《彩灯控制器(一)》.doc

燕 山 大 学 EDA课程设计报告书 题目：彩灯控制器（一） 姓名：张亚丽 班级：08级光电子2班 学号：080104040040 成绩： （注：此文件应以同学学号为文件名） 一、设计题目及要求 设计题目：彩灯控制器一 要求： 1．有十只LED，L0……L9 2．显示方式； ①先奇数灯依次灭 ②再偶数灯依次灭 ③再由L0到L9依次灭 3．显示间隔0.5S，1S可调。 二、设计过程及内容（包括总体设计的文字描述，即由哪几个部分构成的，各个部分的功能及如何实现方法；主要模块比较详尽的文字描述，并配以必要的图片加以说明，但图片数量无需太多） 总体设计思路：将该过程分为22个状态，前11个状态为奇偶灯的亮灭，后11个状态为所有彩灯的亮灭。 该电路主要由三部分组成，即分频器、计数器以及彩灯控制器组成。其中，分频器中用控制端M控制频率的高低，分别用183进制与T触发器以及相应的组合电路对732hz分频，实现显示时间的变换；计数器中，采用两个11进制计数器，并且通过使用T’触发器控制两个计数器交替工作；在彩灯控制器中，通过计数器中的T’触发器，控制两片4－16线译码器交替工作，并分别用两计数器控制彩灯的依次亮灭。 具体步骤： 分频器 用183进制计数器对732hz分频，可以得到4hz的频率，在进位输出端加一个T’触发器，不仅是频率降为原来的一半，而且也调整了占空比。 用控制端M控制频率时，当M=1时，上面所得输出端与T’触发器相连接，频率变为上次频率的一半，即1hz，显示时间间隔为1s；当M=0时，可直接利用，即它的频率为2hz,显示时间间隔为0.5s。电路图如下： 仿真波形： 当M=1时： 所得频率为1hz,即显示时间为1s。 当M=0时： 所得频率为2hz，即显示时间为0.5s。 （二）计数器 我所采用的计数器是两个11进制的计数器，其中通过第一个计数器的进位输出控制第二个计数器是否工作。具体方法是：在第一个进位输出端后加一个T’触发器，使得第一个计数器计数时Q=0，第一个计数器记完第11个数时，Q为1，第二个11进制的计数器工作。利用两计数器的交替工作，实现对后面的彩灯控制器的控制。 其电路原理图如下： 其仿真波形如下： （三）彩灯控制器 彩灯控制器是由两片用3－8线译码器改装成的4－16线译码器组成的。其中，令第一片译码器的1－10输出端分别与计数器的输出端C相与后，分别命名为L11、L31、L51、L71、L91、L01、L21、L41、L61、L81；令第二片译码器的1－10输出端分别与C接反向器后相与，并且分别命名为L02-L92，再分别将L01与L02相或后接L0灯，将L11与L12相或后接L1灯，依此类推。 该电路的工作原理是通过计数器输出端C来控制译码器的工作。当C＝1（Q=0）时，第一片译码器工作，实现先奇数灯依次灭再偶数灯依次灭的过程；当C＝0(Q=1)时，第二片译码器工作，实现所有灯按顺序依次灭的过程。 电路图如下： 其仿真波形如下： 将以上各部分组合起来即可得总电路，如下： 当M=1时，仿真波形为： 当M＝0时，仿真波形为： 经下载、连线、安装到实验箱上，首次试验时没有成功，经检查发现是到现有断路的导致实验不成功，经过换导线后，实验成功。 三、设计结论（包括设计过程中出现的问题；对EDA课程设计感想、意见和建议） 在设计电路过程中，遇到了一些问题，例如：不知道如何控制灯亮灭的顺序，后经仔细思考，我将整个过程进行分组，将奇偶灯依次灭与所有灯依次灭分开，分别连接到译码器上，并根据译码器的原理选择合适的输出端；另外，在控制两片译码器的工作时，也是一个难点。我采用的是两个11进制计数器分别控制两片译码器的工作，并且采用用第一片的进位端控制第二片计数器的工作，再用两个11进制计数器分别控制译码器的工作。 经过这次EDA课程设计，增强了我对数字电路知识的理解，同时也锻炼了我用所学知识解决实际问题的能力，比如说，可用计数器控制依次变化的问题，以及可以用一个控制端获得两个相互关联的频率的问题，克服用两个计数器得到两个频率的复杂性。另外，在这次课程设计中，我也充分体会了所学知识的有用性，增强了我对数字电路记自己所学知识的喜爱；同时，在这次的真正实践上，也让我充分认识到了自己的不足，更加激励我在以后的学习中更加准确的掌握原理，锻炼自己的动手能力，取得更大的进步。 7