数字电子课设报告.双向流动彩灯控制器设计..doc

一、概述 1. 用中规模计数器设计该双向流动彩灯控制器。 2. 要求彩灯双向流动点亮，其闪烁频率在1~10Hz内连续可调。 3. 要求用555定时器设计时钟脉冲，五路彩灯采用五个发光二极管代替。 二、方案论证 1.方案 图方案原理如送入顺序脉冲发生电路。随着时钟脉冲的不断输入，顺序脉冲发生电路的各输出端依次变成高电平，形成时序控制信号。时序控制信号经驱动电路送入可控硅的控制极，使各可控硅依次导通，于是各彩灯被依次点亮。 2.方案 图2方案原理 原理框图如21所示，方案555定时器多振荡器产生时钟信号然后将时钟信号输出第种方案彩灯方向控制电路较为，且三、电路设计和原理中介绍的彩灯控制电路的基本组成，可以确定双向流动彩灯控制器包电路 多谐振荡器在实际连接时，555定时器的外引线排列图如图3所示 图3 555定时器的外引线排列图 由555定时器构成的多谐振荡器如图4所示 图4 由555构成的多谐振荡器电路外接元件，R2，R3，构成R1用来调节振荡频率，以改变彩灯流动点亮的速度。接通电源后，电容C被充电，Vc上升，当Vc上升到2/3Vcc时，触发器被复位，此时Vo为低电平，电容C通过R3和T放电，使Vc下降。当Vc下降到1/3Vcc时，触发器又被复位，Vo翻转为高电平。为=(R1+R2+2R3)C1ln2≈0.7(R1+R2+2R3)C1这样，通过控制电容充放电时间，使多振荡器产生时钟信号多振荡器产生时钟信号图 利用74LS160D制作八进制加法计数器。计数器从0000~0111正常运行，到0111时进行异步置数使其变为0000，实现八进制循环计数。然后，通过后续电路，使0000控制彩灯1，使0001和0111控制彩灯2，使0010和0110控制彩灯3，使0011和0101控制彩灯4，使0100控制彩灯5，由此实现五路彩灯双向流动功能。 八进制加法计数器状态转换图如图6所示。 图6 八进制加法计数器状态转换图 3.译码器与彩灯电路 译码器与彩灯电路如图7所示。 图 译码器前接计数器，将计数器传送信号译码，然后通过彩灯电路使彩灯双向流动。 四、性能的测测试的输入电阻可以改变=100.379ms,f=10Hz的仿真结果如图8所示。 图8 f=10Hz输出电压波形 2. 电路整体性能测试 图 仿真结果，彩灯点亮顺序为LED1-LED2-LED3-LED4-LED5-LED4-LED3- LED2-LED1,可实现彩灯双向流动功能，且频率在1~10Hz内连续可调，实验仿真结果完全符合要求。 图9 彩灯LED1被点亮 图10 彩灯LED3被点亮 图11 彩灯LED5被点亮 图12 彩灯LED3被点亮 图13 彩灯LE13被点亮 五、结论 Multisim10的测试，彩灯可以双向流动点亮，点亮顺序为LED1-LED2-LED3-LED4-LED5-LED4-LED3-，其闪烁频率在1~10Hz内连续可调，符合设计要求。 六、性价比 清单见附录几乎所有的元件大部分电子器件商店都能买得到，方便，且 七、课设体会及合理化建议 通过这次课程设计，加强了我们动手、思考和解决问题的能力。在整个设计过程中，我们通过这个方案包括设计了一套电路原理和pcb连接图。和模拟仿真自己对74ls160 74ls138译码器和555定时器原理和使用方法有了较为深刻的理解。在设计过程中，经常会遇到这样那样的情况，就是心里想老着这样的接法可以行得通，但实际接上电路，总是实现不了，因此耗费在这上面的时间用去很多参考文献 1] 宋竹霞，闫丽. 数字电路实验.[M]北京：，年 2] 孙丽霞，主编..[M]北京：，2年 3] 董玉冰主编.Multisim9应用.[M]北京：出版社，200年 [] 阎石主编. 数字电子技术. [M]北京：高等教育出版社，2006年 谢自美主编．电子线路设计·实验·测试．[M]武汉：华中科技大学出版社，2006年 华满清主编．电子技术实验与课程设计．[M]北京：机械工业出版社，2005年 附录I 总电路图 附录II 元器件清单序号 编号 名称 型号 数量 66k 5 2 R2 电阻 10k 1 3 R1 滑动变阻器 1M 1 4 R3 电阻 45k 1 5 C1 电容 1.4285μF 1 6 LED1、LED2、LED3、 LED4、LED5 发光二极管 LED_green 5 7 U7A、U8B、 U9C、U10D 非门 74LS04D 4 8 U4A、U5A、U6A 与非门 74LS03D 3 9 U3A 与非门 74LS20D 1 10 直