双色三循环方式彩灯控制器的设计

四川航天职业技术学院

电子工程系课程设计专业名称： G09飞行器电子装配技术

课题名称：双色三循环方式彩灯控制器的设计设计人员：

指导教师：王艳

2010年12月02日

《数字电子技术课程设计》任务书

一、课题名称：双色三循环方式彩灯控制器设计

二、技术指标：

1、电源VDD=12v

2、相邻两灯点亮的时间约在0.3-0.7s间可调，延时时间约在

1-6s间可调

3、计数器和译码器分别采用CMOS中规模集成电路CC4516

和CC4514

4、译码器4145共16个输出。

5、CMOS非门构成的振荡器的振荡周期T=1.4RC，555构成的振

荡器的振荡周期T=0.7（R1+2R2）C

三、要求：

1、控制器有3种方式：

方式A：单绿左移—单绿右移—单红左移—单红右移；

方式B: 单绿左移—全熄延时伴声音；

方式C：单红右移—四灯红闪、四灯绿闪延时。

2、控制器有8路输出，每路用双色发光二极管指示。

3、由单刀三掷开关控制3种方式，每种方式用单色发光二极

管指示

4、论文格式按系下发的《课程设计格式要求》统一执行。

5、要求原理图、印制板图、装配图三图齐全（印制板图和装

配可合二为一）。

指导教师：王艳

学生：

电子工程系

2010 年12月02日

课程设计报告书评阅页

课题名称：

班级：

姓名：

2010年月日指导教师评语：

考核成绩：指导教师签名：

2010年月日

目录

彩灯控制器（摘要） (1)

第一章课题构思 (1)

第二章方案设计与单元设计 (1)

第三章原理说明 (5)

第四章仿真分析及结果 (11)

第五章调式过程 (14)

总结语 (17)

参考文献 (18)

摘要

[摘要]:要求进一步掌握模拟电子技术,数字电子技术等课程的知识在本课程设计中的应用，熟悉电路的设计过程及设计方法，掌握课程设计的基本过程和课程设计报告的撰写方法。

循环彩灯的电路很多，循环方式更是五花八门，而且有专门的可编程彩灯集成电路。绝大多数的彩灯控制电路都是用数字电路来实现的，例如，用中规模集成电路实现的彩灯控制电路主要用计数器，译码器，分配器和移位寄存器等集成。本次设计的双色循环彩灯控制器就是用计数器和译码器来实现，其特点用双色发光二极管，能发红色和绿色两色光。

[关键词]：计数器，译码器，集成，双色二极管

第一章课题构思

1、用中小规模集成电路设计一台彩灯控制器。用计数器和译码器设制作一个双色三循环方式彩灯控制器。

2、控制器有8路输出，每路用双色发光二极管指示。

3、控制器有3重循环方式：

方式A：单绿左移---单绿右移---单红左移---单红右移；

方式B：单绿左移---全熄延时伴声音；

方式C：单红右依---四灯红闪，四灯绿闪延时。

4、由单刀掷开关控制3种方式，每种方式用单色发光二极管指示。

5、.两灯点亮时间约在0.2～0.6S间可调，延时时间约在1～6S间可调。

6、要求用DC-12V电源设计。

7.原理图设计根据所确定的设计电路，利用Protel或EWB等有关工具软件绘制电路原理图、PCB板图；

8.设计报告按《课程设计管理手册》规定的规范和要求书写。

第二章方案设计与单元设计

近年来，由于中，大规模集成电路的迅速发展，使得数字逻辑电路的设计发生了根本性的变化。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，双色三循环方式彩灯控制器总体方案设计如下：

1.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.各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.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。

2.1基本原理

设计任务中所要求的3种循环方式并不复杂，用中小规模集成电路就能实现。本控制应由方式选择，振荡器，控制电路，延时电路，蜂鸣器等组成，其框图如图1所示：

图1 双色三循环方式彩灯控制器框图

2.2计数器和译码器

本控制器的核心器件为计数器和译码器，分别采用CMOS中规模集成电路

CC4516和CC4514。CC4516为16脚双列直插的中规模集成可预置数的4位二制加/减计数器（单时钟），其引脚如图2所示。CC4516有5中功能：置数，清零，不计数，加计数，减计数，具体功能如表1所示。CC4514是4为锁存/4线—16线译码器，其输出为高电平有效。CC4514具有数据锁存，译码和禁止输出3种功能。数据锁存功能由EL端施加电平实现，EL=0时，O0 ~O15保持EL置“0”前的电平；禁止端）E为高电平时，O0~O15全为低电平；因此，CC4514作为译码器使用时，EL应接高电平，E应接低电平，CC4514的外引脚如图2所示。

图8 CC4516引脚图

图2 CC4514引脚图

2.3LED 显示电路

LED 显示电路如图3所示。

O 15 O 14 O 13 O 12 O 11 O 10 O 9 O 8

O 0 O 1 O 2 O 3 O 4 O 5 O 6 O 7

图3 LED 显示电路

O 0）~O 15为译码器的输出。4514共有16个输出，而双色发光二极管只有8个，因此每两个输出接同一个发光二极管，接法如图3所示。发光二极管为双色三极发光二极管，其限流电阻有3种连接方法（16个限流电阻，8个限流电阻，1个限流电阻），本控制器采用8个限流电阻的方法。发光二极管的极限电流一般为20~30mA ，发光二极管的压降约为2V ，通过发光二极管的电流可取为10~15mA ，以保证发光二极管有足够的亮度，而且这样又不易损坏发光二极管。

2.4振荡器