音樂教室控制臺

1、目錄一、內(nèi)容概述 1二、設(shè)計原理與思路 11、課題設(shè)計要求：12、課題設(shè)計思路：1三、芯片簡介 21、74LS4822、數(shù)碼顯示器 2四、總電路圖 3五、個人設(shè)計 41、總設(shè)計 42、顯示電路 4六、心得體會 5七、參考文獻 5一、內(nèi)容概述一、內(nèi)容概述本文主要介紹用數(shù)電知識設(shè)計音樂教室控制臺。將 555 時基電路組成的定時電路的的輸出信號作為可逆計數(shù)器 74LS190 的輸入脈沖，外接撥碼開關(guān)在相應的情況下實現(xiàn)置數(shù)和計數(shù)功能，而后，計數(shù)器的輸出再分別與由七段顯示譯碼器 74LS48 和數(shù)碼管構(gòu)成的顯示電路及由 2 線-4 線譯碼器和 4 線-16 線譯碼器構(gòu)成的數(shù)據(jù)分配電路相連接，即構(gòu)成了音樂

2、教室控制臺設(shè)計電路的主體。待整體設(shè)計電路完善，亦可借助軟件 Proteus 對其進展仿真。音樂教室控制臺在音樂教學中可實現(xiàn)單獨指導和一對多的輪流指導，具有非常現(xiàn)實的意義。二、二、設(shè)計原理與思路設(shè)計原理與思路1 1、課題設(shè)計要求：、課題設(shè)計要求：（1）音樂教室分多個教室，教師和學生不在同一個屋，要求教師對某一位學生通過語音進展單獨課堂指導，可任意指定要指導的學生，也可按順序指導，共有學生 40 名（2）教師所在的屋設(shè)有數(shù)碼顯示以顯示學生的代號00-39 ，并設(shè)有撥碼開關(guān)，可設(shè)置要單個指導的學生代號或輪流指導的初始學生代號（3）在教師的指導過程中，當學生的編號由數(shù)碼管顯示出來的同時對應的學生端的

3、40 個發(fā)光二極管中的某一個要點亮，表示該學生正在承受教師的指導. .- 優(yōu)選（4）單個指導時，指導時間由教師決定，輪流指導時時間為每人 10 分鐘（5）輪流指導時,有正序和反序兩種方式。正序從 N 到 39，再返回 N；反序從 N 到 N-1，直到 00，再返回 N。2 2、課題設(shè)計思路：、課題設(shè)計思路：依給出的課題設(shè)計要求為原理，分析要實現(xiàn)的功能及其內(nèi)在聯(lián)系，可總結(jié)出本課題的主要模塊和流程框圖如圖 1 所示：圖 1 主要模塊和流程框圖 555 時基電路構(gòu)成的定時器輸出產(chǎn)生的脈沖作為計數(shù)電路的時鐘脈沖，計數(shù)電路由兩片 74LS190 和撥碼開關(guān)組成，實現(xiàn)計數(shù)和置數(shù)功能，然后，計數(shù)器的輸出又分

4、別作為顯示電路和數(shù)據(jù)分配器的輸入。其中，顯示電路用到兩片 74LS48 和兩個共陰極數(shù)碼管，數(shù)據(jù)分配電路用到一片 74LS139 和四片 74HC154 及四個集成二極管，每個集成二極管又包含十個小的二極管。三、三、芯片簡介芯片簡介由于在后續(xù)中的模塊設(shè)計中，我負責顯示局部，所以僅對顯示局部用到的 74LS48 芯片和共陰極數(shù)碼管加以介紹。1 1、74LS4874LS48各引腳功能如圖 2 所示。16 引腳：電源正極； 8 引腳：電源地；7、1、2、6 引腳：輸入端(A、B、C、D)13、12、11、10、9、15、14 引腳：輸出端； 3 引腳：測燈；4 引腳：消隱；5 引腳：滅零。圖 2 引

5、腳圖555 時基電路計數(shù)電路顯示電路數(shù)據(jù)分配電路. .- 優(yōu)選2 2、 數(shù)碼顯示器數(shù)碼顯示器LED 數(shù)碼管分為共陰管和共陽管。現(xiàn)只介紹共陰管，其電路和引腳如圖 3、4。一個 LED 數(shù)碼管可用來顯示一位 09 十進制數(shù)和一個小數(shù)點。小型數(shù)碼管每段發(fā)光二極管的正向壓降，隨顯示光的顏色不同略有差異，約為 22.5V，每個發(fā)光二極管的點亮電流在 510mA。LED 數(shù)碼管要顯示 BCD 碼所表示的十進制數(shù)字就需要有一個專門的譯碼器，該譯碼器不但要完成譯碼功能，還要有相當?shù)尿?qū)動能力。 圖 3 圖 4四、總電路圖四、總電路圖圖5 總電路圖五、個人設(shè)計五、個人設(shè)計我負責了本課題的總設(shè)計和顯示局部。參與了仿

6、真電路的連接。1 1、總設(shè)計、總設(shè)計按照要求,我們要實現(xiàn)教師對學生的單獨指導和輪流指導,指導時間可調(diào)且當教師所選學生的學號顯示時,學生端對應的二極管要發(fā)光.因此，我想到用 555 定時電路構(gòu)成的多諧振蕩器產(chǎn)生可調(diào)的脈沖信號，并作為計數(shù)器的時鐘脈沖。然后，計數(shù)器輸出學生學號對應的 8421 碼，經(jīng)數(shù)據(jù)分配器，實現(xiàn)當學生的編號由數(shù)碼管顯示出來的同時對應的學生端的 40 個發(fā)光二極管中的某一個點亮的要求?？偨Y(jié)下來，包括定時電路，計數(shù)電路，數(shù)據(jù)分配電路和顯示電路。其中，定時電路由一片555及其外圍電路組成，外圍電路中有一可變電阻，用來調(diào)節(jié)定時電路的輸出脈沖周期。計數(shù)電路由兩片74L S190可逆計數(shù)器

7、和撥碼電路來計0039個數(shù),能夠由置數(shù)功能來實現(xiàn)教師對學生的單獨指導，由計數(shù)功能和U/D端實現(xiàn)教師對學生的正序輪流指導和負序輪流指導。數(shù)據(jù)分配電路采用1片74LS139譯碼器和4片74HC154譯碼器構(gòu)成,后接40個發(fā)光二極管來模擬學生端收到的信號,此題只進展單向信息傳送,如果要實現(xiàn)雙向信息傳送,即教師也可聽到學生彈琴或視唱,那么需另加其他電路,這里暫不考慮。顯示電路是由兩片4輸入七段譯碼器74LS48驅(qū)動七段數(shù)碼管的顯示， 選擇共陰極數(shù)碼管，它是將發(fā)光二極管的陰極一并接地，當驅(qū)動信號為高電平時，對應的段位才能發(fā)光，進而實現(xiàn)顯示。在后續(xù)的模塊設(shè)計中，我負責顯示局部。2 2、顯示電路顯示電路顯示

8、電路局部，它是由兩片 4 輸入七段譯碼器 74LS48 驅(qū)動七段數(shù)碼管來實現(xiàn)，原理圖如圖 6 示：選擇共陰極數(shù)碼管，它是將發(fā)光二極管的陰極一并接地，當驅(qū)動信號為高電平時，對應的段位才能發(fā)光，進而實現(xiàn)顯示。圖中，左邊的數(shù)碼管對應十位顯示，右邊的數(shù)碼管對應個位顯示。其中與十位數(shù)碼管相連的74LS48的輸入為00Q1Q0，相應的輸出中為1的端那么驅(qū)動對應數(shù)碼管段位，使其發(fā)光。由于Q3Q2=00，所以十位只顯示0，1，2，3四位數(shù)。而與個位數(shù)碼管相連的74LS48的輸入為Q3Q2Q1Q0，所以它. .- 優(yōu)選可顯示09十個數(shù)，十位顯示與個位顯示就組成了兩位數(shù)據(jù)從0039的顯示。 總體上來講，該局部沒有

9、什么難點，只要掌握了74LS48芯片的功能及共陰極數(shù)碼管的接法即可。圖6 顯示電路局部六、心得體會六、心得體會剛拿到這個課題時，小組的其他成員不禁叫苦，我倒沒覺得有什么負擔，在我眼中，這是一次難得的鍛煉時機。作為小組的組長，我并沒有因為想拿個人的高分就攬下大局部的工作，首先我讓他們選擇自己感興趣的局部，最后剩下的局部就是我的。在整個過程中，盡管他們有不懂的地方，我也會耐心地給他們講解，看到辯論后他們的成績都還不錯，我內(nèi)心狂喜。 其中，最讓我感動的是在做電路仿真時所有的小組成員積極提出自己的見解，幾經(jīng)嘗試，我們最終完成了所有局部的仿真，如圖5所示。可以說，仿真電路是我們小組成員用汗水譜成的。 或許，要想作為一個好的帶頭者，大度包容是根本。七、參考文獻七、參考文獻1 周潤景,X麗娜. Prot