八路循环彩灯电路设计说明

.word可编辑.八路循环彩灯电路设计摘要：灯光的闪烁和流动可以用于各种各样的装饰，例如电子门标、广告装饰等。灯光的流动总是特别吸引别人的注意力。在夜晚，在城市的街头，当广告牌上的灯光流动起来时，城市就会马上变得生动起来。我所设计的彩灯控制电路是原理很简单的一种利用大学所学到的数电知识制成。只要了解几种集成电路便可轻松明白它的原理。做好的彩灯可以放在室内，主人会感到温馨;放在餐厅等地方可以增加氛围。本文基于电子线路CAD常用软件Protel99SE设计了一个简单的循环彩灯电路，各路彩灯由发光二极管模拟代替。采用555定时器，计数器，移位器，产生控制循环信号，再利用74LF161A计数器和74LS194左右移位寄存器组成驱动电路来依次控制彩灯循环闪烁。循环彩灯电路由驱动电路、输出电路、时钟电路和电源等为整个系统工作提供所需的能源。 CMOS 电路对电源电压的要求相对比较宽松。循环彩灯电路是由TTL集成电路做成,并且采用5伏电源供电。时钟电路是由555多谐自激震荡集成电路制成，与电阻和电容一起构成时钟周期发生器，为电路提供时钟信号，支持整个电路的工作。驱动电路是由74LF161A计数器和74LS194左右移位寄存器组成,用以驱动发光二极管正常工作，并且在时钟电路的控制下让八个发光二极管循环工作。关键词： 八路彩灯;555定时器；计数器；移位寄存器 The Design Of Eight Lines Circulating LightsAbstract: Lights flashing and the flow can be used for a variety of decoration, such as electronic door standard, advertising and decoration. The flow of light is always special to attract peoples attention. At night, the streets in the city, when the flow of light on the billboards up, the city will soon get to life. I designed the lights control circuit is a very simple principle learned to use the University made several electrical knowledge. As long as several integrated circuits can easily understand its principles. Do the lights can be placed indoors, the owner will feel warm; on restaurants and other places to increase the atmosphere. Based on the electronic circuits commonly used CAD software Protel99SE designed a simple circuit lights cycle, and the brightest lights from the light-emitting diode simulations instead. Using 555 timers, counters, shifters, resulting in the control loop signal, and then use 74LF161A around the counter and 74LS194 shift registers control drive circuit to turn lights cycling. Cycle lights circuit by the drive circuit, output circuit, clock circuit and power supply for the entire system to provide the necessary energy. CMOS circuits the power supply voltage requirements are relatively relaxed. Cycle lights circuit is made by TTL integrated circuits, and the 5-volt power supply. Clock circuit is more than 555 integrated circuit made of harmonic self-excited oscillation, together with resistors and capacitors constitute the clock generator providing clock signals for the circuit to support the entire circuit. Drive circuit is 74LF161A counter and shift register 74LS194 about the composition, light-emitting diodes to drive to work, and under the control of the clock circuit so that the work cycle of eight light-emitting diodes.Key words: Eight lines circulating lights; 555 timer; Counter; Shift register 目 录1引 言32 系统组成及工作原理32.1 基础设计目的32.2 基础设计要求32.3 总体设计思路32.4 电路框图32.5 PCB板布线32.5.1 布局规则32.5.2 布线规则33 循环彩灯的系统组成33.1 555定时器电路33.1.1 定时器电路产生时钟脉冲33.1.2 555定时器组成的多谐振荡电路33.2 74F161A及74LS194的功能33.2.1 74F161A四位二进制同步计数器33.2.2 74LS194四位双向移位寄存器33.3 设计彩灯控制电路33.4 电路图的仿真33.5 PCB板布线与制做方案的实施33.5.1 PCB板布线33.5.2 PCB板制作34 循环电路的总体设计34.1 循环彩灯原理图84.2 循环彩灯仿真图94.3 循环彩灯PCB图34.4 循环彩灯装配图104.5 循环彩灯实物图35 实验结果的调试与检验35.1 调试技巧方法35.2 调试中出现的原因、故障及排除的方法36 总结与设计结论36.1 总体结果36.2 设计结论36.3 收获3参考文献3致谢3附录表3. 专业.专注 .1引 言随着“数字化”的浪潮席卷几乎一切领域。由于电子产品更新的快，新产品开发速度日新月异 ，所以对电子自动化（EDA）的设计提出了更高的要求，促进了数字化的飞速发展。数字电路的设计过程和方法也在不断的发展和完善。通过这次毕业设计主要是：以Protel软件为设计平台，了解基本的数字电路知识，学习基本的集成元件的连接方法，掌握电子设计的基础知识，并且运用这些知识设计循环彩灯电路。了解基本的集成芯片并且运用之以根据要求设计循环彩灯电路。电子线路CAD的基本含义是使用计算机来完成电子线路的设计过程，包括原理图的编辑，电路功能仿真，工作环境模拟，印制板设计（包括自动布局、自动布线）与检测（包括布线、布局规则的检查和信号的完整性分析）等。电子线路CAD软件还能迅速形成各种各样的报表文件，如元件清单报表，为元器件的采购及工程预算等提供了方便。目前，电子线路CAD软件种类很多，但Protel具有操作简单、方便、易学等特点，自动化程度高，是目前比较流行的电子线路CAD软件之一。电气工程及其自动化专业是电气信息领域的一门新兴学科，它的触角伸向各行各业，小到一个开关的设计，大到宇航飞机的研究，都有它的身影，已经成为高新技术产业的重要组成部分，广泛应用于工业、农业、国防等领域，在国民经济中发挥着越来越重要的作用。专业体现了强弱电结合、电工电子技术相结合、软件与硬件相结合，具有交叉学科的性质，电力、电子、控制、计算机多学科综合，使毕业生具有较强的适应能力，是“宽口径”专业。还有现在我们学校正处在发展过程中，有着很强的生命力和活力。为了使学生能够适应当今时代的发展，在而培养我们的独立分析学校的大力支持和系里老师的领导下开展了这次数电课程设计，从处理解决问题的能力，到加强学生之间的团结。2 系统组成及工作原理2.1 基础设计目的通过毕业设计，对数字逻辑的基本内容有进一步的了解，特别是时序逻辑电路的设计。能把上学期学到的数字逻辑理论知识进行实践，操作。在提高动手能力的同时对常用的集成芯片有一定的了解，在电路设计方面有感性的认识。而且在进行电路设计的时候遇到问题，通过独立的思考有利于提高解决问题的能力。在经过课程设计后，更明白数字逻辑电路设计的一般方法，以及在遇到困难怎么排除问题。2.2基础设计要求基于电子技术基础，设计出一个8路彩灯闪烁显示控制电路1：使8只二极管代表的彩灯顺序依次逐个点亮；2：再顺序依次逐个灭掉；3：然后闪烁三下，依次循环。2.3 总体设计思路6 9 12 17根据课程设计要求，要实现本系统，需要设计时钟脉冲产生电路，循环控制电路和彩灯左移以及全灭全亮功能输出电路。时钟脉冲产生电路由555定时电路组成多谐振荡器触发器。还要有计数器74LF161A和左右移位寄存器74LS194分别实现计数和数据分配。由左右移位寄存器来控制彩灯的循环。2.4 电路框图 显示输出 定时器 计数器器 移位寄存器 功能输出 图 2.1 电路框图2.5 PCB板布线12.5.1 布局规则PCB板布线采用自动布线和手工布线相结合，从而实现布线的正确性。它的基本布局规则大致为：（1） 元件位置安排的一般原则。在PCB设计中，如果电路系统同时存在数字电路、模拟电路以及大电流回路，则必须分开布局，使各系统的耦合达到最小。同一类型电路（指均是数字电路、模拟电路）中，按信号流向及功能，分块、分区放置元器件，使连线尽可能短。（2） 元件离印制板机械边框的最小距离必须大于2mm（80mil）以上，如果印制板安装空间允许，最好保留5mm(200mil)。（3） 元件的放置位置。在印制板上，除微波电路外，元件只能沿水平和垂直两个方向排列，否则不利于插片或贴片。（4）元件间距。对于中等布线密度印制板，小元件，如小功率电阻、电容、二极管、三极管等分立元件的彼此间距与插件、焊接工艺有关。当采用手工插件或手工焊接时，元件间距可略大点，如100mil或以上，否则会因元件排列过于紧密，给插件、焊接操作带来不便。