《多花样循环彩灯控制器设计报告》由会员分享，可在线阅读，更多相关《多花样循环彩灯控制器设计报告（22页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、武汉理工大学电工电子综合课程设计说明书11.1.设计意义及要求设计意义及要求1.11.1 设计意义设计意义对数字电子技术基础学习，我们掌握一些关于数字电子技术的基础知识和基本技能，具备了在日常生活与学习中应用数字技术解决问题的基本态度与基本能力但是对于各种门电路、元器件芯片的结构及其工作原理等知识，我们的理解依然比较肤浅。通过为期两周的课程设计，可以让我们对课堂上的知识有更深入的理解，同时做到理论与实际相结合。此外，课程设计能够最直接有效的训练我们的创新思维，提高分析问题、解决问题的能力。1.21.2 设计要求设计要求1.使 16 只彩灯从右到左逐一循环点亮2.使 16 只彩灯按照 1111
2、1110 1111 1110 左移循环点亮，即最开始为第8 只和第 16 只彩灯亮，紧接着熄灭，同时第 7 只和第 15 只彩灯亮.依此循环点亮。3.使 16 只彩灯交替闪烁。4.使中间两个彩灯发亮，然后从两边再增加两个发亮，一直下去，直到 16 个彩灯全亮。5.接着重复以上动作，这样一直循环下去。时间间隔为 1 秒。2 2方案设计方案设计2.1 设计思路首先需要个脉冲源信号刺激，之后对于流水灯的移位功能可以采取寄存器来实现，本实验采用的是 74LS198 芯片。总体方案共分为 6 大块。第一块实现实现左移循环，第二块实现两两左移循环点亮，第三块实现交替闪烁，第四块实现向外扩散，第五块实现时钟
3、信号的产生，第六块实现计数器。左移循环武汉理工大学电工电子综合课程设计说明书22.2 方案设计2.2.1 设计方案一电路图图 2-1 方案一方框图2.2.2. 设计方案二电路图本方案实现的核心是 MCU 控制电路，以 AVRmega16 单片机为控制核心，用 C 语言编程，控制彩灯实现多花样循环功能。AVR 单片机最小系统AVRmega16 单片机和复位电路，还有晶振电路（16Mhz）。AVR 单片机具有高性能、低功耗的特点使用 AVR 的时钟源（晶振、内部 RC 等）不经过分频直接提供给 CPU 使用，而 51 的 CPU 主频等于晶振的 12 分频此最小系统实现对系统的控制等功能。系统框图
4、如下：时钟信号计数器向外扩散交替闪烁两两左移循环左移循环MCU 控制电路LED 灯显示电路武汉理工大学电工电子综合课程设计说明书3图 2-2 方案二框图图 2- 3 方案 2 电路2.3 方案比较方案一是采用数电模块，元器件较多，接线较为复杂，但功能明确，容易看懂方案二采用单片机制作，电路简单，但对于没学过单片机的同学有理解鉴于本次课程设计主要是数字电路课程设计，所以我选择了第一组方案。武汉理工大学电工电子综合课程设计说明书43.部分电路设计3. 1 左移循环电路3-1 花样一左移电路图第一块：第一片和第二片 74ls198 的输入端分别为 11111110 11111111，在第一个脉冲上升
5、沿到来时，s0=s1=1 两个芯片同时置数，并且第 16 只彩灯点亮，当第二个脉冲上升沿到来时，s0=0,s1=1,两个芯片开始左移，由于第一片的 Q0 端与第二片的 DSL 端相连接，而 DSL 的信号直接输出给 Q7 端，因此当第九个灯点亮时，在下一个脉冲信号的作用下，第八个灯被点亮，最终达到左移循环的目的。3.2 两两左移循环电路武汉理工大学电工电子综合课程设计说明书5图 3-2 花样二两两左移电路图第二块：第一片和第二片 74ls198 的输入端分别为 11111110 11111110，在第 17 个脉冲上升沿到来时，s0=s1=1 两个芯片同时置数，并且第 8 只和第16 只灯被点
6、亮，当第 18 个脉冲上升沿到来时，s0=0,s1=1,两个芯片开始左移，其中第一片 DSL 的信号输出给第一片的 Q7 端，第一片的 Q0 端与第二片的 DSL 相连接。在脉冲信号的作用下，两个芯片的输出端信号不断左移，直到第一个灯和第九个等同时被点亮。3.3 交替闪烁电路图 3-3 花样三交替闪烁电路图第三块：第一片和第二片 74ls198 的输入端分别为 10101010 10101010，在武汉理工大学电工电子综合课程设计说明书6第 25 个脉冲上升沿到来时，s0=s1=1 两个芯片同时置数，并且标号为偶数的彩灯被点亮，当第 26 个脉冲上升沿到来时，s0=0,s1=1,两个芯片开始左
7、移，其中第一片 DSL 的信号输出给第一片的 Q7 端，第一片的 Q0 端与第二片的 DSL 相连接,因此在下一脉冲信号的作用下，标号为奇数的灯被点亮，而偶数的灯熄灭，此循环一共执行两次。3.4 向外扩散电路图 3-4 花样四向外扩散电路图第四块：第一片和第二片 74ls198 的输入端分别为 11111110 01111111，在第 29 个脉冲上升沿到来时，s0=s1=1 两个芯片同时置数，并且第 8 个和第9 个彩灯被点亮，在第 30 个脉冲上升沿到来时第一片的 s0=1,s=0,第二片s0=0,s1=1，即第一片实现右移，第二片实现左移，此时第一片的 DSR=0,保证了它的 Q0 端始
8、终被点亮，而第一片的 Q0 端与第二片的 DSL 相连接，也就保证了第二片的 Q0 端始终被点亮，因此在脉冲信号的作用下，16 只彩灯从中间向外扩散，依次被点亮3.5 时钟信号产生电路武汉理工大学电工电子综合课程设计说明书7图 3-5 555 定时器555 定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。一般用双极性工艺制作的称为 555，用 CMOS 工艺制作的称为 7555，除单定时器外，还有对应的双定时器 556/7556。555 定时器的电源电压范围宽，可在 4.5V16V 工作，7555 可在 318V 工作，输出驱动电流约为 200mA，因而其输出可与 TTL、CMOS 或者模拟
9、电路电平兼容。555 定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。它也常作为定时器泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制等方面。555 定时器的内部电路框图和外引脚排列图分别如图 2.9.1 和图 2.9.2 所示。它内部包括两个电压比较器，三个等值串联电阻，一个 RS 触发器，一个放电管 T 及武汉理工大学电工电子综合课程设计说明书8功率输出级。它提供两个基准电压 VCC /3 和 2VCC /3555 定时器的功能主要由两个比较器决定。两个比较器的输出电压控制 RS 触发器和放电管的状态。在电源与地之间加上电压，当
10、 5 脚悬空时，则电压比较器 C1 的同相输入端的电压为 2VCC /3，C2 的反相输入端的电压为 VCC /3。若触发输入端 TR 的电压小于 VCC /3，则比较器 C2 的输出为 0，可使 RS 触发器置 1，使输出端 OUT=1。如果阈值输入端 TH 的电压大于 2VCC/3，同时 TR 端的电压大于 VCC /3，则 C1 的输出为 0，C2 的输出为 1，可将 RS 触发器置 0，使输出为 0 电平。3.6 计数器产生电路图 3-6 74LS197 芯片做计数器第六块：用两片 74LS197 实现三十六进制，其中以第二片的 Q2、Q5 端控武汉理工大学电工电子综合课程设计说明书9
11、制清零信号。3.7 各芯片引脚及结构3.7.1 移位寄存器图 3-7 74LS198 芯片引脚图输入CLEARS1S0CK动作HLH右移HHL左移HHH载入HLLxHOLDLxxx清除表 3-1 74LS198 芯片真值表3.7.2 计数器CLKCLRENPENTLoadFunctionXLXXXClearXHHLHCountPORTD = 0X00;DDRC = 0XFF;DDRD = 0XFF;uchar i,a,b;a=0x01;b=0x01;for(i=0;i=1;b1=1;a0=a0+a1;b0=b0+b1;PORTC=PORTC;PORTD=PORTD;_delay_ms(1000
12、);武汉理工大学电工电子综合课程设计说明书22PORTC=PORTC;PORTD=PORTD;_delay_ms(1000);PORTC=PORTC;PORTD=PORTD;void main()uchar i;while(1)LED1();_delay_ms(10000);LED2();_delay_ms(10000);LED3();_delay_ms(10000);LED4();_delay_ms(10000);本科生课程设计成绩评定表本科生课程设计成绩评定表姓姓 名名性性 别别专业、班级专业、班级武汉理工大学电工电子综合课程设计说明书23课程设计题目：课程设计题目：课程设计答辩或质疑记录：课程设计答辩或质疑记录：成绩评定依据：成绩评定依据：设设 计方案计方案 与与 内容内容 （30 分）分）制制 作与调作与调 试试（20 分）分）说说 明书内明书内 容与规容与规 范程度范程度 （30 分）分）答答 辩辩（10 分）分）学学 习态度习态度 与与 考勤考勤 （10 分）分）总总 分分（1 00 分）分）最终评定成绩（以优、良、中、及格、不及格评定）最终评定成绩（以优、良、中、及格、不及格评定）指导教师签字：指导教师签字： 2010 年年 7 月月 12 日日
