数电课设四花样彩灯报告

目录

前言 (5)

第一章设计内容及要求 (6)

1.1课题 (6)

1.2设计要求 (6)

1.3设计的主要元器 (6)

1.4设计思路 (6)

第二章系统设计方案选择 (7)

第三章系统组成及工作原理 (10)

3.1 系统组成 (10)

3.2 工作原理 (10)

第四章单元电路设计、参数计算、器件选择 (12)

4.1 时钟电路 (12)

4.2 四种码电路 (12)

4.3 开关电路 (14)

4.4 数据输出电路 (15)

4.5 总电路结构 (16)

4.6各种芯片管脚图 (17)

第五章实验、调试及测试结果与分析 (19)

第六章收获与体会 (20)

参考文献 (21)

附录一 (22)

第一节课程设计的课题和要求

1.1 课题：四花样彩灯控制器

1.2 设计要求：设计一四花样自动切换彩灯控制器，要求实现

1.彩灯一亮一灭.从左向右移动

2.彩灯两亮两灭，从左往右移动

3.彩灯四亮四灭，从左往右移动

4.彩灯从1—8从左往右逐次点亮，然后逐次熄灭

5.四种花样自动切换

1.3 设计的主要元器

555定时器，模十六进制计数器74LS161，双D触发器74LS74，四选一数据选择器74LS153，8位移位寄存器74LS164。

1.4设计思路

第一部分，由NE555与相关电容电阻等组成多谐振荡器，用来产生震荡脉冲，调节电位器可以改变震荡频率，即改变灯光的移动速度。多谐振荡器输出的脉冲非别加在74 LS93与74LS164的cp端。74LS93被接成16进制计数器，其4个输出端可分别输出对计数脉冲的2、4、8、16分频信号，该信号被传输到74LS153的数据输入端。

第二部分，555产生的脉冲信号输送到D触发器74LS74的cp端，在其输出端可以得到“00”到“11”4个逻辑状态并将其连接到74hc153的公共选择端A0、A1。这样根据A0、A1端的状态就可以选定不同的输出端。同时，74LS163在时钟脉冲作用下，数据在输出端QA到QH顺序移动。这一移动的8位控制信号区驱动8路彩灯，就出现了8路4花样自动循环切换的流水彩灯

U1A

74LS04D

2

1

U1B

74LS04D

4

3

U1C

74LS04D

6

5

U1D 74LS04D

8

9

U2B

74LS08D 45

6

U2C

74LS08D

9

10

8

U4

2Y

9

2C0102C1112C212

2C313A 14

B 2~1G 11Y

7

1C06

1C151C241C33

~2G

15

74LS153D

U6

QA

3

QB

4

QC

5

QD

6

A 1B

2

~CL R 9

CLK

8

QE

10

QF

11

QG

12

QH

13

74LS164D

QA

14

QB

13

QC

12

QD

11

RCO

15

A 3

B 4

C 5

D 6ENP 7ENT 10~LO AD 9~CL R 1CLK

2

U3

74LS161D

U7A

1D

2

1Q

5

~1Q

6

~1CLR

1

3

~1PR

4

74LS74D

U7B

2D

122Q

9

~2Q

8

~2CLR

13

11

~2PR

10

74LS74D

第二章 系统设计方案选择

方案设计

在设计中更多的使用中,大规模集成电路，不仅可以减少电路组件的数目，使电路简捷，而且能提高电路的可靠性，降低成本。因此，此彩灯控制器总体方案设计如下：

1、根据总的功能和技术要求，把复杂的逻辑系统分解成若干个单元系统，单元的数目不宜太多，每个单元也不能太复杂，以方便检修。

2、每个单元电路由标准集成电路来组成，选择合适的集成电路及器件构成单元电路。

3、考虑各个单元电路间的连接，所有单元电路在时序上应协调一致，满足工作需求，相互间电气特性应匹配，保证电路能正常，协调工作。

比较方案1、在原方案基础上，用模十六计数器74LS161的输出端的最高位Q D 作为双D 触发器的时钟，可以少用一个555定时器。计数器每计八个数，Q D 由低电平变为高电平，双D 触发器的状态改变，四选一数据选择器74LS153选择下一种码输出，彩灯变为另一种花样，以后四种花样循环改变。如图2-1所示:

图2-1 比较方案1电路图

如果按此方案连接电路，彩灯无法完成第四种花样（依次点亮，依次熄灭），只能完成一半，依次点亮或依次熄灭，部分实现了设计要求，所以不采用。

比较方案2、彩灯控制器电原理图如图2-2所示。ICl、IC2由555接成多谐振荡器。IC3由4位2进制计数器74LS93接成16进制计数器，其4个输出端可分别输出对计数脉冲的2、4、8、16分频信号。IC4是双D触发器74LS74，在这里接成两位2进制加法计数器。IC5是双4选l数据选择器74LSl53，这里只用了它的一组4选1数据通道。IC6是3位单向移位寄存器74LSl64，它是产生移动灯光信号的核心器件。

驱动电路用8只三极管组成8路射随器作缓冲放大，去触发作电流

开关的8只双向可控硅，以控制彩灯发光。电路的十5V电源由220V／9V

变压器降压，经D1一D4桥式整流，7805稳压后给控制电路供电。电路图

如图2-2所示

图2.2-2 比较方案2电路图