多功能多路流水灯控制电路的设计仿真与制作

附件1：

学号：0121209310130

课程设计

题目多功能多路流水灯控制电路的设

计仿真与制作

学院信息工程学院

专业电子信息工程

班级电信1201

姓名鲁玲

指导教师孟哲

2014 年 6 月20 日

课程设计任务书

学生姓名：鲁玲专业班级：电信1201 指导教师：孟哲工作单位：信息工程学院

题目: 多功能多路流水灯控制电路的设计仿真与制作

初始条件：

集成译码器、计数器、555定时器、移位寄存器、LED和必要的门电路或其他器件。

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）

1、课程设计工作量：1周内完成对数字频率计的设计、仿真、装配与调试。

2、技术要求：

错误!未找到引用源。设计一个具有16路（或矩阵）LED不同显示方式或显示图形的控制电路。

错误!未找到引用源。不同显示方式的控制可以是自动结合按键手控等。

③确定设计方案，按功能模块的划分选择元、器件和中小规模集成电路，设计分

电路，画出总体电路原理图，阐述基本原理。

3、查阅至少5篇参考文献。按《武汉理工大学课程设计工作规范》要求撰写设计报告

书。全文用A4纸打印，图纸应符合绘图规范。

时间安排：

1）第1-2天，查阅相关资料，学习设计原理。

2）第3-4天，方案选择和电路设计仿真。

3）第4-5天，电路调试和设计说明书撰写。

4）第6天，上交课程设计成果及报告，同时进行答辩。

指导教师签名：年月日

系主任（或责任教师）签名：年月日

前言 (2)

1 设计方案 (3)

1.1 设计意义 (3)

1.2 设计目的 (3)

1.3 原理图及工作原理 (3)

2 电路板焊接技术介绍 (4)

2.1 焊接操作要领 (4)

2.2 注意事项 (5)

2.3.焊接调试 (6)

3 电路板的安装与制作 (6)

3.1 确定电路板整体布线图 (6)

3.2 555振荡电路 (6)

3.3 74LS191计数部分 (7)

3.4 74LS138译码电路和LED显示部分 (7)

3.5 5V直流稳压电源电路 (7)

4 电路板的调试 (8)

4.1 调试方法和步骤 (8)

4.2 出现的问题及处理方法 (8)

5 电路实拍图 (10)

6 总结及心得体会 (12)

7 元件清单 (13)

8 参考文献 (14)

附件 (15)

随着电子技术的快速发展尤其是数字技术的突飞猛进，多功能流水彩灯凭着简易，高效，稳定等特点出现在我们日常生活中的各种场所，店铺门面装饰、家居装潢、城市墙壁更是随处可见。与此同时，还有一些城市采用不同的流水灯打造属于自己的城市文明，塑造自己的城市魅力。目前，多功能流水灯的种类已有数十种，如广告装潢、家居装饰、店铺招牌灯等等。所以，多功能流水灯的设计具有相当的代表性。

本次课程设计要设计一个多功能多路流水灯控制器（用16只发光二极管显示），是多功能流水彩灯中较简单的，但这是进行复杂设计的基础。本设计方案中利用NE555构成多谐振荡产生连续脉冲作为74LS191计数器的脉冲源，在经过74LS138驱动输入到发光二极管。首先要分析设计要求，从要实现多功能、多路入手推导出要使用的芯片。多功能流水灯，就是要具有一定的变化规律的功能，主要考察了数字电路中的计数器、、多谐振荡等，多谐振荡电路给其它的电路提供脉冲源，设计过程中需要了解相关芯片（NE555、74LS191、74LS138）的具体功能，引脚图，真值表等，认真布局，在连接过程中更要仔细认真。

1.设计方案

1.1设计意义

（1）熟悉多功能多路流水灯的原理与功能；

（2）掌握数字电路的功能，学会如何用555时钟电路产生方波信号；（3）熟悉掌握计数器、译码器的功能与原理；

（4）了解时序电路与逻辑电路的功能与应用。

1.2设计目的

（1）掌握组合逻辑电路、时序逻辑电路及数字逻辑电路系统的设计、安装、测试方法；

（2）进一步巩固所学的理论知识，提高运用所学知识分析和解决实际问题的能力；

（3）提高电路布局﹑布线及检查和排除故障的能力；

（4）提高自己焊接电路板的能力；

（5）培养书写综合实验报告的能力。

1.3 电路图及工作原理

本设计采取的方案由用555多谐振荡器一个、74LS191一片、74LS138两片、可变电容、电阻、电容、LED组成。74LS191计数器的时钟信号由555多谐振荡器提供，改变55的振荡频率即可改变计数器的快慢，从而控制彩灯闪烁的快慢。计数器输出信号输入至138译码器，控制138译码器译码得到不同的输出信号，决定流水灯的循环变化。多功能流水灯电路图如图1-1所示。

在本设计中所使用的电源是自制的5V直流稳压电源，电路图如图1-2所示。

图1-1 设计电路图

图1-2 5V直流稳压电源电路图

2.电路板焊接技术介绍2.1 焊接操作要领

2.1.2 焊前准备

物料：含直接用料和辅料，留意焊接元件有否极性要求，元件脚有否有氧化、油污等。焊接时，对焊接温度，时间有否特别要求；

工/器具：视焊接元件而定，应有锡线座、元件盒、焊枪、焊台、镊子、剪钳等。如有防静电要求，应注意采用防静电工/器具，同时操作员应戴好防静电手腕带。

2.1.2 实施焊接

准备好焊锡丝和烙铁头，烙铁头要保持洁净；

步骤：烙铁头对准焊点→烙铁接触焊点→加焊锡→移开焊锡丝→拿开电烙铁。具体如下：

1.加热焊件（同时加热元件脚和焊盘）；

2.熔化焊锡：当焊件加热到能熔化焊料的温度后，将锡线置于焊点，焊锡开始溶化并润湿焊点；

3.在焊点加入适当的焊锡后，移开锡线；

4当焊锡完全湿润焊点后，以大致45°的角度移开烙铁。

以上过程对一般焊点在大约2～3秒钟完成，应注意在焊锡尚未完全凝固以前不要晃动接元件，以免造成虚焊。

2.1.3 焊接后的处理

当焊接结束后，应检查有无漏焊、错焊（极性焊反）、短路、虚焊等现象，清理PCB板上的残留物如：锡渣、锡碎、元件脚等。

2.1.4 对焊点的基本要求

1.焊点应具有良好的导电性；

2.焊点应具有一定的强度；

3.焊接点的焊料要适当；

4.焊接点的表面应具有良好的光泽；（温度过高，焊接时间过长，都会使焊点发乌，影响焊点的强度）

5.焊点不应有毛刺及间隙；

6.焊接点表面要清洁。

2.2 注意事项