LED流水灯《八路彩灯控制电路》.doc

《《八路彩灯控制电路八路彩灯控制电路》》课程设计报告课程设计报告专专 业：业： 电子信息工程 班班 级：级： 2010 级 2 班 姓姓 名：名： X X 学学 号：号： XXXXXXXX 同组成员：同组成员： XX、XX 指导教师：指导教师： XXX 2011 年年 12 月月 28 日日- 1 -八路彩灯控制电路八路彩灯控制电路目目 录录一、课程设计目的一、课程设计目的............................................................................- - 2 2 - -二、课程设计描述和要求二、课程设计描述和要求................................................................- - 2 2 - -( (一一) )彩灯控制器设计要求彩灯控制器设计要求 ........................................................- - 2 2 - -( (二二) )课程设计的总体要求课程设计的总体要求 ........................................................- - 2 2 - -三、课程设计内容三、课程设计内容............................................................................- - 3 3 - -（一）（一） 原理分析原理分析 ........................................................................- - 3 3 - -( (二二) ) 器件选择器件选择 ............................................................................- - 5 5 - -（三）（三） 电路连线电路连线 ........................................................................- - 6 6 - -1.1.时钟信号电路时钟信号电路..........................................................................- - 6 6 - -2.2. 花型控制信号电路花型控制信号电路................................................................- - 6 6 - -3.3.花型演示电路花型演示电路..........................................................................- - 7 7 - -4.4.总体电路图总体电路图..............................................................................- - 9 9 - -5.5.电路测试电路测试..................................................................................- - 9 9 - -四、分析与总结四、分析与总结..............................................................................- - 1111 - -- 2 -八路彩灯控制电路八路彩灯控制电路一、课程设计目的一、课程设计目的(一)进一步掌握数字电路课程所学的理论知识。

二)了解数字电路设计的基本思想和方法，学会科学分析和解决问题三)熟悉几种常用集成数字芯片，并掌握其工作原理，进一步学会使用其进行电路设计 (四)培养认真严谨的工作作风和实事求是的工作态度二、课程设计描述和要求二、课程设计描述和要求实现彩灯控制的方法很多，如 EPROM 编程、RAM 编程、单板机、单片机等，都可以组成大型彩灯控制系统因为本次实习要求设计的彩灯路数较少，且花型变换较为简单，故采用移位寄存器型彩灯控制电路一)彩灯控制器设计要求设计并制作 8 路彩灯控制电路，用以控制 8 个 LED 按照不同的花色闪烁，要求如下：1． 接通电源，电路开始工作，LED 灯闪烁；2． LED 灯按照事先设计的方式工作，要求闪烁的模式不能少于三种模式；3． （选做内容）闪烁时实现快慢两种节拍的变换二)课程设计的总体要求1. 根据设计任务，每人独立完成一份设计电路图，并要求仿真实现；2. 根据设计的电路图，两人一组，利用万能板完成电路的焊接，并调试成功；- 3 -3. 每人独立完成一份设计报告三、课程设计内容三、课程设计内容（一） 原理分析1. 针对题目设计要求，经过分析与思考，决定以下方案：总体电路共分三大块。

第一块实现花型的演示；第二块实现花型的控制及节拍控制；第三块实现时钟信号的产生主体框图如下： 2. 根据所提供的实验器材各模块总体思路如下： 时钟信号 CP 电路参见高等教育出版社 阎石主编的《数字电子技术基础》课本 P495 图 10.5.6a; 花型控制电路由两片 161 4 位二进制同步计数器和一些非门共同完成花型演示电路由两片 194 双向移位寄存器完成，可左移右移完成花型变化3.整个花型控制电路设计如下：花型 1 8 路灯分两半，从右至左渐亮，全亮后，再分两半从右至左渐灭循环两次 花型 2从两边到中间对称地逐次渐亮，全亮后仍由两边到中间逐次渐灭循环两次花型 3 从中间到两边对称地逐次渐亮全亮后仍由中间到两边逐次- 4 -渐灭循环两次 4.将两片 194 分为低位片 1 和高位片 2，再将其输出端从低位到高位记为L1~L8，所以四种花型的 L1—L8 的状态值变化情况如下表 序号花型 1花型 2花型 310000000000000000000000002100010001000000100011000311001100110000110011110041110111011100111011111105111111111111111111111111601110111011111101110011170011001100111100110000118000100010001100010000001三种花型每种花型显示两遍，1~16 显示第一个花型，17~32 显示第二个花型，33~48 显示第三个花型。

5.要用 194 实现四个花型的连续显示必须对两片 194 的 S1、S0 和SL、SR 每一节拍的变化进行相应的改变两片 161 级联的输出端从 Q0~Q7 根据变化的花型频率选用高位片的 Q5、Q4 分别去控制 194 的 S1 和 S0、SR 则由 161 的另一些输出端经过与非门来进行逻辑控制列出各花型和其对应的 194 的S1、S0、SL、SR 的输入信号及节拍控制信号列表如下：- 5 -低位片高位片 花型S1S0SRSLS1S0SRSL1Q5Q5’Q2’XQ4Q4’Q2’X2Q5Q5’Q2’XQ4Q4’XQ2’3Q5Q5’XQ2’Q4Q4’Q2’X控制结果表达式如下:194 低位片：S1=Q5，S0=Q5’ ，SR=SL=Q2’ ；194 高位片：S1=Q4，S0=Q4’ ，SR=SL=Q2’ 二）器件选择74LS161（四位二进制同步计数器） ------------------------------2 个；74LS194（移位寄存器） ------------------------------------- 2个；74LS04（六非门） ------------------------------------------- 2个；发光二极管--------------------------------------------------- 8 个；555 ----------------------------------------------------- 1 个；电容： 4.7μf ----------------------------------------------1 个；0．01μf -----------------------------------------------1个；电阻： 20kΩ ------------------------------------------------ 1个；- 6 -30kΩ-------------------------------------------------1 个；实验板-------------------------------------------------------1 个；万用表-------------------------------------------------------1 个；钳子---------------------------------------------------------1 个；导线若干。

三） 电路连线1.时钟信号电路由一片 555 加上适当电容及电阻实现电容取：4.7μf 0.01μf电阻取：20 kΩ 30 kΩ时钟信号频率为： f=1/T=1/0.69(R1+R2)c≈1hz电路图如下：- 7 -2. 花型控制信号电路由二片 161 级联的模 48（三种花型节拍总数）计数器实现将其几个输出信号加上适当门电路产生三种花型所需的输入信号电路图如下：3.花型演示电路由二片移位寄存器 194 级联实现其八个输出信号端连接八个发光二极管，用其输出信号控制发光二级管的亮灭实现花型演示电路图如下：- 8 -- 9 -4.总体电路图5.电路测试电路组装完成后，实际测量的各个单元电路的输入、输出信号波形1．基本 CP 脉冲产生电路波形图波形图2. 测试波形: (列依次为 CP 脉冲,低位片 194A,B,C,D,高位片 194A,B,C,D即L1-L8)花型一：- 10 -花型二：花型三：- 11 -四、分析与总结四、分析与总结本次课程设计我用了 3 天的时间就全部做完，但整个过程我都认真的完成了，而且从中收获很多可以总结为以下的几点：（一）对数字电路知识的巩固与提高这次课程设计主要是运用数字电路逻辑设计的一些相关知识，在整个设计过程中，都离不开对数字电路课程知识的再学习。

我在最开始，就先将需要用到的知识通过翻阅数电书回顾了一遍（这也是对这门课的复习，给以后的复习备考减少了很多负担） ，这样的回顾让我对知识的理解更加透彻，对后来的快速设计起了很好的铺垫作用二）学会了理论联系实际课程设计，根据要求，运用所学知识将其付诸实践来完成这并不是在课堂上的单纯听懂，或者课后看书过程中的深入理解，这需要的是一种理论联系实践的能力理论知识往往都是在一些理想状态下的假设论，而实际的动手操作则完全不同，需要考虑实际中的很多问题有些知识在理论上可能完全没错但到了实际中则不然比如在动笔做题时我们是不用考虑导线的电阻的，但在实际中，导线电阻有时是会带来时延造成花型变化的错乱，所以我们应尽量在连接电路时选择最短路径三）学会了如何运用电路板、芯片、导线等组装各种功能的电路虽然这不是第。