯碼器的結合時要用不同的計數(shù)方法來實現(xiàn)彩燈的變化，這樣會比較的麻煩與不容易實現(xiàn)，因此采用方案一比較好。 2、 如何控制S0S1兩個控制端。 方案思路一：用兩片74LS151數(shù)據(jù)選擇器來實現(xiàn)。一個151數(shù)據(jù)選擇器的輸出端直接與第一個級聯(lián)的S0相連接，通過一個非門與S1相連接。另一個151數(shù)據(jù)選擇器直接與第二個級聯(lián)的S0相連接，通過一個非門與S1相連接。這樣就能通過151來控制S0S1

6、兩個控制端。再用兩個161計數(shù)器將不同的脈沖驅(qū)動151數(shù)據(jù)選擇器。 方案思路二：直接用兩個輸入開關來控制S0S1。 方案比較：方案一更能夠體現(xiàn)出設計的目的，用151控制S0S1控制端能夠?qū)崿F(xiàn)輸入開關的減少，從而只要一個開關就能控制電路，而方案二不能體現(xiàn)設計的目的，而且設計中還會出現(xiàn)很多問題。 五、具體電路設計 1、控制信號電路 用八進制161計數(shù)器形成逢八進一的脈沖以驅(qū)動下一個六進制的161計數(shù)器，兩個161計數(shù)器都用置數(shù)法做。六進制計數(shù)器形成脈沖驅(qū)動151數(shù)據(jù)選擇器來控制S0S1控制端。 2、花型控制電路 運用雙向移位寄存器的輸出驅(qū)動彩燈，通過控制S0S1來實現(xiàn)彩燈的閃爍變化。

7、兩個194通過級聯(lián)的方式形成電路的上半部分，另外兩個194通過級聯(lián)形成下半部分。改變S0S1的輸入以實現(xiàn)多種循環(huán)移動。 3、總電路的實驗圖。 通過161計數(shù)器和151數(shù)據(jù)選擇器來控制S0S1兩端以實現(xiàn)194移位寄存器的雙向移動。 設計總電路圖 4、本次設計的花型有以下幾種： 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 電路如設計總電路圖接

8、好，將彩燈分為第一組和第二組，經(jīng)過仿真與調(diào)試按下輸入開關就能夠出現(xiàn)以上所說的四種花型，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、結果分析 經(jīng)過仿真與調(diào)試，電路能夠?qū)崿F(xiàn)預期的花型，不過在實驗的過程中在試驗箱上有四個燈不能復位，但波形圖確可以同時復位。 八、改進措施 針對有四個燈不能同時復位，可以增加一個復位控制開關同時控制四個移位寄存器的復位端。 九 設計總結 通過這次的課程設計，我學到了很多東西。剛開始時對自己選的課題不知所措，感覺很陌生雖然課上都學過但是使用起來確不太會。這是我明白了僅僅掌握了課堂上學到的理論知識是遠遠不夠的

9、，還需要將那些理論知識和實際的東西結合起來，才能很好的將數(shù)電這門課程學好學透。明白了這些，于是我上網(wǎng)查找一些關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計方法。在設計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現(xiàn)想要的功能，這時靜下心來仔細的分析課題，再加上通過和同學老師的討論使我基本的確定該使用哪些芯片。我想到用74LS194雙向移位寄存器來實現(xiàn)彩燈的閃爍，在設計的過程中也碰到了一些問題，比如應該怎樣控制S0S1控制端，這時我想用輸入開關來控制S0S1，但這樣設計的過程中碰到了更多的麻煩，而且這樣不能體現(xiàn)設計的價值。然后我查找相關

10、的資料，我想到了用數(shù)據(jù)選擇器來控制S0S1，用161計數(shù)器來驅(qū)動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果，那一刻覺得特別的開心。在本次的設計中，我不僅鞏固了課堂上學到了的理論知識，而且還鍛煉了我的動手能力和實踐能力。我還學會了一些數(shù)電設計的基本思想和方法，也學會了查找資料以及分析問題。而且我覺得我對數(shù)電的理解還是不夠，因為一些芯片的使用功能還是不夠熟練?？傊ㄟ^本次實驗我學會了很多，學會了獨立分析問題解決問題。 十、參考文獻 【1】 成立，《數(shù)字電子技術》，北京機械工業(yè)出版社，2004 【2】 吳培明，《電子技術虛擬實驗》，機械工業(yè)出版社，1999 【3】 鄧元慶，《數(shù)電電路與邏輯設計》，北京電子工業(yè)出版社，2001 【4】 周正新，《電子設計自動化實踐與訓練》，中國民航出版社，1998 【5】 許小軍，《數(shù)字電子技術試驗與課程設計指導》，東南大學出版社，2007 【6】 潘松，黃繼業(yè)，《EDA技術實驗教程》，北京科技出版社，2007 工本費：1.50元