电子技术课程设计-彩灯控制器.doc

电子技术综合设计实践 电子技术综合实践题 目: 彩灯控制器 学生姓名： 单玉明 专 业：_ 电子信息工程 学 号：_ 2010508096 班 级：_ 2010 级 1 班 指导教师： 周涛 完成时间： 2013年1月13日目录一、设计任务与要求2二、方案设计与论证21 总设计思路22 具体方案说明3三、单元电路设计与参数选择31.控制循环电路的四进制3 2.十进制计数器43.奇数列54.偶数列55.音乐符号数列6四、总电路图与主要参数61.总线电路62.元件清单8五、安装与调试9六、性能检测与分析9七、结论与心得9八、参考文献10一、 设计任务与要求1、 用数码管显示当前亮灯的位置。2、 控制花样变化灵活多变，且每种花样可以选择不同的频率，基本花样如下：依次亮（09）奇数列（1、3、5、7、9）偶数列（0、2、4、6、8）音乐符号序列（0、1、2、3、4、5、6、7、0、1）四种状态不断循环。二、 方案设计与论证1. 总设计思路把要显示的数据要8421BCD码表示出来，如图 （图1）从图1可以得出，自然数列一组十进制数列，奇数列和偶数列都是自然数列的一般，音乐符号数列也是十进制数列（把自然数列的8、9换成0、1即可），主要把这四组的数据在一个显示器中显示出来就可以了，然后再用译码器是对应的灯亮，具体思路如图22. 具体方案说明用一个十进制加法计数器75LS190D产生自然数列，使其输出0、1、2、3、4、5、6、7、8、9；而奇数列1、3、5、7、9；由图1的真值表可知，只要在自然数列的基础上吧QA端置1就可以得到奇数列，而偶数列同理也是如此，只要在自然数列的基础上吧QA端置0，就可以得到偶数列；音乐符号数列也是十进制数列，而是把自然数列中的8、9换成0、1的十进制，而又从图1中观察得：把1000、1001转换成0000、0001，只要把自然数列的输出端QD置0就可。在以上的基础上再用一个四进制来控制四个状态的转换，而这个四进制可以用是十六进制74LS191D的加法计数器来实现，只要把十六进制74LS191D的输出端的QD、QC悬空，就可得到输出为、的四进制。只要把以上的显示接在同一个显示器上，使其按照自然数、奇数列、偶数列、音乐符号数列循环输出则可。三、 单元电路设计与参数计算下面是对单个电路的设计方案：1、控制循环电路的四进制图3是四进制计数器，它是由74LS191D十六进制构成的。在接好十六进制的基础上，把十六进制的输出端QC、QD悬空，从而得到输出为00、01、10、11的四进制加法计数器。它是用来控制自然数列、奇数列、偶数列、音乐符号数列之间的转换。、十进制计数器 图4图4是自然数列，是一个十进制的加法计数器，它由一块74LS190D构成的。把74LS191D的A、B、C、D端都置0，CTEN、U/D也置0，连接电路就可得到自然数列。3、奇数列 图5图5 是在自然数列的基础上，把自然数列的输出端QA置1，从而得到输出为1、3、5、7、9的奇数列。4、偶数列 图6 图6也是在自然数列的基础上，把自然数列的输出端置0，从而得到输出为0、2、4、6、8的偶数列。5、音乐符号数列 图7图7也是在自然数列的基础上，把自然数列的输出端QD置1，从而得到输出为0、1、2、3、4、5、6、7、0、1的音乐符号数列。四、总电路图与主要参数1、总电路图 图8 上图是总电路，是把上面的四进制控制器、自然数列、奇数列、偶数列、音乐符号数列接在一个显示器上，并使其按照自然数列、奇数列、偶数列、音乐符号数列的次序循环输出。 把74LS190D的RCO端接在74LS191D的CLK端，并且把译码器74LS125D的QA、QB接在74LS191D的QA、QB端上。又在译码器的Y1端接上一个带高电平的三极管，且把三极管的另一端接在74LS190D的QA端；在Y2端接一带低电平的三极管，并三极管的另一端接在74LS190D的QA端；在Y0与Y3接与门，并把与门的输出端接在一个与74LS190D的QA端相连的三极管上，并把三极管的另一端接在显示器上；把译码器的Y3端与74LS190D的QD端接在与门的输入端上，并把与门的输出端就在显示器上。按上面的方法接好电路当四进制控制器输出00时，则译码器的输出为：Y0=0、Y1=1、Y2=1、Y3=1，则接在YO与Y3端与门输出为0，从而使接在74LS190D的QA端的三极管为接通状态；而又有Y1、Y2端的三极管断开状态，且接在Y3与74LS190D的与门输出为1；所以输出为自然数列0、1、2、3、4、5、6、7、8、9。当四进制控制器输出01时，则译码器的输出为：Y0=1、Y1=0、Y2=1、Y3=1；则接在YO与Y3端与门输出为1，从而使接在74LS190D的QA端的三极管为断开状态；而Y1端的三极管为接通状态，Y2端的三极管为断开状态；且接在Y3与74LS190D的与门输出为1；所以输出为奇数列1、3、5、7、9。当四进制控制器输出10时，则译码器的输出为：Y0=1、Y1=1、Y2=0、Y3=1；则接在YO与Y3端与门输出为1，从而使接在74LS190D的QA端的三极管为断开状态；而Y1端的三极管为断开状态，Y2端的三极管为接通状态；且接在Y3与74LS190D的与门输出为1；所以输出为偶数列0、2、4、6、8。当四进制控制器输出11时，则译码器的输出为：Y0=1、Y1=1、Y2=1、Y3=0；则接在YO与Y3端与门输出为0，从而使接在74LS190D的QA端的三极管为接通状态；而Y1端的三极管为断开状态，Y2端的三极管为断开状态；且接在Y3与74LS190D的与门输出为0；所以输出为音乐符号数列0、1、2、3、4、5、6、7、0、1。数码管的输入端是四位二进制数，将四位二进制数用由两个74LS138接成的4线-16线译码器进行译码，将输出结果用是个灯泡显示，这样就显示出什么时候那个灯泡亮了。为了打开电源时，从接通电源时刻起，数码管最先显示出自然数列的0，再显示出1，然后按上述规律变化，所以接了一个开关。当打开电源时，先显示0，再打开开关时则按照以上的次序循环输出。2.、元件清单 型号主要参数数量备注74LS190D174LS191D174LS139D1译码器74LS08D2与门74LS125D3三极管DCD_HEX1半导体数码管1开关74LS1382译码器74LS04D10低电平转换PROBE_RED10彩灯显示五、安装与调试1、按照总电路图进行接线，按照单元电路设计中的方法连接好每一块电路，然后把每一块接在一起。在安装的过程中，芯片要注意接地和接电源。2、首先逐个进行调试，如对十进制计数器、八进制计数器、四进制计数器、奇数数列、偶数数列、八进制计数器进行调试。六、性能测试与分析1、一开始是按照电路图的接好后，运行会出现延时的现象，为了解决此问题，不断的修改，减少了很多与门和或门才解决此问题。2、还有一打开电源不是显示0，而是从1开始的，为此加了一个开关来解决此问题。 七、结论与心得经过了一个多星期的努力，终于把电子技术综合课程设计给做出来了。总的来说，对于这次的设计比较满意，实验结果符合实际，达到老师的要求，还有这次的实验所用到的元器件都是很基本，由于对别的元器件，只能用这些基本元器件来做了。不过这个电路原理比较简单，多数都是计数器，电路还可以用一些实现相似功能的芯片来代替某些部分。不过虽然这次的设计很漫长，不过也学到了很多东西。使我对一些芯片的功能更加熟悉，更好的运用逻辑门，理论知识得到了巩固，而且这次的设计培养了我的独立思考的能力和操作的能力。通过此次课程设计，发现自己很多地方不足。刚开始拿到题目时自认为很简单，可仔细想象都不能很明确的说出彩灯控制器的具体变化规则，可见对周边那么常见事物的忽视，让我认识到要想在各个方面做的更好必须用心对待身边的每一件事，我认为做实验，首先实验态度要端正，正确对待任何一个小的环节，有耐心，一步一步做下去，不断完善，切不可冒进，连接电路更需要脚踏实地，逐个连接。遇到问题时我可以采用单步调试,查看出错的地方,找出到底是哪步出现了问题,继而解决问题，实现预期功能，