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1、重庆交通大学数字电路与逻辑设计课程设计说明书学 号： 0课 程 设 计题 目 8 路彩灯控制电路设计学 院 信息科学与工程学院专 业 通信工程班 级学 号姓 名指导教师2015 年 1 月 2 日重庆交通大学数字电路与逻辑设计课程设计说明书-课程设计任务书学生姓名： 专业班级： 通信 13 级 2 班 指导教师： 工作单位： 信息科学与工程学院 题 目: 8 路彩灯控制电路设计 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 系列芯片、555 芯片，LED 发光管等要求完成的主要任务:设计并制作 8 路彩灯控制电路，用以控制 8 个 LED 按照
2、不同的花色闪烁1 接通电源，电路开始工作，LED 灯闪烁；2 LED 灯按照事先设计的方式工作，要求闪烁的模式不能少于三种(其中包裹奇偶交替闪烁 4 次)；3 选作；闪烁时快慢两种节拍变换；4 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 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： 年 月 日重庆交通大学数
3、字电路与逻辑设计课程设计说明书-重庆交通大学数字电路与逻辑设计课程设计说明书-目录引言11 设计意义及要求.21.1 设计意义.21.2 设计要求.21.3 初始条件.22 方案设计.32.1 单元模块设计.32.2 单位脉冲设计电路.3 2.3 4 位双向移位寄存器 74LS194 电路.43 主要芯片介绍元件参数.53.1 CC7555 定时器-5 3.2 74LS161 计数器-53.3 74LS194 移位寄存器-84.仿真电路图4.1 电路图-105 调试与检测116 体会与总结12参考文献.重庆交通大学数字电路与逻辑设计课程设计说明书-重庆交通大学数字电路与逻辑设计课程设计说明书-
4、第 1 页引言电子技术实验是一门重要的实践性技术基础课程。开设本课程的目的在于使学生理论联系实际，在老师的指导下完成大纲规定的实验任务。通过实验熟悉电工.电子技术的应用中常用的设备和电子器件，熟悉常用仪器的使用方法，掌握正确记录.处理实验数据、绘制曲线、分析实验结果的方法，从而开发学生分析问题或解决问题的能力，培养学生具有严谨的工作作风，实事求是的科学态度，刻苦钻研、勇于探索和创新的开拓精神以及遵守纪律、团结协作和爱护公物的优良品质，为今后从事专业科研工作和工程技术工作打下良好的基础。流水灯是一串按一定的规律像流水一样连续闪亮。流水灯控制是可编程控制器的一个应用，其控制思想在工业控制技术领域也
5、同样适用。流水灯控制可用多种方法实现，但对现代可编程控制器而言，利用移位寄存器实现最为便利。通常用左移寄存器实现灯的单方向移动；用双向移位寄存器实现灯的双向移动。关键词：流水灯 74LS161 计数器 74LS194 移位寄存器 CC7555 定时器 自启动 8 个 LED 灯在脉冲作用下顺序，循环点亮。重庆交通大学数字电路与逻辑设计课程设计说明书-第 2 页1 设计意义及要求1.1 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
6、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。1.2 设计要求设计并制作 8 路彩灯控制电路，用以控制 8 个 LED 按照不同的花色闪烁1. 接通电源，电路开始工作，LED 灯闪烁；2. LED 灯按照事先设计的方式工作，要求闪烁的模式不能少于三种(其中包裹奇偶交替闪烁 4 次)；3. 选作；闪烁时快慢两种节拍变换；4. 严格按照课程设计说明书要求撰写课程设计说明书。1.3 初始条件1)运用所学的模
7、拟电路和数字电路等相关知识；重庆交通大学数字电路与逻辑设计课程设计说明书-第 3 页2)电路中所用到的元件：实验面包板、电源、连接导线、电阻、电容、发光二极管、74 系列芯片(包括移位寄存器 74LS194、非门 74LS20 等)、 、555 芯片等。2 方案设计2.1 单元模块设计2.1.1 单位脉冲设计电路工作原理：先用 555 定时器用来生成 1s 标准单位 cp 脉冲，把脉冲给计数器 74LS161，通过 74LS161 形成模 5 加法计数器，再将 74LS161 输出信号供给74LS194，74LS194 移位寄存器输入端置位 1000，Q 0 接灯 1，Q1 接灯 2，Q2接灯
8、 3 和 Q3 接灯 4，把 74LS194 接成环形计数器。就能实现基本电路要求。 1.占空比可调振荡器RA RB R1 R2 R3 D2 C vC D1 8 4 7 6 2 1 5 3 555 VCC vO 0.01 F 重庆交通大学数字电路与逻辑设计课程设计说明书-第 4 页把它接成占空比可调振荡器VCC=,RA=714,RB=714,C=1uf实现单位 1s 的脉冲 cp，将它输出的脉冲加到 74LS161 的 cp 端2.5s 为单位的脉冲设计电路74LS161目的实现模 5 计数器，达到每五秒生成一个脉冲输向下一个芯片实现模 5 计数器，用它的后五个状态，把 D0D1D2D3 预置
9、到 1011 端，OC 与通过非门于 LD 相连， CO 端输出到下一个芯片 74LS194 的 cp 端。重庆交通大学数字电路与逻辑设计课程设计说明书-第 5 页2.2.移位寄存设计电路74LS194目的：用其输出端对八个彩灯分别进行循环循环控制把 CR 接高电平， SR 接到 Q3 端，实现环形计数器，D0D1D2D3 预置，SL 置空, ，CP 接上一个芯片来的脉冲，要实现开启电路时灯 1 亮，还要向电路送数，Q0 Q1 Q2 Q3 通过同或门接到 S1 端，S0 接高电平，当开启电源时， Q0 Q1 Q2 Q3 通过同或门向 S1 端输入高电平，达到 S1 S0 都为高电平，这样就像芯片送数 1000，灯 1 两，这是 Q0 Q1 Q2 Q3 通过同或门向 S1 送低电平，3.主要芯片介绍参数设置和元件介绍电路参数的设置电阻设置情况和器件的设置都跟原器件提供一致。元件清单电子元件清单序号 名称 规格 数量 单位1 555 占空比可调震荡器CC7555 1 个2 计数器 74LS161 2 个3 移位寄存器 74LS194 2 个5 同或门 HCC4077B 3 个7 与门 AND 2 个8 与非门 NAND 1 个9 电阻 RES2 2 个10 二极管 DIODE 8 个
