《电工电子综合》课程设计说明书-三种图案霓虹灯控制器设计汇.doc

学 号： 课 程 设 计 题 目 三种图案霓虹灯控制器设计 学 院 自动化学院 班 级 姓 名 指导教师 2011 年 6 月 26 日 课程设计任务书 学生姓名： 专业班级： 自动化 指导教师： 工作单位： 自动化学院 题 目: 三种图案霓虹灯控制器设计 初始条件： 运用所学的模拟电路和数字电路等知识； 用到的元件：实验板、电源、连接导线、74系列芯片、555芯片等。 要求完成的主要任务: 现有4只彩灯，红－绿－蓝－黄，试设计控制器，要求彩灯能实现如下追逐图案，彩灯控制器的三种图案及其状态转换如下所示： 摇摆状态0101←→1010，重复6次。 暗点循环0111→1011→1101→1110→0111→这样重复循环3次。 逐个点亮，逐个熄灭，0000→1000→1100→1110→1111→0111→0011→0001→0000→这样重复循环2次。 霓虹灯控制工作状态按照上述2至4步自动重复循环。时间间隔为1秒。 严格按照课程设计说明书要求撰写课程设计说明书。 时间安排： 第1天 下达课程设计任务书，根据任务书查找资料； 第2～4天 进行方案论证，软件模拟仿真并确定设计方案； 第5天 提交电路图，经审查后领取元器件； 第6～8天 组装电路并调试，检查错误并提出问题； 第9～11天 结果分析整理，撰写课程设计报告课程设计报告引言 - 1 - 1 设计意义及要求 - 2 - 1.1设计意义 - 2 - 1.2设计要求 - 2 - 2 方案设计 - 3 - 2.1设计思路 - 3 - 2.2设计方案 - 4 - 2.3方案比较 - 5 - 3 部分电路设计 - 6 - 3.1计数器 - 6- 3.2译码器 - 8 - 4 调试与检测 - 10 - 5 体会与总结 - 11 - 参考文献 - 12- 本科生课程设计成绩评定表 - 13 - 引言 在日常生活中，霓虹灯已经遍布所有城市和很多乡镇的大街，每当夜幕降临，华灯初上，五颜六色的霓虹灯就把城市装扮的特别美丽。 如今，撩人眼球、光彩耀目的霓虹灯已成为城市繁华程度的度量，也是商业建筑的一大招牌。霓虹灯电路可由数字逻辑电路或者编程控制目前社会上常用Visual Basic编程语言来编写相应的程序以控制霓虹灯的花样。联系实际和运用所学的数字电子技术知识，设计出霓虹灯控制电路。霓虹灯的发展和应用非常迅速，学期对数字电子技术的学习，学校安排了这次的实习，目的在与让学生综合运用所学的知识，对各基本器件的运用更加熟练，也更好的锻炼学生的设计思维和动手设计能力。 图2-1利用译码器实现的原理 方案二：小灯的三种花样可以分别通过三个计数器实现，完成第一种花样需要十二秒，第二种也需要十二秒，第三种需要十六秒，三种花样全部完成总共四十秒，而每种花样的循环次数也可以通过计数器来控制。 2.2设计方案 方案一原理图： 图2-3利用译码器实现的电路图 把三种花样的每一个状态都与译码器的输出端依次对应，利用计数器的计数功能将每个状态依次输出，再通过与非门将输出低电平变为高电平，小灯就能按照要求的花样依次亮起来。 方案二原理图： 2.3方案比较 两种方案相比，第一种原理思路简单，所用芯片较少，小灯闪烁效果稳定，但连线较多，若连成实物则过于复杂，方案二需要的芯片虽然较多，但整体连线不复杂，适合做成实物。 3 部分电路设计 3.1计数器 左边计数器的Q1Q2Q3Q4端分别与三个译码器的地址输入端ABCD依次相连，使得译码器输出端依次输出信号，进位输出端作为右边的时钟信号，使右边的计数器每隔16秒计数一次，右边译码器的Q1Q2端分别接到译码器的使能端，其中Q1经过一个非门与第二个译码器的E1端相连，Q2经过一个非门与第三个译码器的E2端相连，以此来控制三个数据选择的工作顺序。 管脚图： 功能表 3.2译码器 引脚图： 真值表： 当四十种状态全部完成时，将下一个输出端与计数器的清零端相连，使其重新开始循环。 4 调试与检测 通过Proteus仿真软件进行仿真，发现设计方案中发现的一些问题： （1）开始选用的计数器是74LS192，但在仿真时发现由于某种原因192只能进行十进制计数，经过重新调试后将74LS192用74160代替，能够进行十六进制计数。 （2）花样循环时，每到第16种花样就会发生错误，经过认真观察循环过程发现，当右边计数器计数到1111时，其进位端同时由0变为1，给左边计数器一个上升沿信号，Q0由0变为1，再经过一个非门使其E1端使能，此时第二个译码器