彩燈循環(huán)控制器的設(shè)計(jì)

1、數(shù)字邏輯系統(tǒng)設(shè)計(jì)報(bào)告設(shè)計(jì)題目：彩燈循環(huán)控制器的設(shè)計(jì) 專 業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化 班 級(jí)： 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師: 設(shè)計(jì)日期：年月目錄一、 任務(wù)書·····································&

2、#183;···············11. 設(shè)計(jì)任務(wù)目的································

3、83;··············12. 設(shè)計(jì)任務(wù)要求··································

4、;·············13. 設(shè)計(jì)框圖···································

5、83;···············1二、 設(shè)計(jì)過程·································&

6、#183;·················31. 設(shè)計(jì)目的·······························

7、;····················32. 設(shè)計(jì)任務(wù)····························

8、83;······················33. 設(shè)計(jì)方案··························&

9、#183;························34. 電路設(shè)計(jì)························

10、;···························44.1 NE555·····················&

11、#183;····························44.2 74LS161···················&

12、#183;····························54.3 74LS138···················&

13、#183;····························64.4 電路總圖···················

14、3;···························75. 制作及調(diào)試過程·····················

15、;························76. 結(jié)論·························

16、;······························8致謝···················&#

17、183;··········································9參考文獻(xiàn)······

18、83;·················································

19、83;·10附錄：元器件清單···············································

20、;···10一、 任務(wù)書1.設(shè)計(jì)任務(wù)目的設(shè)計(jì)一個(gè)彩燈流水控制電路，其主要部分實(shí)現(xiàn)定時(shí)功能，即在預(yù)定的時(shí)間到來時(shí)，如何產(chǎn)生一個(gè)控制信號(hào)控制彩燈的流向、間歇等，可通過利用中規(guī)模集成電路中可逆計(jì)數(shù)器和譯碼器來實(shí)現(xiàn)正、逆流水功能，利用組合電路實(shí)現(xiàn)自控、手控、流向控制等功能。2.設(shè)計(jì)任務(wù)要求 1. 8路彩燈循環(huán)控制電路2. 該彩燈電路可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)循環(huán)點(diǎn)亮3. 彩燈亮暗能實(shí)現(xiàn)右移、流水移動(dòng)3.設(shè)計(jì)框圖1.1電路原理圖二、 設(shè)計(jì)過程1設(shè)計(jì)目的掌握555多諧振蕩器、譯碼器、十六進(jìn)制加/減計(jì)數(shù)器的邏輯功能和工作原理，設(shè)計(jì)流水燈電路圖，分析與設(shè)計(jì)時(shí)序控制電路。畫出流水燈的整機(jī)邏輯電路

21、圖，掌握流水燈工作原理及其設(shè)計(jì)方法，并對(duì)各種元器件的功能和應(yīng)用有所了解。并能對(duì)其在電路中的作用進(jìn)行分析。另外，還要掌握電路原理和分析電路設(shè)計(jì)流程，每個(gè)電路的設(shè)計(jì)都要有完整的設(shè)計(jì)流程。這樣才能在分析電路中有良好的思路，便于查找出錯(cuò)的原因。2設(shè)計(jì)任務(wù)要求（1）用 8個(gè)發(fā)光二極管作為彩燈顯示，設(shè)計(jì)一個(gè)彩燈控制電路，能使彩燈的流向可以變化。具有彩燈亮點(diǎn)的右移、左移、全亮及全滅等功能。燈流動(dòng)的方向可以手控也可以自控，自控往返變換時(shí)間為5秒。（2）彩燈可以間歇流動(dòng)，10秒間歇1次，間歇時(shí)間1秒。3設(shè)計(jì)方案本設(shè)計(jì)方案使用的元器件是：555多諧振蕩器一個(gè)、74LS161D（二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器）一片、74LS13

22、8D一片、LED燈、電阻、電容。 本設(shè)計(jì)方案可行性一般，因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)總共需要3個(gè)芯片，連線比較繁復(fù)，制作完成后穩(wěn)定性一般，由于導(dǎo)線較多，容易出現(xiàn)脫線的情況，導(dǎo)致所涉及的功能無法實(shí)現(xiàn)。2.1電路原理圖4、電路設(shè)計(jì)4.1 NE555A、主要特點(diǎn)：、只需簡單的電阻器、電容器，即可完成特定的振蕩延時(shí)作用。其延時(shí)范圍極廣，可由幾微秒至幾小時(shí)之久。、它的操作電源范圍極大，可與TTL，CMOS等邏輯電路配合，也就是它的輸出電平及輸入觸發(fā)電平，均能與這些系列邏輯電路的高、低電平匹配。、其輸出端的供給電流大，可直接推動(dòng)多種自動(dòng)控制的負(fù)載。、它的計(jì)時(shí)精確度高、溫度穩(wěn)定度佳，且價(jià)格便宜。B、引腳位圖1-2 NE555

23、接腳圖2.2 ne555的引腳圖Pin 1 (接地) -地線(或共同接地) ，通常被連接到電路共同接地。Pin 2 (觸發(fā)點(diǎn)) -這個(gè)腳位是觸發(fā)NE555使其啟動(dòng)它的時(shí)間周期。觸發(fā)信號(hào)上緣電壓須大于2/3 VCC，下緣須低于1/3 VCC 。Pin 3 (輸出) -當(dāng)時(shí)間周期開始555的輸出輸出腳位，移至比電源電壓少1.7伏的高電位。周期的結(jié)束輸出回到O伏左右的低電位。于高電位時(shí)的最大輸出電流大約200 mA 。Pin 4 (重置) -一個(gè)低邏輯電位送至這個(gè)腳位時(shí)會(huì)重置定時(shí)器和使輸出回到一個(gè)低電位。它通常被接到正電源或忽略不用。Pin 5 (控制) -這個(gè)接腳準(zhǔn)許由外部電壓改變觸發(fā)和閘限電壓。

24、當(dāng)計(jì)時(shí)器經(jīng)營在穩(wěn)定或振蕩的運(yùn)作方式下,這輸入能用來改變或調(diào)整輸出頻率。Pin 6 (重置鎖定) - Pin 6重置鎖定并使輸出呈低態(tài)。當(dāng)這個(gè)接腳的電壓從1/3 VCC電壓以下移至2/3 VCC以上時(shí)啟動(dòng)這個(gè)動(dòng)作。Pin 7 (放電) -這個(gè)接腳和主要的輸出接腳有相同的電流輸出能力，當(dāng)輸出為ON時(shí)為LOW，對(duì)地為低阻抗，當(dāng)輸出為OFF時(shí)為HIGH，對(duì)地為高阻抗。Pin 8 (V +) -這是555個(gè)計(jì)時(shí)器IC的正電源電壓端。供應(yīng)電壓的范圍是+4.5伏特(最小值)至+16伏特(最大值)。2.3 電路圖NE555部分4.2 74LS16174LS161是4位二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器，除了有二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)

25、功能外，還具有異步清零、同步并行置數(shù) 、保持等功能。74LS161的邏輯電路圖和引腳排列圖如圖1所示，CR是異步清零端，LD是預(yù)置數(shù)控制端，D0 ，D1，D2，D3是預(yù)置數(shù)據(jù)輸人端，P和T是計(jì)數(shù)使能端，C是進(jìn)位輸出端，它的設(shè)置為多片集成計(jì)數(shù)器的級(jí) 聯(lián)提供了方便。2.4電路圖74LS1614.3 74LS138D74LS138 為3 線8 線譯碼器。1,2,3端為輸入端.4,5,6為是能輸入端。當(dāng)4,5接地6接高電平74ls138開始工作，對(duì)輸入的QA,QB,QC進(jìn)行譯碼然后輸送到彩燈由彩燈的亮暗顯示出譯碼器工作狀態(tài)2.5引腳圖真值表2.6電路圖74LS1384.4 電路總圖2.7電路

26、總圖5、制作及調(diào)試過程（1）、設(shè)計(jì)好電路原理圖，在電腦上進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，得出正確的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，自此才能夠證明所設(shè)計(jì)原理圖的正確性。如果沒有得出正確的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，還需對(duì)原理圖作出相應(yīng)的修改，直至得出正確的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。（2）、仿真得出正確的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象后，才能開始實(shí)驗(yàn)的連接。（3）、連接完成后，仔細(xì)對(duì)照原理圖，檢查電路是否有接錯(cuò)、短路等現(xiàn)象。（4）、檢查無誤后進(jìn)行通電測試。（5）、經(jīng)檢測，所制作的流水燈能一次從左至右依次點(diǎn)亮而后從左至右依次熄滅，6、結(jié)論經(jīng)過不斷的探索、測試和分析，最終完成了多功能流水燈設(shè)計(jì)與制作。此次試驗(yàn)是利用數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)多功能流水電路，在預(yù)定的時(shí)間到來時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)控制信號(hào)控制彩燈的流向，通過利用中規(guī)模集成電路中可逆計(jì)數(shù)器和譯碼器來·實(shí)現(xiàn)正、逆流水功能，利用組合電路實(shí)現(xiàn)自控、手控、流向控制等功能。隨著電子技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)字電路也在生活及工業(yè)上得到了廣泛的應(yīng)用。在試驗(yàn)的設(shè)計(jì)及仿真測試時(shí)，當(dāng)沒有得出正確的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象時(shí)，必須冷靜、沉著的思考問題的來源，切勿太過緊張。在電路的連接過程，需仔細(xì)再仔細(xì)，切勿亂了頭緒。并且要注意電路的正負(fù)極，焊接時(shí)要小心，不能讓電烙鐵將線焊斷了。這樣才能