八彩灯电路循环课程设计.doc

目录 一、课程设计的题目与要求………………………………………………3 课程设计题目要求……………………………………………………3 二、所需实验器材…………………………………………………………3 所需实验器材…………………………………………………………3 三、题目分析与原理设计…………………………………………………3 1、总体思路……………………………………………………………3 2、各个模块的实现……………………………………………………4 四、各个模块的制作…………………………………………………………5 1、函数信号发生器……………………………………………………5 2、计数器………………………………………………………………7 3、5-32 译码器………………………………………………………7 4、总体电路图的实现…………………………………………………9 五、心得体会………………………………………………………………10 六、参考文献………………………………………………………………11 一、课程设计的题目与要求 课程设计题目：彩灯循环显示控制电路设计 题目要求: 1.有八只LED：L1…L8 2.显示方式: ①由L1 到L8 依次点亮； ②先奇数灯依次点亮,再偶数灯依次点亮,循环四次,显示间隔200ms； 二、所需实验器材 器材名称 个数 74LVC161 3个 与非门 1个 函数信号发生器 1个 +5V 电源 3个 74LS138 芯片 6个 非门 8个 5输入或门 8个 LED 灯 8个 表1 三、题目分析与原理设计 1、总体思路 按课程设计题目来看，要求实现彩灯的2 种状态：1.由L1 到L8 依次点亮；2.先奇数灯依次点亮,再偶数灯依次点亮,循环四次;我们可以将电路分成两个部分，即：由L1到L8依次点亮一种状态，先奇数灯依次点亮,再偶数灯依次点亮,循环四次又一种状态，所以在开始接一个开关即可，然后将震荡电路过来的脉冲通过计数器的计数到译码器，译成可以实现的高低电平再通过门电路的链接便可实现题目要求的彩灯控制。由上分析可知需要计数器，译码器，然后在由门电路连接LED 灯。 总体设计思路图如下: 图1 2、各个模块的实现 （1） 函数信号发生器： 函数信号发生器是由555定时器构成的多谐振荡器，555 集成时基电路是一种数字、模拟混合型的中规模集成电路，可连接成多谐振荡电路，产生单位脉冲，用于触发计数器 （2）计数器： 计数器是由74LVC161构成，它是一种高性能，低功耗CMOS4位同步二进制加计数器，它的内部所有逻辑输入端都可内受高达5.5V的电压，因此，在电源电压为3.3V时，可直接接5V供电的TTL逻辑电路接口，它的工作速度快，对整体电路延迟很小。 （3）译码器 74LS138是3线—8线译码器，在这个电路的设计过程中，我将用5线—32线译码器，怎样才能用3线—8线实现5线—32线的功能，这是在设计电路当中的一个重点，为了实现现5线—32线，我们用到5个74LS138的 3线—8线译码器，由它构成5线—32线译码器，在我们学的课本里会找到。 （4）门电路的设计 在将L1 到L8依次点亮的过程中，为了保证灯最后全部亮，我们会用到JK触发器，JK触发器的表达式：.当J=1，K=0，则触发器的下一个状态将被置1，也就是说，将一直保持1状态。这样第一个灯点亮以后就不会熄灭，直到八盏灯全部点亮。实现了依次点亮的目的. 四、各个模块的制作 1、函数信号发生器： 555 集成时基电路是一种数字、模拟混合型的中规模集成电 路，可连接成多谐振荡电路，产生单位脉冲，用于触发计数器。 1.1 555 定时器内部逻辑电路结构 图2 1.2 555 定时器的外引线排列如图 图3 各引脚功能介绍: 1 脚是接地端GND 2 脚是低触发端TL， 3 脚是输出端OUT 4 脚是清除端Rd， 5 脚是电压控制端CV 6 脚是高触发端TH， 7 脚是放电端DIS 8 脚是电源端VCC。 下表为 555 定时器功能表 输入 输出 高电平触发 低电平触发 复位 输出 放电管VT的状态 —— —— 0 0 导通 2/3Vcc 1/3Vcc 1 1 截止 2/3Vcc 1/3Vcc 1 0 导通 2/3Vcc 1/3Vcc 1 不变 不变 表2 功能:功能主要用来产生时间基准信号(脉冲信号)。因为循环 彩灯对频率的要求不高,只要能产生高低电平就可以了,且脉 冲信号的频率可调,所以采用555 定时器组成的振荡器,其输 出的脉冲作为下一级的时钟信号。 下图为外部整体连接图