彩燈循環(huán)顯示控制器電路的設(shè)計 數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計 畢業(yè)設(shè)計

成績南京工程學(xué)院課程設(shè)計說明書（論文）題目彩燈循環(huán)顯示控制器電路的設(shè)計課 程 名 數(shù)電課程設(shè)計院 (系、部、中心)電力工程學(xué)院 專 業(yè)智能建筑電氣 班級智能081 學(xué)生姓名周玉秀 學(xué)號206081005 設(shè) 計 地 點物理實驗中心C405指導(dǎo)教師殷埝生 曾憲陽 工程基礎(chǔ)實驗與訓(xùn)練中心設(shè)計起止時間： 2010年12月13日至 2010年12月17日目錄一、 設(shè)計題目1二、 設(shè)計目的1三、 設(shè)計要求1四、 設(shè)計思路與方案1五、 具體電路設(shè)計2六、 仿真與調(diào)試5七、 結(jié)果分析6八、 改進(jìn)措施6九、 設(shè)計總結(jié)6十、 參考文獻(xiàn)7一設(shè)計題目 彩燈循環(huán)顯示控制器電路的設(shè)計；二設(shè)計目的1、學(xué)會將一個實際情況抽象為邏輯電路的邏輯狀態(tài)的方法；2、進(jìn)一步了解數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計的基本思想和方法；3、掌握實際輸出電路不同要求的實現(xiàn)方法；三、設(shè)計要求1、16路彩燈輸出顯示；2、彩燈閃爍按一定規(guī)則變化（至少三種以上），可通過輸入開關(guān)設(shè)置彩燈閃爍的規(guī)律；3、 電路有復(fù)位控制，復(fù)位按鈕閉合時彩燈循環(huán)輸出，復(fù)位按鈕斷開時彩燈熄滅；4、 可設(shè)定彩燈閃爍時間，彩燈閃爍時間可通過開關(guān)輸入；四、設(shè)計思路與方案1、 如何控制彩燈輸出顯示16路彩燈以及彩燈閃爍按三種以上規(guī)律變化；方案思路一：因為要求彩燈要三種以上的規(guī)律變化，所以要用雙向移位寄存器74LS194來實現(xiàn)。74LS194有兩個工作方式控制端S0、S1，當(dāng)S0S1=01時，寄存器執(zhí)行左移功能，數(shù)碼從Sl端輸入；當(dāng)S0S1=10時，寄存器執(zhí)行右移功能，數(shù)碼從Sr端輸入。74LS194只有四個輸出端，要實現(xiàn)16路彩燈輸出顯示必須采用四個74LS194芯片，這是可以通過四片芯片兩兩級聯(lián)組成兩個8位雙向移位寄存器，再通過S0S1控制端實現(xiàn)左移右移功能，從而實現(xiàn)四種閃爍變化。方案思路二：要使彩燈閃爍按三種以上規(guī)律變化，可以采用計數(shù)器與譯碼器結(jié)合來實現(xiàn)，計數(shù)器輸出信號輸入至138譯碼器，由138譯碼器，根據(jù)計數(shù)器輸出不同的計數(shù)結(jié)果，即可控制兩個138譯碼器譯碼得到16種不同的輸出信號，決定控制彩燈的循環(huán)變化。顯然，不同的計數(shù)器與譯碼器電路，得到的是不同的彩燈循環(huán)控制結(jié)果。若譯碼器不變，在計數(shù)器的控制端輸入不同的控制信號，進(jìn)行不同的計數(shù)，則在輸出端可見不同的彩燈循環(huán)輸出。方案比較：方案一總體上比方案二要好。74LS194寄存器是一個雙向移位寄存器，它可以通過雙向移位來實現(xiàn)彩燈的變化，這樣比較的方便與容易實現(xiàn)。而采用計數(shù)器與譯碼器的結(jié)合時要用不同的計數(shù)方法來實現(xiàn)彩燈的變化，這樣會比較的麻煩與不容易實現(xiàn)，因此采用方案一比較好。2、 如何控制S0S1兩個控制端。方案思路一：用兩片74LS151數(shù)據(jù)選擇器來實現(xiàn)。一個151數(shù)據(jù)選擇器的輸出端直接與第一個級聯(lián)的S0相連接，通過一個非門與S1相連接。另一個151數(shù)據(jù)選擇器直接與第二個級聯(lián)的S0相連接，通過一個非門與S1相連接。這樣就能通過151來控制S0S1兩個控制端。再用兩個161計數(shù)器將不同的脈沖驅(qū)動151數(shù)據(jù)選擇器。方案思路二：直接用兩個輸入開關(guān)來控制S0S1。方案比較：方案一更能夠體現(xiàn)出設(shè)計的目的，用151控制S0S1控制端能夠?qū)崿F(xiàn)輸入開關(guān)的減少，從而只要一個開關(guān)就能控制電路，而方案二不能體現(xiàn)設(shè)計的目的，而且設(shè)計中還會出現(xiàn)很多問題。五、具體電路設(shè)計1、控制信號電路用八進(jìn)制161計數(shù)器形成逢八進(jìn)一的脈沖以驅(qū)動下一個六進(jìn)制的161計數(shù)器，兩個161計數(shù)器都用置數(shù)法做。六進(jìn)制計數(shù)器形成脈沖驅(qū)動151數(shù)據(jù)選擇器來控制S0S1控制端。2、花型控制電路運用雙向移位寄存器的輸出驅(qū)動彩燈，通過控制S0S1來實現(xiàn)彩燈的閃爍變化。兩個194通過級聯(lián)的方式形成電路的上半部分，另外兩個194通過級聯(lián)形成下半部分。改變S0S1的輸入以實現(xiàn)多種循環(huán)移動。3、總電路的實驗圖。通過161計數(shù)器和151數(shù)據(jù)選擇器來控制S0S1兩端以實現(xiàn)194移位寄存器的雙向移動。設(shè)計總電路圖4、本次設(shè)計的花型有以下幾種：花型一：兩組彩燈從右到左順次漸亮，再順次漸滅；花型二：一組彩燈從左到右順次漸亮，再順次漸滅，一組彩燈從右到左順次漸亮，再順次漸滅；花型三：兩組彩燈從左到右順次漸亮，再順次漸滅；花型四：一組彩燈從右到左順次漸亮，再順次漸滅，一組彩燈從左到右順次漸亮，再順次漸滅；六、仿真與調(diào)試電路如設(shè)計總電路圖接好，將彩燈分為第一組和第二組，經(jīng)過仿真與調(diào)試按下輸入開關(guān)就能夠出現(xiàn)以上所說的四種花型，下圖為彩燈的排列方式以及彩燈的四種花型的波形圖。彩燈的排列方式彩燈的四種花型的波形圖七、結(jié)果分析經(jīng)過仿真與調(diào)試，電路能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)期的花型，不過在實驗的過程中在試驗箱上有四個燈不能復(fù)位，但波形圖確可以同時復(fù)位。八、改進(jìn)措施針對有四個燈不能同時復(fù)位，可以增加一個復(fù)位控制開關(guān)同時控制四個移位寄存器的復(fù)位端。九 設(shè)計總結(jié)通過這次的課程設(shè)計，我學(xué)到了很多東西。剛開始時對自己選的課題不知所措，感覺很陌生雖然課上都學(xué)過但是使用起來確不太會。這是我明白了僅僅掌握了課堂上學(xué)到的理論知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還需要將那些理論知識和實際的東西結(jié)合起來，才能很好的將數(shù)電這門課程學(xué)好學(xué)透。明白了這些，于是我上網(wǎng)查找一些關(guān)于課題中芯片的使用情況和功能，去圖書館查找一些課題的資料，這樣我就更好的理解課題的基本思想和設(shè)計方法。在設(shè)計課題的過程中遇到了很多問題，剛開始不知道該用哪些芯片實現(xiàn)想要的功能，這時靜下心來仔細(xì)的分析課題，再加上通過和同學(xué)老師的討論使我基本的確定該使用哪些芯片。我想到用74LS194雙向移位寄存器來實現(xiàn)彩燈的閃爍，在設(shè)計的過程中也碰到了一些問題，比如應(yīng)該怎樣控制S0S1控制端，這時我想用輸入開關(guān)來控制S0S1，但這樣設(shè)計的過程中碰到了更多的麻煩，而且這樣不能體現(xiàn)設(shè)計的價值。然后我查找相關(guān)的資料，我想到了用數(shù)據(jù)選擇器來控制S0S1，用161計數(shù)器來驅(qū)動151數(shù)據(jù)選擇器。在解決了這些的問題之后，經(jīng)過仿真與調(diào)試得到了四種花型的結(jié)果，那一刻覺得特別的開心。在本次的設(shè)計中，我不僅鞏固了課堂上學(xué)到了的理論知識，而且還鍛煉了我的動手能力和實踐能力。我還學(xué)會了一些數(shù)電設(shè)計的基本思想和方法，也學(xué)會了查找資料以及分析問題。而且我覺得我對數(shù)電的理解還是不夠，因為一些芯片的使用功能還是不夠熟練?？傊ㄟ^本次實驗我學(xué)會了很多，學(xué)會了獨立分析問題解決問題。十、參考文獻(xiàn)【1】 成立，數(shù)字電子技術(shù)，北京機(jī)械工業(yè)出版社，2004【2】 吳培明，電子技術(shù)虛擬實驗，機(jī)械工業(yè)出版社，1999【3】 鄧元慶，數(shù)電電路與邏輯設(shè)計，北京電子工業(yè)出版社，2001【4】 周正新，電子設(shè)計自動化實踐與訓(xùn)練，中國民航出版社，1998【5】 許小軍，數(shù)字電子技術(shù)試驗與課程設(shè)計指導(dǎo)，東南大學(xué)出版社，2007【6】 潘松，黃繼業(yè)，EDA技術(shù)實驗教程，北京科技出版社，2007工本費：1.50元