《电子技术课程设计报告彩灯控制电路设计报告》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电子技术课程设计报告彩灯控制电路设计报告（30页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、电子技术课程设计报告学 院： 电气及电子工程学院 专业班级： 学生姓名： 指导教师： 完成时间： 2011年12月23日 成 绩： 评阅意见： 评阅教师 日期 彩灯控制电路设计报告一. 设计要求（1）利用所学的电子技术知识搭建彩灯控制电路，实现16个彩灯依次循环闪烁。（2）在搭建电路之前要先用Multisim画好电路原理图，因此要对Multisim软件熟悉，了解他的用途，能够独立完成电路的设计，学会分析电路故障，对元器件认识透彻，清楚各个芯片的结构及用途。（3）电路仿真后，能够根据自己设计的原理图搭建电路，并且调试成功。二. 设计的作用、目的1. 通过课程设计，使学生加强对电子技术电路的理解。
2、2. 掌握电子线路设计的基础方法和一般过程，能灵活的应用已学过的集成模块构成电路实现要求的功能。3. 学会查询资料、方案比较，以及设计计算及制作调试环节。4. 学会利用面包板搭接电路，合理安排线路。5. 将软件仿真结果与实际电路结果进行对比6. 培养自己的创新能力和创新思维。7. 培养自己实践的能力,解决问题的能力及现有知识基础上的创新。8. 掌握电子电路安装和调试的方法及其故障排除方法，学会用面包板对电路进行仿真。9. 通过查阅手册和文献资料，培养独立分析问题和解决问题的能力。10. 通过电子技术的课程设计使学生能够对电子技术及应用有进一步的理解，同时也巩固了所学的模电与数电知识，使所学的电
3、子技术应用于实际，贴近生活，走向社会，增加学习的动力。11. 此外电子技术课程设计的主要目的是培养学生手动实践，搭建电路的能力，将理论与实际相结合的主要体现，使学生能够在学习理论知识的同时，对电子元器件及电子技术这门技术有更深入的认识，随着电子技术应用的推广，本次设计也是培养当代大学生的必要途径。 三. 设计的具体实现1 系统概述根据设计要求，要实现彩灯循环功能，必备的模块就是74161N和74LS138N，通过这些元件和计数器的真值表，利用相关的电路实现彩灯循环闪烁功能。单元电路设计(或仿真)与分析。通过 74LS14、74LS161、74LS138 这些元件和计数器的真值表，利用相关的电路
4、实现彩灯循环闪烁功能。当通电后每来一个脉冲，计数器 74LS161 加1，输出1。3-8 译码器所接的发光二极管依此发光。 则电路组成及工作原理 ：彩灯控制器电原理图如下所示，其中 74LS14 为电路提供非门。2单元电路设计(或仿真)与分析 1）74ls14施密特触发器构成多谐振荡器时， 仅需外接一个电阻 R 和一个电容 C ，电路如图所示。电阻R和电容C组成定时电路，电阻R跨接在施密特触发器D的输出端和输入端之间。工作波形其中通过调节R和C的大小，即可改变振荡周期。功能表：2）74ls16174LS161是常用的四位二进制可预置的同步加法计数器，他可以灵活的运用在各种数字电路，以及单片机系
5、统种实现分频器等很多重要的功能，：管脚图介绍：时钟CP和四个数据输入端P0P3清零/MR使能CEP，CET置数PE数据输出端Q0Q3以及进位输出TC. (TC=Q0Q1Q2Q3CET)输 入 输 出 CR CPLD EPETD3 D2 D1 D0 Q3 Q2 Q1 Q0 0 0 0 0 0 1 0 d c b a d c b a 1 1 0 Q3 Q2 Q1 Q0 1 1 0 Q3 Q2 Q1 Q0 1 1 1 1 状态码加1从74LS161功能表功能表中可以知道，当清零端CR=“0”，计数器输出Q3、Q2、Q1、Q0立即为全“0”，这个时候为异步复位功能。当CR=“1”且LD=“0”时，在C
6、P信号上升沿作用后，74LS161输出端Q3、Q2、Q1、Q0的状态分别与并行数据输入端D3，D2，D1，D0的状态一样，为同步置数功能。而只有当CR=LD=EP=ET=“1”、CP脉冲上升沿作用后，计数器加1。74LS161还有一个进位输出端CO，其逻辑关系是CO= Q0Q1Q2Q3CET。合理应用计数器的清零功能和置数功能，一片74LS161可以组成16进制以下的任意进制分频器。各个拐角名称：1角清零端，低电平有效，本次设计接高电平即VCC（5v）；2角接时钟信号，可以自己设计占空比可调的时钟信号，方式很多，如简单接法可以接施密特触发器亦或者用555接多谐振荡器均可，本次试验可简单化直接接
7、脉冲信号；3 4 5 6 角为A B C D四个输入端也是置数初始端，本次设计不需要清零与置数且均是从0开始计数因此此拐角均接地；7角10角为使能端，计数器要想正常计数此角接高电平5v；11 12 13 14拐角为QD QC QB QA四个输出端，D为高位；15角是进位输出，本次设计用不到，因此可悬空不接。根据真值表可以计算出输出函数。3）74ls13874ls138译码器内部电路逻辑图功能表简单应用74HC138:74LS138 为3 线8 线译码器，共有 54/74S138和 54/74LS138 两种线路结构型式，其74LS138工作原理如下： 当一个选通端（G1）为高电平，另两个选通端
8、（/(G2A)和/(G2B)）为低电平时，可将地址端（A、B、C）的二进制编码在一个对应的输出端以低电平译出。 74LS138的作用:利用 G1、/(G2A)和/(G2B)可级联扩展成 24 线译码器；若外接一个反相器还可级联扩展成 32 线译码器。 若将选通端中的一个作为数据输入端时，74LS138还可作数据分配器用与非门组成的3线-8线译码器74LS1383线-8线译码器74LS138的功能表无论从逻辑图还是功能表我们都可以看到74LS138的八个输出管脚，任何时刻要么全为高电平1芯片处于不工作状态，要么只有一个为低电平0，其余7个输出管脚全为高电平1。如果出现两个输出管脚在同一个时间为0
9、的情况，说明该芯片已经损坏。当附加控制门的输出为高电平（S1）时，可由逻辑图写出由上式可以看出，在同一个时间又是这三个变量的全部最小项的译码输出，所以也把这种译码器叫做最小项译码器。71LS138有三个附加的控制端、和。当、时，输出为高电平（S1），译码器处于工作状态。否则，译码器被禁止，所有的输出端被封锁在高电平，如表3.3.5所示。这三个控制端也叫做“片选”输入端，利用片选的作用可以将多篇连接起来以扩展译码器的功能。带控制输入端的译码器又是一个完整的数据分配器。在图3.3.8电路中如果把作为“数据”输入端（在同一个时间），而将作为“地址”输入端，那么从送来的数据只能通过所指定的一根输出线送
10、出去。这就不难理解为什么把叫做地址输入了。例如当101时，门的输入端除了接至输出端的一个以外全是高电平，因此的数据以反码的形式从输出，而不会被送到其他任何一个输出端上。4) Multisim 软件简介：加拿大 EWB （Electrical Workbench） EWB4.0 EWB5.0 EWB6.0 Multisim2001 Multisim 7 Multisim 8 Multisim 9 Multisim 10 目前在各高校教学中普遍使用 Multisim2001，网上最为普遍的是 Multisim 9，NI 于 20 07 年 08 月 26 日发行 NI 系列电子电路设计软件，NI
11、Multisim v 10 作为其中一个组成部 分包含于其中。 EDA 就是“Electronic Design Automation”的缩写技术已经在电子设计领域得到广泛应 用。发达国家目前已经基本上不存在电子产品的手工设计。一台电子产品的设计过程，从 概念的确立，到包括电路原理、PCB 版图、单片机程序、机内结构、FPGA 的构建及仿真、 外观界面、热稳定分析、电磁兼容分析在内的物理级设计，再到 PCB 钻孔图、自动贴片、 焊膏漏印、元器件清单、总装配图等生产所需资料等等全部在计算机上完成。EDA 技术借 助计算机存储量大、运行速度快的特点，可对设计方案进行人工难以完成的模拟评估、设 计检
12、验、设计优化和数据处理等工作。EDA 已经成为集成电路、印制电路板、电子整机系 统设计的主要技术手段。美国 NI 公司（美国国家仪器公司）的 Multisim 9 软件就是这方 面很好的一个工具。而且 Multisim 9 计算机仿真与虚拟仪器技术（LABVIEW 8） （也是美 国 NI 公司的）可以很好的解决理论教学与实际动手实验相脱节的这一老大难问题。学员可以很好地、很方便地把刚刚学到的理论知识用计算机仿真真实的再现出来。并且可以用虚拟仪器技术创造出真正属于自己的仪表。极大地提高了学员的学习热情和积极性。真正的做到了变被动学习为主动学习。这些在教学活动中已经得到了很好的体现。还有很重要的
13、一点就是：计算机仿真与虚拟仪器对教员的教学也是一个很好的提高和促进。 Multisim 10 通过直观的电路图捕捉环境, 轻松设计电路；通过交互式 SPICE仿真, 迅速了解电路行为；借助高级电路分析, 理解基本设计特征；通过一个工具链, 无缝地集成 电路设计和虚拟测试；通过改进、整合设计流程, 减少建模错误并缩短上市时间。 NI Multisim 软件结合了直观的捕捉和功能强大的仿真，能够快速、轻松、高效地对电 路进行设计和验证。凭借 NI Multisim，您可以立即创建具有完整组件库的电路图，并利用 工业标准 SPICE 模拟器模仿电路行为。 借助专业的高级 SPICE 分析和虚拟仪器， 您能在设 计流程中提早对电路设计进行的迅速验证，从而缩短建模循环。与 NI LabVIEW 和 Signal Express 软件的集成， 完善了具有强大技术的设计流程， 从而能够比较具有模拟数据的实现 建模测量。5) 发光二极管3电路的安装与调试 在用Multisim仿真完成后，根据设计的原理图（如上），搭建电路，在搭建电
