西安邮电大学数字电路课程设计实验报告多路彩灯

西安邮电学院
数字电路课程设计报告书——多路彩灯控制器
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学生姓名：
专业名称：
班级：
实习时间：
一、实验目的：
根据知识掌握情况和兴趣选择题目，给出功能设计方案，插接、调试电路，完成要求的任务，达到巩固和应用“电子技术基础”和“数字电路与逻辑设计”课程基本理论和方法，初步掌握模拟与数字电路系统设计基本方法的目的。

二、实验要求：
设计一个4路移存型彩灯控制器，彩灯用发光二极管LED模拟，具体要求如下：
1、能演示三种花型，花型自拟。

2、选作：彩灯明暗变换节拍为1.0s和0.5s，两种节拍交替运行。

三、实验元件：
555定时器 1个
74194 2个
74161 2个
7404 2个
电阻150kΩ 1个
电阻4.7 kΩ 1个
电容4.7uF 1个
电容0.1 uF 1个
四、总体方案的设计：
经过分析问题及初步的整体思考，设计方案如下：
整体功能的实现需要以下三个模块来实现：花型的演示及控制模块，
节拍控制模块，时钟信号的产生。

时钟信号的产生由一个555多频振荡器来实现，花型的演示由两个74194（双向移位寄存器）来实现，花型的控制功能由两个74161（四位二进制同步计数器）。

花型演示电路
花型控制
节拍控制电路
花型控制
节拍控制电路
五、单元电路的设计：
1，时钟信号
一片555加上电容及电阻实现
电容：4.7μf 0.01μf
电阻：150 kΩ 4.7 kΩ
R 4DC
7
Q 3
G N D
1
V C C
8
TR 2
TH
6
CV
5
U1
555
R1
150k
R2
4.7k
C1
0.1uf
C2
4.7uf
D 03D 14D 25D 3
6
Q 015Q 114Q 213Q 3
12
D 03D 14D 25D 3
6
S R 2S L 7C L K 11S 09S 110M R
1
Q 015Q 114Q 213Q 3
12
U7
74194
D 03Q 014D 14Q 113D 25Q 212D 3
6
Q 311R C O
15
E N P 7E N T 10C L K 2L O A D 9M R
1
U4
74161
D 0
3Q 0
144
13
1
2U2:A
7404
13
12
U2:D
7404
11
10
U2:E
7404
9
8
U2:F 7404
1
2
U3:A
7404
3
4
U3:B 7404
D1
LED-RED
D2
LED-RED
D3
LED-RED
D4
LED-RED
D5
LED
2,花型控制电路
花型控制电路可利用74194移存器作为彩灯演示电路用两
个74161来作为花型控制电路。

花型设计为
一 二 三 四
10000001 00010001 10001000 00011000 11000011 00110011 11001100 00111100 11100111 01110111 11101110 01111110 11111111 11111111 11111111 11111111
01111110 11101110 01110111 11100111 00111100 11001100 00110011 11000011 00011000 10001000 00010001 10000001 00000000 00000000 00000000 00000000
花型1
花
型2
花
型3
花
型4
194
（左）
s0 0 1 0 1
s1 1 0 1 0 194
（右）
s0 1 1 0 0
s1 0 0 1 1
R 4DC
7
Q 3
G N D
1
V C C
8
TR 2
TH
6
CV
5
U1
555
R1
150k
R2
4.7k
C1
0.1uf
C24.7uf
D 03D 14D 25D 3
6
S R 2S L 7C L K 11S 09S 110M R
1
Q 015Q 114Q 213Q 3
12
U6
74194
D 03D 14D 25D 3
6
S R 2S L 7C L K 11S 09S 110M R
1
Q 015Q 114Q 213Q 3
12
U7
74194
D 03Q 014D 14Q 113D 25Q 212D 3
6
Q 311R C O
15
E N P 7E N T 10C L K 2L O A D 9M R
1
U4
74161
D 03Q 014D 14Q 113D 25Q 212D 3
6
Q 311R C O
15
E N P 7E N T 10C L K 2L O A D 9M R
1
U5
74161
1
2U2:A
7404
3
4
U2:B
7404
5
6
U2:C
7404
13
12
U2:D
7404
11
10
U2:E
7404
9
8
U2:F 7404
1
2
U3:A
7404
3
4
U3:B 7404
D1
LED-RED
D2
LED-RED
D3
LED-RED
D4
LED-RED
D5
LED-RED
D6
LED-RED
D7
LED-RED
D8
LED-RED
六、总体电路图（见后） 七.组装过程中的问题
在这次实验中其实最麻烦的就是组装过程，电路图还好画些，组装元器件需要十足的耐心加细心，布线要求美观大方，没有交叉线，元器件要分步均匀，不要挤在一起，这样不利于线的走位，我在这次布线中，一开始就十分小心，每一个线都用红笔做了长度标记，但是最后组装好了以后，又经过静态测试，再接电源后灯根本不亮，开始细心排查，后来才发现面包板的电源和地插槽第五组与第六组根本没
有连到一起，也就是没有加上电源，然后还在后来的排查中发现在走线的过程中还有共用同一组插槽的，另外还有好多问题，经过细心检查后终于一一改正并最终得到了正确的结果，着实不易啊。

八、心得体会和分析总结
这次实验是一次真正意义上的自己设计自己组装的实验，实验开始时候，还不适应到底应该怎样设计，很没有头绪，不知道从哪里开始，请教了一些有头绪的同学后，才大概有了个总体思路，然后沿着这个思路，一步一步列真值表，写卡诺图，才慢慢把雏形做好，然后进行一些完善，才有了最后的电路图，因为有Proteus，所以实验变得极为简便，我们在上面连好电路图，进行了模拟，验证了预期的结果，才进行最后的电路组装。

这次实验真正的考验了我们遇到问题，分析问题，解决问题的能力，这对我们的帮助很大，这正是理论与实践相结合，这个实验正检验了我们数字电路的理论部分，如果理论知识一塌糊涂，这个实验是不可能完成的，所以，通过这次实验，我们学到了很多，这是在课本中没有的，我们都很认真的完成了它，使我们受益匪浅。

九、参考文献
数字电路逻辑设计（脉冲与数字电路第三版）王毓银主编（高等教育出版社）
总体电路图
R 4DC
7
Q 3
G N D
1
V C C
8
TR 2
TH
6
CV
5
U1
555
R1
150k
R2
4.7k
C1
0.1uf
C24.7uf
D 03D 14D 25D 3
6
S R 2S L 7C L K 11S 09S 110M R
1
Q 015Q 114Q 213Q 3
12
U6
74194
D 03D 14D 25D 3
6
S R 2S L 7C L K 11S 09S 110M R
1
Q 015Q 114Q 213Q 3
12
U7
74194
D 03Q 014D 14Q 113D 25Q 212D 3
6
Q 311R C O
15
E N P 7E N T 10C L K 2L O A D 9M R
1
U4
74161
D 03Q 014D 14Q 113D 25Q 212D 3
6
Q 311R C O
15
E N P 7E N T 10C L K 2L O A D 9M R
1
U5
74161
1
2U2:A
7404
3
4
U2:B
7404
5
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U2:C
7404
13
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U2:D
7404
11
10U2:E
7404
9
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U2:F 7404
1
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U3:A
7404
3
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U3:B 7404
D1
LED-RED
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LED-RED
西安邮电学院电子工程学院课程设计过程考核表学生姓名班级/序号
承担任务实验室（单位）所在部门
实施时间2011年06 月07 日—2011年06 月17 日
具体内容第一周
周一：听老师讲授数字电路的设计方法及需要注意的问题；
周二：选定题目，并设计电路，完成电路设计；
周三：电路仿真；
周四：领取元器件，开始组装电路；
周五：组装电路；
第二周
周一：组装电路；
周二：老师验收电路；
周三：写实验报告；
周四：写实验报告；
周五：实验总结；
指导教师（师傅）姓名范瑾职务或职称助教
指导教师（师傅）对学生的评价学习态度□认真□一般□不认真
学习纪律□全勤□偶尔缺勤□经常缺勤实践能力□很强□一般□较差
指导教师（师傅）对学生
专业知识或社会实践能
力等情况的意见指导教师（师傅）签字
年月日西安邮电学院电子工程学院课程设计成绩鉴定表
学生姓名班级/学号
进行时间2011年06月07 日—2011 年06 月17日
成绩鉴定学习内容
（20分）
与教学任务计划结合程度（10分）
与专业培养结合程度（6分）
其它（4分）
接受单位
评价
（20分）
实践能力（10分）
学习态度（6分）
学习纪律（4分）
报告鉴定
（60分）
报告内容与实践过程紧密结合（15分）
报告内容与教学计划内容紧密结合（15分）
报告质量(主题、结构、观点、逻辑、资料、字数30
分)
评阅教师姓名范瑾职称助教成绩评语
评阅教师签字
年月日。