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1、精品资料推荐 学学 号：号： 课课 程程 设设 计计 题题 目目三种图案霓虹灯控制器设计三种图案霓虹灯控制器设计 学学 院院自动化学院自动化学院 班班 级级 姓姓 名名 指导教师指导教师邓坚邓坚 李波李波 2011 年6月26日 精品资料推荐 课程设计任务书课程设计任务书 学生姓名：学生姓名： 专业班级：专业班级： 自动化自动化 指导教师：指导教师： 邓坚邓坚 李波李波 工作单位：工作单位： 自动化学院自动化学院 题题 目目: : 三种图案霓虹灯控制器设计三种图案霓虹灯控制器设计 初始条件：初始条件： 1 运用所学的模拟电路和数字电路等知识； 2 用到的元件：实验板、电源、连接导线、74 系列
2、芯片、555 芯片等。 要求完成的主要任务要求完成的主要任务: : 1 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： 2 摇摆状态 01011010，重复 6 次。 3 暗点循环 01111011110111100111这样重复循环 3 次。 4 逐个点亮，逐个熄灭， 000010001100111011110111001100010000这样重复循环 2 次。 5 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。 6 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：时间安排： 第 1
3、天 下达课程设计任务书，根据任务书查找资料； 第 24 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 68 天 组装电路并调试，检查错误并提出问题； 第 911 天 结果分析整理，撰写课程设计报告，验收调试结果； 第 1214 天 补充完成课程设计报告和答辩。 指导教师签名：指导教师签名： 20112011 年年 6 6 月月 2626 日日 系主任（或责任教师）签名：系主任（或责任教师）签名： 20112011 年年 6 6 月月 2626 日日 精品资料推荐 第- - 1 - -页 目录目录 引言引言.- 1 - 1 设计意义及要求设计意
4、义及要求.- 2 - 1.1 设计意义.- 2 - 1.2 设计要求.- 2 - 2 方案设计方案设计.- 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 调试与检测调试与检测.- 10 - 5 体会与总结体会与总结.- 11 - 参考文献参考文献.- 12- 本科生课程设计成绩评定表本科生课程设计成绩评定表.- 13 - 精品资料推荐 第- - 1 - -页 引言引言 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
5、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 大广告、招牌。 把一定数量的受控彩灯经过组合，可营造出多彩、流水般的动感场景，这对增强 节日喜庆气氛、美化日常生活环境具有良好的效果。 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） 。而联系实际和运用所学的数字或模拟电子 技术知识，学生可设计出各种霓虹灯控制电路。 此次课程设计作为实践教学的一个重要环节，可达到提高学生的创新能力的作用。 通过课程设计，学生不仅能加深对课本知识的理解，还能锻
6、炼自己的动手能力和提高 解决问题的能力。 精品资料推荐 第- - 2 - -页 1 设计意义及要求设计意义及要求 1.1 设计意义设计意义 霓虹灯在生活中的发展和应用非常迅速，而彩灯的种类繁多，变化多样，因此设 计彩灯控制电路有非常重大的实际意义。经本学期及上学期对模拟、数字电子技术的 学习，学校安排了这次的电工电子实习，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。 同学通过此次的设计多个方案的设计，可以将所学知识转化为实物，得到更多种 类、更多花样的彩灯控制电路，在收获成就感和满足感的同时，可以对设计的彩灯花 样更具有创新意识。
7、1.2 设计要求设计要求 初始条件：初始条件： 1 运用所学的模拟电路和数字电路等知识； 2 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要求完成的主要任务: : 14 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： 2摇摆状态 01011010，重复 6 次。 3暗点循环 01111011110111100111这样重复循环 3 次。 4逐个点亮，逐个熄灭， 000010001100111011110111001100010000这样重复循环 2 次。 5霓虹灯控制工作状态按照上述 2 至 4 步
8、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。 精品资料推荐 第- - 3 - -页 2 方案设计方案设计 2.1 设计思路设计思路 四盏灯，每盏灯每次只要两种状态，亮或灭，三种花样一共 40 种状态， 将这 40 种状态按次序依次分配到三片译码器 74HC154 的输出端，每盏灯各亮 23 次， 将每种状态中亮的灯与对应状态的选择器输出端通过与非门相连，通过两片计数器 74160 控制这三个译码器，一片通过控制地址输入端使译码器的输出端从 D0 到 D15 依 次输出，两一片则通过控制译码器使能端使其依次工作。 原理框图： 图 2-1 利用译码器实现的原理
9、 ：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。 数 据 选 择 器 四盏灯（红；绿；蓝；黄） 数 据 选 择 器 计数器计数器 数 据 选 择 器 精品资料推荐 第- - 4 - -页 2.2 设计方案设计方案 原理图： A 23 B 22 C 21 D 20 E1 18 E2 19 0 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 10 10 11 11 13 12 14 13 15 14 16 15 17 U1 74HC154
10、 A 23 B 22 C 21 D 20 E1 18 E2 19 0 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 10 10 11 11 13 12 14 13 15 14 16 15 17 U3 74HC154 A 23 B 22 C 21 D 20 E1 18 E2 19 0 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 10 10 11 11 13 12 14 13 15 14 16 15 17 U4 74HC154 D2 LED-GREEN D4 LED-YELLOW D3 LED-BLUE D1 LED-RED 1 U5 NAND
11、_12 U6 NAND_12 U7 NAND_12 U8 NAND_12 U9 NAND_12 U10 NAND_12 U11 NAND_12 U12 NAND_12 D0 3 Q0 14 D1 4 Q1 13 D2 5 Q2 12 D3 6 Q3 11 RCO 15 ENP 7 ENT 10 CLK 2 LOAD 9 MR 1 U2 74160 D0 3 Q0 14 D1 4 Q1 13 D2 5 Q2 12 D3 6 Q3 11 RCO 15 ENP 7 ENT 10 CLK 2 LOAD 9 MR 1 U15 74161 1 1 1 2 3 1 U16:A 7402 5 6 4 U16:B 7402 8 9 10 U16:C 7402 11 12 13 U16:D 7402 34 U13:B 7404 56 U13:C 7404 1312 U13:D 7404 1110 U13:E 7404 1 12 U13:A 7404 98 U
