同济大学电子电路课程设计彩灯控制系统器资料报告材料

同济大学

电子电路课程设计

课题彩灯控制器

学院机械工程学院

专业机械制造

班级

学号

指导老师易延雅辉

时间 2012年8月30日

目录

课题及设计要求 (2)

设计思路 (2)

单元电路设计 (3)

设计电

路 (6)

Multisim软件模拟 (7)

心得体会 (8)

参考资料 (8)

课题及设计要求

要求：1．控制红、绿、黄一组彩灯循环闪亮，变化的规律是：红→红绿→绿→黄绿→黄→全亮→全灭→红，如此循环，产生“流水”般的效果。

设计提示：

1．彩灯的亮灭共有七种情况，可设计一个七进制的计数器，用计数器的状态控制彩灯的亮灭；计数器应能够自启动。

设计思路

根据题目要求，整体结构为脉冲信号源输出一定频率的脉冲给七进制计数

器，七进制计数器受脉冲控制输出Q

1、Q

2

、Q

的不同状态，从而控制逻辑电路，

逻辑电路输出控制彩灯的亮灭，达到要求。

根据所学容，可分别确定所需元件,脉冲信号源有很多种，但要频率可控，可采用CB555定时器组成的多谐振荡器和滑动变阻器完成，多谐振荡器是常用的一种矩形波发生器，滑动变阻器通过改变其部电阻来改变其输出矩形波的频率。七进制计数器可通过74LS160型同步十进制计数器改接而得。逻辑电路可使用74LS138型3位二进制译码器控制彩灯。

单元电路设计

1.脉冲信号源

555定时器组成的多谐振荡器，电路图

R1=150Ω R2=0~500Ω

C=10μF

可得

T=0.7(R1+2R2)C=1.05~4.55S

2．七进制计数器

采用置数法改接74LS160同步时进制计数器

上图是由74LS160型同步十进制计数器改接而成的七进制计数器。在图中，预置数为0000。当第六个CP上升沿来到时，输出状态为0110，使。

此时预置数尚未置入输出端，待第七个CP上升沿来到时才置入，输出状态变为0000。此后，又由0变为1，进行下一个计数循环。在循环状态中有七个状态，因此是7进制计数器。

计数器状态对应表

计数脉冲

数

二进制数亮灯状态

Q

3

Q

2

Q

1

Q

0 0 0 0 0 红

1 0 0 0 1 红绿

2 0 0 1 0 绿

3 0 0 1 1 黄绿

4 0 1 0 0 黄

5 0 1 0 1 全亮

6 0 1 1 0 全灭

7 0 0 0 0 红

3.逻辑电路

逻辑电路使用74LS138型3位二进制译码器

74LS138型3位二进制译码器的功能表为：

由74LS138型3位二进制译码器的功能表可知，控制红灯为Y

0、Y

1

、Y

5

,输出

端，控制绿灯为Y

1、Y

2

、Y

3

、Y

5

输出端，控制黄灯为Y

3

、Y

4

、Y

5

,输出端。故可设

计其与二极管连线图。

总体设计电路图见下页

Multisim软件模拟

Multisim软件可以进行电子电路模拟，将元件在软件中找出并连接，通过调试可模拟结果，如图

通过实验可以显示红、红绿、绿、黄绿、黄、全亮、全灭的循环效果。

实验体会：在Multisim软件模拟中，发现逻辑电路输出电压过大，导致二

极管不能正常工作，故将二极管与10欧姆电阻串联。还有多谐振荡器部电阻电容的大小对实验结果都很重要，应适当选取。

心得体会

课程设计刚开始，拿着选定的题目不知如何入手。毕竟课程设计不同于实验课，电路图都要自己设计。静下心来，仔细分析题目，再加上指导老师的说明与提示，心中才有了谱。将整个系统根据不同的功能化分成模块，再分别进行设计，逐个攻破，最后再将其整合即可。

在设计过程中，既有用过的芯片，又有没用过的，只能自己查表，分析功能。即学即用。最后调试阶段，哪怕一个小小的错误也会使结果出不来。只好一条线一条线地查，一个孔一个孔地测。拆了好几次线，发现有的地方还应改进。

通过这次课程设计，使我受益颇多。既巩固了课堂上学到的理论知识，又掌握了常用集成电路芯片的使用。在此基础上学习了数字系统设计的基本思想和方法，学会了科学地分析实际问题，通过查资料、分析资料及请教老师和同学等多种途径，独立解决问题。同时，也培养了我认真严谨的工作作风。

参考资料

曾煌主编《电工学》电子技术下册第六版高等教育