节日彩灯控制电路的设计

1、2008级电子信息工程专业电子技术课程设计 电子技术课程设计报告书课题名称节日彩灯控制电路的设计姓 名学 号-08院、系、部物理与电信工程系专 业电子信息工程指导教师Xxx副教授2010年 07月 01日 一、设计任务及要求：设计任务：设计一个节日彩灯控制电路。要 求： 1. 接通电源后，能够产生两种不同的闪烁方式，一种方式是双向滚动的效果，另一种是单向不断滚动的效果，且两种方式可以随意控制。2. 采用Multisim进行仿真验证并且完善电路设计。指导教师签名： 2010年 月 日 二、指导教师评语：指导教师签名： 2010 年 月 日 三、成绩 验收盖章 2010 年 月 日 节日彩灯控制电

2、路的设计1 设计目的（1）学习计数器，译码器多路转换集成电路的综合运用。（2）掌握常用芯片的逻辑功能及使用方法。（3）熟悉普通彩灯设计的工作原理。（4）了解简单数字系统实验，调试及故障排除方法。2 设计思路首先用74LS00芯片设计出脉冲产生电路，再设计计数信号产生电路，然后设计译码输出电路。由脉冲电路产生脉冲接入到计数信号产生电路产生计数信号，再输入到译码转换电路，最后输出。3 设计过程 3.1方案论证节日彩灯的总体方框图如图1所示：计数信号产生电路译码输出电路彩灯多谐振荡电路图1 总体框图3.2电路设计（1） 环形自激多谐振荡电路如图2所示，由二输入端四与非门V2集成电路74LS00组成带

3、RC的环形自激多谐振荡电路，振荡频率由RC时间常数来决定。调整电位器，再Y3输出端可得到0.5 2.5Hz范围内连续的方波脉冲。 图2 多谐振荡电路 图3 74LS393引脚（2）74LS393芯片构成二进制计数电路 如图3所示引脚图，Vcc，GND：工作电源端。1INA，2INA:脉冲输入端。1CLR，2CLR：清零，复位端。1QA，1QB，1QC，1QD：计数器1输出端。2QA，2QB，2QC，2QD：计数器2输出端。它是在同一封装芯片内由两个结构完全相同，且相互独立的计数器，其真值表如表1所示。振荡器输出的连续正脉冲，同时加在U1的两个计数器脉冲输入端1INA和2INA，使它们同步工作，

4、计数输出采用8421编码，U1的1QA1QC接至U2的输入端AC，2QA2QC接至U3的输入端AC，U1的1QD置空不用，2QD接滚动控制开关，两个计数器U1的清除端1CLR和2CLR接地。 表1 74LS393真值表输 入输出CLRINAQDQCQBQA1X0000000000010001020010030011040100050101060110070111081000091001010101001110110121100013110101411100151111（3） 译码/多路转换电路 74LS138U2和U3是38线译码/多路转换集成电路，只有使能端G1为高电平，G2A,G2B为低电

5、平时，74LS138才允许YoY7某输出端为低电平。当AC端输入的二进制在“000111”变化时，其输出端Y0Y7的输出电平依次变化。彩灯控制器有两种工作方式。当开关都置于“右”边时，两块74LS138都具有译码工作条件，即使能端都为有效电平，使它们同步进行工作。当AC输入状态，对应的输出Y0Y7有一个为低电平，使对应的灯变亮。发光的循序为“ABHA”和“IIIVIIII”。彩灯同时进行循环变亮，产生光环双向滚动效果，如图4所示。图4 双向滚动效果当把开关都置于“左”边时，U2片的控制端G2A,G2B及U3的G1均接计数器U1的2QD端，这时U2和U3的工作状态由U3的2QD端输出电平的高低来

6、决定。当振荡器输出钱8个脉冲时，2QD为低电平，此时因U2的G2A，G2B端为低电平而使U2工作，使灯按“ABCH”顺序发光。U3的G1端也为低电平而禁止U3工作；当振荡器输出后8个脉冲时，2QD为高电平，正好相反，U2停止工作，U3开始工作，接着时灯按“IIIIIIVIII”顺序发光。随着下16个脉冲的到来，又开始另一轮循环。由于U2和U3不断交替工作，从整体上看，灯就按“ABHIVIIIA”的顺序反复循环变亮，形成一个不断单向滚动的光环，如图5所示。图5 单向滚动效果（4） 总电路图图6 总电路图4系统调试与仿真结果 按图6组装与调试电路。试验时，将各单元电路逐个进行接线盒调试，即分别测试

7、振荡器，计数器，译码转换电路等逻辑功能，待各单元电路工作正常后，再将有关电路逐级连接起来进行测试，直到测试整个电路成功。这样的模块化测试方法有利于检查和排除故障，是调试电路的常用方法，可以保证试验顺利进行。仿真结果如图4，图5所示5主要仪器与设备集成电路 74LS00（1片） 74LS393（1片） 74LS138（2片）电阻 0.1K （2个） 可调电位器 4.7K（1个）电容 100uF（1个） 单刀双掷开关（2个） 彩灯（16个）6设计体会与建议 通过这次试验，使我数字电路有了进一步的认识。通过这次学习，让我对各种电路都有了大概的了解，理论很重要，实践更重要。对于这些电路还是应该自己动手实际操作才会有深刻理解。参考文献1 康华光.电子技术基础 数字部分（第五版）M.北京：高等教育出版社，2006年1月2 康华光 .电子技术基础 模拟部分（