彩灯控制电路方案设计书(zfy).docVIP

西安邮电学院 数字电路课程设计报告书 ———多路彩灯控制器 学院名称 ： 电子工程学院 学生姓名 ： 张奋亚（24） 专业名称 ： 集成电路设计与集成系统 班级 ： 电路0901 实习时间 ： 2011年06月20日—— 2011年07月01日 一 课程设计的题目： 多路彩灯控制器 二 课程设计的要求： 1通过学习，熟练掌握各种芯片的功能及其使用方法； 2根据实际的功能需求，合理设计出彩灯控制器的电路图； 3能够依照设计的电路图搭建出相应的电路，并且具备一定的纠错能力； 三 课程设计的意义： 本次课程设计，旨在通过设计、搭建、纠错、实现具有一定功能的实际电路，提高学生的动手能力、分析问题和解决问题的能力，培养良好的思维方式与习惯。此外，增强学生对555、74LS161、74LS194等常用芯片的掌握，学以致用，从而激发学生对后续有关课程的学习兴趣，也是本次课程设计的目标之一。 四 所用器材： 定时器555 1片 16进制计数器74LS161 3片 中规模集成移位寄存器74LS194 3片 非门74LS04 1片 两输入与门74LS08 1片 LED发光二极管 13个 100欧姆电阻4个 4.7K欧姆电阻1个 150K欧姆电阻1个 4.7uF电容1个 0.01uF电容1个 斜口钳 面包板1片 数字万用表1只 五 各个功能模块的方案设计： 1脉冲信号产生模块 该模块电路的主要功能是产生实际需要的方波信号作为74LS161、74LS194芯片的CP脉冲。由于电路对脉冲的精确度要求不是很高而晶体振荡需要分频，所以选用555定时器构成的多频振荡器。 2自动控制模块 该模块的主要功能是通过计数器的计数功能实现不同时刻对不同芯片的自动控制。考虑到实际的功能需求，该功能模块由2片74LS161计数器级联而成，再通过74LS04、74LS08的取反、相与功能，通过改变芯片的Vcc端电位的高低从而实现在不同时刻对不同芯片工作的自动控制。低位片的16个脉冲可以保证每一种花型的顺利输出。而高位片的4位输出，通过不同的取反、相与组合，从而保证每个芯片都能够按照最初的设计正常工作。 3实现花型①模块 该模块的主要功能是显示第一种花色（4个LED灯依次点亮、熄灭）。理论依据是扭环形计数器（也叫约翰逊计数器），即利用74LS194的移位功能实现Q3Q2Q1Q0的状态依次是0000→0001→0011→0111→1111→1110→1100→1000→0000等八个状态的反复循环。 4实现花型②模块 该模块的主要功能是显示第二种花色（相邻的两个LED灯依次点亮）。理论依据是利用74LS161、74LS194的功能表，实现Q3Q2Q1Q0的状态依次为0011→0110→1100→1001→0011等4个状态的反复循环。 5实现花型③模块 该模块的主要功能是显示第三种花色（相邻的三个LED灯依次点亮）。理论依据是利用74LS194的置数功能、移位功能，实现Q3Q2Q1Q0的状态依次为0111→1110→0111等2个状态的反复循环。 六 各个功能模块的电路设计： 1脉冲信号产生模块： 555定时器引脚图 脉冲信号发生器电路图 备注：该脉冲信号发生器接通电源后电容C被充电，当Vc上升到2/3Vcc时，触发器被复位，与此同时，发电BJT导通，此时V0为低电压，电容C通过R2和T放电，是Vc下降。当Vc下降到1/3Vcc时，触发器又被置为0，V0翻转为高电平。当C放电后，T截止，Vcc将通过R1、R2向电容C充电。而当Vc上升到2/3Vcc时，触发器又周而复始，在输出端就得到一个周期性的方波信号，从而为整个电路提供了CP脉冲。 输出波形（CP）： 2自动控制模块 74LS161引脚图 74LS161功能表 自动控制模块电路图 备注：当低位片工作第一个16节拍时，高位片输出0000，通过低两位的取反、相与，使得只有第一组芯片的Vcc值为1，控制第一组芯片的工作；当低位片工作第二个16节拍时，高位片输出0001，通过低两位的取反、相与，使得只有第二组芯片的Vcc值为1，控制第二组芯片的工作；当低位片工作第三个16节拍时，高位片输出0010，通过低两位的取反、相与，使得只有第三组芯片的Vcc值为1，控制第三组芯片的工作；当低位片工作第四个16节拍时，高位片输出0011，通过低两位的取反、相与，没有任何一组芯片的Vcc值为1，所有芯片停止工作，准备进入下一个周期的运行。 3实现花型①模块 花型1的电路图 备注：16个节拍正好可以工作两个循环。 4实现花型②模块 花型2的