数电流水灯课程设计报告

课程设计说明书

课程名称：数字电子技术基础

设计题目：多路循环彩灯

院系: 电气工程系

学生姓名：xxxxxx

学号：*********

专业班级：电子科学与技术<一>班

指导教师：xxxxxx

日期：2011年6月2日

目录

一、设计目的 (3)

二、设计要求 (3)

三、总体方案 (3)

四、具体实现 (4)

五、实现过程中遇到的问题及措施 (7)

六、心得体会 (7)

七、参考文献 (8)

八、附件 (8)

一、设计目的

掌握555多谐振荡器、译码器、十六进制加/减计数器的逻辑功能和工作原理，设计可改变流速的流水灯电路图，分析与设计时序控制电路。画出流水灯的整机逻辑电路图，掌握流水灯工作原理及其设计方法，并对各种元器件的功能和应用有所了解。并能对其在电路中的作用进行分析。另外还要掌握电路原理和分析电路设计流程，每个电路的设计都要有完整的设计流程。这样才能在分析电路中有良好的思路，便于查找出错的原因。

二、设计要求

1、设计一个彩灯控制电路、能使彩灯依次点亮。

2、彩灯流速可以改变。

三、总体方案

本设计采取的方案是：用555多谐振荡器一个、74163一片、74154一片、滑动变阻器、电阻、电感、电容、LED和门电路若干。由555多谐振荡器提供稳定脉冲，74163二进制加/减计数器一片用来计数和输出信号通过译码器74154直接输出控制彩灯。而控制流速用滑动变阻器调节电阻来改变输入脉冲频率，进而改变彩灯流速，如图1所示

图1 结构方框图

四、具体实现本电路共包含一下几个模块：

（一）：555多谐振荡器产生的脉冲电路

本设计由多谐振荡器产生频率的脉冲替代分频电路的作用，1号引脚接地，4、5号引脚直接接电源，其余按图2接入，R1滑动变阻器可变，R2电阻设置为1千欧姆，电

容分别设为0.1u和0.001u这样就能产生一个可变频率的稳定脉冲，如图3。

图2 555定时器的管脚及功能图

图3 555多谐振荡器产生的脉冲电路

（二）计数器计数电路

该电路的根本任务将稳定脉冲变成时间信号，实现这一功能可用触发器、计数器等。本设计采用的是计数器将稳定的脉冲信号转变成数字信号输出给译码器。将电源8号引脚接地，16号引脚接电源使其能正常工作；1、9、10、15号引脚为输入端因为要构成十进制加/减计数器所以将他们接地，输出端为2、3、6、7号引脚在整体设计图中接到译码器的输入端；异步并行置入控制端为11号引脚通过一个与非门后接地；14号引脚为脉冲输入端接555多谐振荡器的输出，5号加减控制端和4号引脚接地使其可以正常工作。计数器的管脚图和电路图如图4所示

74163管脚图计数器电路设计图

图4

（三）：译码器电路

此电路的作用是将输入的信号转换成另一种信号控制彩电的开关。此电路用74154 4-16译码器，因为前面用的十六进制加减计数器所以这里用到的有十四个输出，将1到11号引脚和13,14,15,共14个个输出端直接连接彩灯起控制彩灯的作用，12号引脚接地，24号引脚接电源18、19号引脚接地使其正常运行。电路图如下：

74154管脚图74154在电路中连接图

（5）整体连接和调试

将各个部分按要求连接，连接中要注意十六进制计数器的输出与译码器的输入相连接，具体实现如图6：

整体连接图

五、实现过程中遇到的问题及措施

在检测电路的时候，彩灯一直发光很微弱，经分析可能是因为经过其电流过小所致，经检查与其相接的电阻发现错把300k电阻当做300连接到电路中了，

把300欧电阻连接到电路中彩灯变的很亮但所有的彩灯都在亮没有出现循环状态，经仔细观察发现彩灯循环只是其循环频率太快导致观察不清，把555定时器上的电阻R2改成100k欧，循环出现。

六、心得体会

这次时间为两个星期的课程设计试验大大培养了我的动手能力和同学间的相互合作精神。从一开始我看到自己选定的题目，就在思考怎样才能设计出一个正确的原理图，这个很重要，也是所有工作的基础，如果要完成原理图设计工作，这就要求我们有足够的理论知识储备，这个功夫就在平时了；原理图的设计是理论与实践的交叉点，原理图设计好之后，我们可以利用仿真软件进行仿真，这样便可以验证我们设计的正确性；积累了经验并且熟练地掌握了软件的基本使用方法和一些快捷键的用途。当电路板做好之后，就是焊接元器件了，这是我最拿手的，在自己设计的板子上焊接元器件有一种不一

样的感觉，我特别享受这份感觉。最终在我们小组的共同努力下板子最终做好了，接通电源后可以很正常的工作。这次课程设计增强了我的独立思考、解决问题和团结合作的能力，尤其是解决问题的能力。

七、参考文献

[1]童诗白.模拟电子技术基础[M].北京：高等教育出版社，2005.

[2]臧春华.电子线路设计与应用[M].北京:高等教育出版社,2005.

[3]邱关源罗先觉.电路（第五版）[M].北京：高等教育出版社，2006.

[4]阎石.数字电子技术（第五版）[M].北京：高等教育出版社，2005.

[5]张阳天韩异凡Protel DXP电路设计[M].北京：高等教育出版社，2005.

八、附件

8.1 电路仿真图

整体电路仿真图

8.2 电路实物图

电路板实物图正面

电路板实物图反面

8.3 元器件清单

名称功能数量

74LS163N十六进制计数器1片

NE555N定时1片

74LS154译码/驱动器（共阳极）1片

滑动变阻器调灯速1个

电阻1k、1M 200 共3个电容0.1uF 0.001 2个

发光二极管红色绿色黄色14个

开关产生计数脉冲1个