信息灯的设计与制作课程设计报告.doc

学 号： 0121011350327 课 程 设 计 题 目 信息灯的设计与制作 学 院 自动化学院 专 业 班 级 姓 名 指导教师 2012 年 7 月 6 日 课程设计任务书 学生姓名： 专业班级： 指导教师： 工作单位： 题 目： 信息灯的设计与制作 初始条件： 以7X9或5X7点阵方式组成英文STOP字样 以流动方式循环显示文字，如S-T-O-P-熄灭-S-T-O-P-熄灭- 循环显示频率快慢为2S 选作：设计以依次增加方式循环显示文字的电路，如S-ST-STO-STOP-熄灭-S-ST- 要求完成的主要任务: （包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求） 设计任务及要求 方案比较及认证 系统框图，原理说明 硬件原理，完整电路图，采用器件的功能说明 调试记录及结果分析 对成果的评价及改进方法 总结（收获及体会） 参考资料 附录：器件表，芯片资料 时间安排： 6月25日~6月28日：明确课题，收集资料，方案确定 7月28日~7月2日：整体设计，硬件电路调试 7月2日~7月6日；报告撰写，交设计报告，答辩 指导教师签名： 2012年 7月 4 日 目录 摘要 4 1 方案论证 5 1.1 系统总体框图 5 1.2 各单元电路的方案 5 1.2.1 脉冲产生电路 5 1.2.2 计数器电路 5 1.2.3 显示电路 7 2 电路设计参数的确定 7 2.1 555定时器构成的脉冲发生器 7 2.2 由74LS194移位寄存器和74ls20构成环形计数器 8 2.3 LED灯构成显示电路 9 3 仿真测试 10 3.1总体电路如下 10 3.2测试结果 11 3.2.1脉冲信号的测试 11 3.2.2总体效果测试 11 4 制作与调试 12 4.1制作的PCB板 12 4.2连接完成的实物图 13 5 心得体会 13 结束语 14 参考文献 15 摘要 基于Protues的信息灯的仿真设计和制作，详尽地对各个方案进行论证，最后按最优化的方案进行仿真，实物制作，具体介绍了电路的设计方法和方案论证的方法。 设计的信息灯系统以555构成脉冲产生部分，以74ls194和74ls20构成的环形计数器电路，和led发光二极管构成的显示电路组成，最终实现以流动方式循环显示文字。本系统的最大优点就是它结构简单易懂，制作起来也并不算麻烦，其缺点就是容易受自身电路元件以及周围环境的影响，从而导致测量结果与实际值的偏差。 图1 系统方框图 1.2 各单元电路的方案 1.2.1 脉冲产生电路 时钟脉冲：脉冲信号是一个按一定电压幅度，一定时间间隔连续发出的脉冲信号。脉冲信号之间的时间间隔称为周期；而将在单位时间（如1秒）内所产生的脉冲个数称为频率。频率是描述周期性循环信号（包括脉冲信号）在单位时间内所出现的脉冲数量多少的计量名称；频率的标准计量单位是Hz（赫）。DDS芯片可以产生具有低功耗、高分辨率和快速转换时间环形计数器是由移位寄存器加上一定的反馈电路构成的，用移位寄存器构成环形计数器的一般框图（见图），它是由一个移位寄存器和一个组合反馈逻辑电路闭环构成，反馈电路的输出接向移位寄存器的串行输入端，反馈电路的输入端根据移位寄存器计数器类型的不同，可接向移位寄存器的串行输出端或某些触发器的输出端 图2 环形计数器 根据本系统的要求，要求此部分电路能产生5种状态的环形计数器，并能故偶输出并行数据。故有以下两种方案。 方案一：利用多个触发器构成寄存器，根据题目要求，用4个触发器构成4位的寄存器，再和四输入的与非门构成环形计数器，并能输出并行数据。此处采用双D触发器74ls74由于一个D触发器可实现一位二进数的存储，因此应采用实现4位寄存器。要实现移位寄存，4个D触发器之间应相互联接。 图3 方案一电路图 方案二：采用集成的移位寄存器和与非门构成环形计数器。本方案采用4位双向移位寄存器74ls194和四输入与非门74ls20构成环形计数器。电路如下： 图4 方案二电路图 方案比较：方案一和方案二均可以构成环形计数器，但是方案一电路较为复杂，电路稳定性较差，而方案二采用的是集成的芯片，稳定性好，且电路简单，制作容易，所以采用方案二。 1.2.3 显示电路 方案一：文字的流动可