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1、西安邮电学院电子设计报告书 多路彩灯控制器学院名称： 学生姓名：专业名称：班 级： 实习时间：一课程设计题目多路彩灯控制器二课程设计目的1.复习数字电路知识，学会将数电理论用于实际电路中去；2.认识常用逻辑器件，并学会使用这些芯片设计简单数字电路；3.学会使用面包板测试设计好的逻辑电路，并使用万用表进行调试排错；4.培养合作精神与独立完成电路的能力，初步学会自主设计、连接、调试数字电路。三多路彩灯控制器设计实现要求在实验板上构建一个多路彩灯控制器，要求： 1.实现快慢两种节拍的变换；2.至少控制8路彩灯信号，产生3种以上的花型变换；3.彩灯用发光二极管代替；4.花型由设计者自行确定。四课程设计
2、总要求 1.设计电路实现题目要求； 2.电路在功能相当的情况下设计越简单越好； 3.注意布线，要直角连接，选最短路径，不要相互交叉； 4.注意用电安全，所加电压不能太高，以免烧坏芯片和面包板。五. 使用元器件1.设计所需的元件有：器件名称功能描述数量用途74LS00P2输入端四与非门1个花型节拍条件判决74LS04P六反相器1个花型节拍条件判决控制、时钟延迟74LS151N8选1数据选择器1个花型转移的部分控制74LS74AN正触发双D触发器1个第二种花型的条件移位输入控制74LS194AN四位双向通用移位寄存器2个彩灯花型控制74LS161AP可予制四位二进制异步清除计数器2个节拍产生器EN
3、555A555定时器1个1Hz时钟脉冲信号产生器电阻150K150K电阻器1个电阻4.7K4.7K电阻器1个电容 4.7f4.7f电容器1个电容0.01f0.01f电容器1个电阻100100电阻器3个LED灯用限流电阻发光二极管发光二极管10个表示八路彩灯、显示时钟信号导线纯铜导线若干连接电路面包板面包板1块作为连接电路的基板六课程设计方案总体电路共分三大块。第一块实现花型的演示；第二块实现花型的控制及节拍控制；第三块实现时钟信号的产生。设计花型花型1：从左至右顺次渐亮,全亮后顺序渐灭；花型2：8路灯分两半，从左至右渐亮，全亮后，再分两半从左至右渐灭。花型3：从中间到两边对称地逐次渐亮，全亮后
4、仍由中间到两边逐次渐灭。 花型1（1 Hz） 花型2（0.5 Hz）花型3（1 Hz） 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0
5、0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 七实验原理1.555定时
6、器(EN555) 555的时钟周期满足 T 1.1RC其设计电路如下，用于产生1Hz时钟信号。 2.节拍控制电路 由一片151和一片74级联实现。整体上实现脉冲频率的变换，即交替产生快慢节拍。 令74的Vcc，CLR，PR都接高电平，将Q的输出接到D端，Q端的输出接到151的D1端。令151的D0，D2，D3，D4，D5，D6，D7，B，C，G，GND接低电平，Vcc接高电平，D0接时钟信号的CP脉冲，A端接由花型控制电路的QG输出。 所以Y端的输出就为：Y=CP*A+Q*A (Q是74D触发器的输出端)由D触发器具有记忆功能，记录上一个状态，所以在每一个CP脉冲的上升沿，Q输出为上一次的记录
7、（即一个脉冲）。也就比时钟信号电路的CP脉冲慢了一拍。 电路图如下: QGVCC 741CLR 1D 1CLK 1PRE 1Q 1Q GNDVCC D4 D5 D6 D7 A B C 151D3 D2 D1 D0 Y W G GND CP +VCC 输出给其他 电路的CP脉冲3.花型控制信号电路由二片161级联的模32计数器。161的级联用的是同步，并用QH清零。当三种花型全新显示一遍后（总共64拍）161的输出变为00000100所以将161高位片的Q2（即QG）信号输给节拍控制电路的151的A来通过节拍控制电路改变第二遍花型显示的频率。161的CP脉冲来自节拍控制电路中74的输出端Y。电路
8、图如下：输信号给151的A+VccVcc CO QE QF QG QH CTt LD 161 (高位片）CRCP D0 D1 D2 D3 CTp GNDVcc CO QA QB QC QD CTt LD 161 (低位片)CR CP D0 D1 D2 D3 CTp GND 151的Y端输出给这里的CP4. 花型演示电路 我的设计是每种花型显示一遍，所以三种花型完全显示一遍需要的总结拍数为32，即116显示第一个花型，1724显示第二个花型，2532显示第三个花型。 要用194实现三个花型的连续显示必须对两片194的S1、S0和SL、SR一句节拍的变化进行相应的改变。现将两片194分为低位片1和
9、高位片2，再将其输出端从低位到高位记为L1L8。列出各花型和其对应的194的S1、S0、SL、SR的输入信号及节拍控制信号列表如下：(用Li表示Li的取非) 低 位 片 高 位 片 节拍控制信号花 型 SL SR S1 S0 SL SR S1 S0 QAQH 1 XL8 0 1 X L4 0 1 0000000011110000 2 XL8 0 1 XL8 0 1 0000100011101000 3L1 X 1 0 XL8 0 1 0001100011111000经过分析可以得到控制194高低位片的左移右移变化的控制量。用QAQH表示161从低位到高位的个输出端。控制结果表达式如下： 低位片
10、 高位片 SL=L1 X SR=L8 SR=L4*QE+L8*QE S1=QD*QE S1=0 S0=S1 S0=1电路图如下：接151的Y端 +VccVcc L5 L6 L7 L8 CP S1 SD 194 (高位片)CR SR D0 D1 D2 D3 SL GNDCR CP D0 D1 D2 D3 CTp GNDVcc L1 L2 L3 L4 CP S1 SD 194 (低位片)CR SR D0 D1 D2 D3 SL GND+Vcc +Vcc 接161低 接161高位 位片QD 片QE八 实验过程中遇到的问题及解决方案 实验第一天，对所要求的实验内容并不是十分明白清楚，在与同学的交流讨论
11、及老师的解释下明白了所要实现的结果。第一块连接的电路是555脉冲电路，这块电路是老师给大家作为演示在我的电路板上连接的，老师演示完后，我自己又将电路拆下重新连接了一遍，知道了该如何连接及其连接原理。电路连接完后，输入方波信号，控制信号灯高低电平交替闪烁。 实验第二天，我完成了第二块，节拍控制电路的连接。有了第一天的经验，电路连接已经比较熟悉，对斜口钳的使用也较为熟练，所以连接电路并未花费太多时间，但是电路连接好后，并未实现节拍控制，仔细检查一遍所连接的电路，发现有两处地方连接错误，改正后再接上电源，电路就可以正常工作了，实现了节拍控制，555信号控制灯闪烁一个高低电平周期，节拍电路闪烁一下。 实验第三天，开始连接第三块电路，花型控制信号电路。此块电路用两块161芯片级联实现摸32的电路。最开始，我设计的电路是模128的，连接完毕后，计数
