十六路彩灯课程设计.doc

1绪论 1 1.1课题背景 1 1.2 彩灯控制器的发展趋势 1 1.3本课题研究内容 1 2研究方案与预期成果 2 2.1研究方案 2 2.1.1时序电路方案 2 2.1.2计数部分方案 2 2.1.3译码部分方案 2 2.1.4显示电路方案 2 2.1.5电容电阻辅助作用部分 2 2.1.6开关控制部分 2 2.2预期成果 2 3设计方案的选择和电路框图 3 3.1题目分析 3 3.2题目设计 3 3.3结构框图 3 3.4时序电路 3 3.5计数部分 6 3.6译码部分 8 3.7显示电路部分 10 4系统仿真 11 4.1软件平台 11 4.2系统仿真结果 14 5系统硬件焊接与调试 16 5.1焊接步骤 16 5.1.1元器件的挑选，选择合适的元器件并利用万用表进行检测。 16 5.1.2元件的布局，元件布局时应考虑走线问题，为了使实物更为美观，尽量使连接线走在焊接层，如果需要走正面，则需要保证导线横平竖直。 16 5.1.3元件焊接，在焊接之前，需对元器件的位置进行调整，便于布线，然后进行焊接。 16 5.1.4焊接连接导线，根据前面的构思对元件管脚进行连接并焊接。 16 5.2元件清单 16 5.3实物图 16 总结 18 致谢 19 参考文献 20 16路彩灯控制器的设计 摘要?：本设计的16路彩灯控制器采用74HC161作为中心器件，利用计数的原理，结合74LS138译码器、以及555多谐振荡器提供脉冲来设计16路彩灯控制器。本设计利用硬件仿真系统利用EWB仿真软件来实现，简单且易于观察，在仿真中就可以观察到实际的工作状态。本次设计的16路彩灯控制器具有在脉冲的作用下按照4位二进制的顺序循环点亮的功能，具有一定的研究价值。 关键词：74HC161四位二进制同步加法计数器；74LS138译码器；555多谐振荡器 1绪论 1.1课题背景 在现代生活中，彩灯作为一种装饰，既可以增强人们的感观，起到广告宣传的作用，又可以增添节日气氛，为人们的生活增添亮丽，用在舞台上增强晚会灯光效果，利用控制电路可使彩灯（例如霓虹灯）按一定的规律不断的改变状态，不仅可以获得良好的观赏效果，而且可以省电（与全部彩灯始终全亮相比）。因此，彩灯控制电路应用越来越丰富我们的生活，成为我们生活不可缺少的一部分。本课题是利用四位双向移位寄存器为核心元件实现彩灯的循环控制。 1.2 彩灯控制器的发展趋势 彩灯控制器设计随着电子技术的发展，当前数字系统的设计正朝着速度快，容量大，体积小，重量轻的方向发展。推动该潮流迅猛发展的引擎就是日趋进步和完善的ASIC设计技术。目前数字系统的设计可以直接面向用户需求，根据系统的行为和功能要求，自上至下地逐层完成相应的描述，综合，优化，仿真与验证，直到生成器件。上述设计过程除了系统行为和功能描述以外，其余所有的设计过程几乎都可以用计算机来自动完成，也就是说做到了电子设计自动化（EDA）。这样做可以大大地缩短系统的设计周期，以适应当今品种多，批量小的电子市场的需求 本设计是基于16路彩灯控制器，主要以74HC161为控制核心，利用其计数器记数的原理结合译码器、电源电路、彩灯、振荡器、电容电阻辅助作用以及开关来设计16路彩灯的控制器。本设计利用硬件仿真系统利用EWB仿真软件来实现，简单且易于观察，在仿真中就可以观察到实际的工作状态最终实现实物硬件作品。 2研究方案与预期成果 2.1研究方案 根据课题研究内容，系统主要组成，即时序电路、计数部分、译码部分、显示电路部分、电容电阻辅助作用以及开关。 2.1.1时序电路方案 2.1.2计数部分方案 因为在试验中需要一个16进制的计数器，因此采用74LS161四位二进制同步加法计数器，我们可以改变计数器的加法来控制LED亮灭。 2.1.3译码部分方案 本部分利用74LS138作为译码部分。 74LS138为3—8线译码器，只有8个输出端，而在实验中须驱动16个LED，所以用两个74LS138扩展成4—16线译码器。扩展后形成的四个输入端分别同74LS161计数器的QA、QB、QC、QD相接。通过改变QA、QB、QC、QD与四个输入端的连接方法来控制LED的亮灭顺序。? 因为74LS138译码器输出端低电平有效，所以彩灯显示部分采用共阳极接法，负极分别接在74LS138的输出端上。 2.1.4显示电路方案 2.1.5电容电阻辅助作用部分 由于电路中需要控制频率及保护电路等作用需要采用电容及电阻来作辅助作用。 2.1.6开关控制部分 利用开关来控制电路。 2.2预期成果 根据课题研究内容，本设计可以实现16路彩灯的控制功能。 本次设计的16路彩灯控制器具有如下功能： A、利用555定时器设计多谐振荡器,输出一定频率的脉冲 B、设计的16路彩灯需在脉冲的作用下按照4位二进制的顺序循