彩灯循环控制器的设计.

1、数字逻辑系统设计报告设计题目：彩灯循环控制器的设计专 业：电气工程及其自动化班 级：姓 名：学 号：指导教师:设计日期：年月目录任务书？1. 设计任务目的?？12. 设计任务要求?？13. 设计框图？1二、设计过程31. 设计目的32. 设计任务33. 设计方案34. 电路设计44.1 NE55544.2 74LS16154.3 74LS13864.4 电路总图75. 制作及调试过程76. 结论8致谢9参考文献10附录：元器件清单10任务书1. 设计任务目的设计一个彩灯流水控制电路，其主要部分实现定时功能，即在预定的时间到 来时，如何产生一个控制信号控制彩灯的流向、间歇等，可通过利用中规模集成

2、电路中可逆计数器和译码器来实现正、 逆流水功能，利用组合电路实现自控、手 控、流向控制等功能。2. 设计任务要求1. 8路彩灯循环控制电路2. 该彩灯电路可以实现自动循环点亮3. 彩灯亮暗能实现右移、流水移动3. 设计框图1.1电路原理图皿1.5-a 1 n - 1J i t r TrTT-rTT设计过程1. 设计目的掌握555多谐振荡器、译码器、十六进制加/减计数器的逻辑功能和工作原 理，设计流水灯电路图，分析与设计时序控制电路。画出流水灯的整机逻辑电路 图，掌握流水灯工作原理及其设计方法，并对各种元器件的功能和应用有所了解。 并能对其在电路中的作用进行分析。另外，还要掌握电路原理和分析电路

3、设计流 程,每个电路的设计都要有完整的设计流程。 这样才能在分析电路中有良好的思 路，便于查找出错的原因。2. 设计任务要求（1）用8个发光二极管作为彩灯显示，设计一个彩灯控制电路，能使彩灯的 流向可以变化。具有彩灯亮点的右移、左移、全亮及全灭等功能。灯流动的方向 可以手控也可以自控，自控往返变换时间为 5秒。（2）彩灯可以间歇流动，10秒间歇1次，间歇时间1秒。3. 设计方案本设计方案使用的元器件是：555多谐振荡器一个、74LS161D （二进制同步 计数器）一片、74LS138D一片、LED灯、电阻、电容。本设计方案可行性一般，因为本设计总共需要3个芯片，连线比较繁复，制 作完成后稳定性

4、一般，由于导线较多，容易出现脱线的情况，导致所涉及的功能 无法实现。1OMF=土Cl2112.1电路原理图4、电路设计4.1 NE555A、主要特点: 、只需简单的电阻器、电容器，即可完成特定的振荡延时作用。其延时范围极 广，可由几微秒至几小时之久。 、它的操作电源范围极大，可与TTL, CMO等逻辑电路配合，也就是它的输出 电平及输入触发电平，均能与这些系列逻辑电路的高、低电平匹配。 、其输出端的供给电流大，可直接推动多种自动控制的负载。 、它的计时精确度高、温度稳定度佳，且价格便宜。B、引脚位图1-2 NE555接脚图i拨就沾5&吓冷龍吃图2.2 ne555的引脚图Pin 1 （接地）-地

5、线（或共同接地），通常被连接到电路共同接地。Pin 2 （触发点）-这个脚位是触发NE555使其启动它的时间周期。触发信号上缘 电压须大于2/3 VCC，下缘须低于1/3 VCC。Pin 3 （输出）-当时间周期开始555的输出输出脚位，移至比电源电压少 1.7 伏的高电位。周期的结束输出回到O伏左右的低电位。于高电位时的最大输出电 流大约200 mA。Pin 4 （重置）-一个低逻辑电位送至这个脚位时会重置定时器和使输出回到一个 低电位。它通常被接到正电源或忽略不用。Pin 5 （控制）-这个接脚准许由外部电压改变触发和闸限电压。当计时器经营在 稳定或振荡的运作方式下，这输入能用来改变或调整

6、输出频率。Pin 6 （重置锁定）-Pin 6 重置锁定并使输出呈低态。当这个接脚的电压从1/3VCC电压以下移至2/3 VCC以上时启动这个动作。Pin 7 （放电）-这个接脚和主要的输出接脚有相同的电流输出能力，当输出为ON时为LOW对地为低阻抗，当输出为OFF时为HIGH对地为高阻抗。Pin 8 （V +）- 这是555个计时器IC的正电源电压端。供应电压的范围是 +4.5 伏特（最小值）至+16伏特（最大值）。 a ub a aa n =I H ihi b inj VCC I- I 5R 4I V- r11 N 9!14 *- 1 - - 5V pA/Vv1k0 :；1k0 :Cl 1

7、0pF0,01pF -ASTOUTh f aTHBTDJfmi_i J J 4-Gt(p - iLM555CM/GND2.3电路图NE555部分4.2 74LS16174LS161是4位二进制同步加法计数器，除了有二进制加法计数功能外，还 具有异步清零、同步并行置数 、保持等功能。74LS161的逻辑电路图和引脚排 列图如图1所示，CR是异步清零端，LD是预置数控制端，D0，D1，D2, D3是 预置数据输人端，P和T是计数使能端，C是进位输出端，它的设置为多片集成 计数器的级 联提供了方便。vcckB 爭i h a D汕:斟冲-庄片 14*-10*1-+-LVC74LS161D2.4 电路图

8、 74LS1614.3 74LS138D74LS138为3线8线译码器。1,2,3端为输入端.4,5,6为是能输入端。 当4,5接地6接高电平74IS138开始工作，对输入的QA,QB,Q（进行译码然后输 送到彩灯由彩灯的亮暗显示出译码器工作状态A116VccB215YOC314Y1G2A413Y2G2BL5123G1 611Y4Y7C110Y5GND89j Y6INPUTSIWTP-UT5ENABLESELECTG1G2AG2BCA01Y21V45Y&7XHX耳XKHHHHHHHHXXHXXXHHHHHHHHLXXXXKHHHHHHHHHLLLLILHHHHHHHHLLLLHHLHH!HHH

9、HHLILHLHHLHHHMMHLLLHHHMHLHHHHHLLHLLHHHHLHHHHLLHLHHHHHHLHHHLLHHLHHHHHHILHHLLHHHMHHHHHIFUNCTION TABLE2.5引脚图真值表4.42.6 电路图 74LS138电路总图7CCQST31EomU2?4L$1D2.7电路总图330QZ4LS1G1DUa5、制作及调试过程(1) 、设计好电路原理图，在电脑上进行仿真实验，得出正确的实验现象，自 此才能够证明所设计原理图的正确性。如果没有得出正确的实验现象，还需对原 理图作出相应的修改，直至得出正确的实验现象。（2）、仿真得出正确的实验现象后，才能开始实验的连接

10、。（3）、连接完成后，仔细对照原理图，检查电路是否有接错、短路等现象。（4）、检查无误后进行通电测试。（5）、经检测，所制作的流水灯能一次从左至右依次点亮而后从左至右依次熄灭，6、结论经过不断的探索、 测试和分析， 最终完成了多功能流水灯设计与制作。 此次 试验是利用数字电路实现多功能流水电路， 在预定的时间到来时， 产生一个控制 信号控制彩灯的流向，通过利用中规模集成电路中可逆计数器和译码器来 实现 正、逆流水功能，利用组合电路实现自控、手控、流向控制等功能。随着电子技 术的快速发展，数字电路也在生活及工业上得到了广泛的应用。在试验的设计及仿真测试时， 当没有得出正确的实验现象时， 必须冷静

11、、 沉 着的思考问题的来源，切勿太过紧张。在电路的连接过程，需仔细再仔细，切勿 乱了头绪。并且要注意电路的正负极， 焊接时要小心， 不能让电烙铁将线焊断了。 这样才能在电路制作过程中减少许多不必要的错误。此课题主要考察了对数字电路部分知识的理解和应用， 理论结合实践， 使得 对以前学习的数字电路有了进一步的认识和学习， 为以后的学习打下了坚实的基 础，并且对本专业产生了浓厚的兴趣。本设计主要运用编码、 译码和 555 定时器完成的多功能流水灯。 但由于时间 的不够充分和本人理论知识的单薄， 这次设计的电路并不完善， 对于自动控制方 面设计的还不够完美。但是，通过这次试验，和同组同学的交流与讨论

12、，不仅提 高了自己的理论知识基础，还锻炼了自己的动手能力。在两个星期的课程设计中， 通过和同组同学的共同努力， 排除了实验过程中 的诸多困难， 最终成功的完成了课题的设计。 在体会到设计电路艰辛的同时， 更 能体会到成功的喜悦和快乐。致谢历时将近一个月的时间终于将课程设计完成了， 在流水灯的制作过程中遇到 了无数的困难和障碍， 都在同学和老师的帮助下度过了。 尤其要强烈感谢我的指 导老师，她对我进行了无私的指导和帮助。 在此向帮助和指导过我的刘老师表示 最衷心的感谢！感谢参考文献所涉及到的各位学者。制作过程中引用了数位学者的研究文 献，如果没有各位学者的研究成果的帮助和启发， 我将很难完成实验原理图的制 作。感谢我的同学和朋友，在这过程中给予我了很多帮助。由于我的水平有限， 所做的流水灯难免有不足之处， 恳请各位老师和学友批 评和指正！5.2、参考文献1闫胜利.Altium Designer实用宝典原理图与 PCB设计M , 20072王毓银数字电路与逻辑设计M北京：高等教育出版社，2003.83童诗白模拟电子技术基础M北京：高等教育出版社，2006.54朱清慧 翟天嵩.proteus