精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業(yè)專心---專注---專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業(yè)課程設(shè)計名稱：電子技術(shù)課程設(shè)計題目：彩燈控制器設(shè)計學期：2013-2014學年第2學期專業(yè)：電氣工程及其自動化班級：姓名：學號：指導教師：劉桂芬

遼寧工程技術(shù)大學課程設(shè)計成績評定表評定標準評定指標標準評定合格不合格單元電路及整體設(shè)計方案合理性正確性創(chuàng)新性仿真或?qū)嵺`是否進行仿真或?qū)嵺`技術(shù)指標或性能符合設(shè)計要求有完成結(jié)果設(shè)計報告格式正確內(nèi)容充實語言流暢標準說明：以上三大項指標中，每大項中有兩小項或三小項合格，視為總成績合格。總成績?nèi)掌谀暝氯照n程設(shè)計任務書一、設(shè)計題目彩燈控制器設(shè)計二、設(shè)計任務1.有六只LED彩燈2.控制順序是：全亮---奇數(shù)燈依次滅---偶數(shù)燈依次滅---依次亮—依次滅---全亮—全滅3.彩燈點亮時間為0.5S。三、設(shè)計計劃電子技術(shù)課程設(shè)計共1周。第1天：選題，查資料；第2天：方案分析比較，確定設(shè)計方案；第3～4天：電路原理設(shè)計與電路仿真；第5天：編寫整理設(shè)計說明書。四、設(shè)計要求1.畫出整體電路圖。2.對所設(shè)計的電路全部或部分進行仿真，使之達到設(shè)計任務要求。3.寫出設(shè)計說明書。指導教師：劉桂芬日期：2014年6月18日

摘要近年來，由于集成電路的迅速發(fā)展，使得數(shù)字邏輯電路的設(shè)計發(fā)生了根本性的變化。在設(shè)計中更多的使用中規(guī)模集成電路，不僅可以減少電路組件的數(shù)目，使電路簡捷，而且能提高電路的可靠性，降低成本。因此用集成電路來實現(xiàn)更多更復雜的器件功能則成為必然。

現(xiàn)代生活中，彩燈越來越成為人們的裝飾品，它不僅能美化環(huán)境，渲染氣氛，還可用于娛樂場所和電子玩具中，現(xiàn)以該課題為例進行分析與設(shè)計可編程的彩燈控制的電路很多，構(gòu)成方式和采用的集成片種類、數(shù)目更是五花八門，而且有專門的可編程循環(huán)彩燈控制電路。絕大多數(shù)的彩燈控制電路都是用數(shù)字電路來實現(xiàn)的，例如，用中規(guī)模集成電路實現(xiàn)的彩燈控制器主要用計數(shù)器，譯碼器，分配器和移位寄存器等集成。本次設(shè)計的可編程彩燈控制電路就是用寄存器、計數(shù)器和譯碼器等來實現(xiàn)，其特點是用發(fā)光二極管顯示，實現(xiàn)可預置編程循環(huán)功能。關(guān)鍵詞：集成電路；計數(shù)器；譯碼器；

目錄1綜述隨著科學技術(shù)的發(fā)展以及人民生活水平的提高，在生活中使用彩燈作為一種裝飾越來越流行，彩燈既可以增強人們的視覺效果，又可以增添節(jié)日氣氛，為人們的生活增添了亮麗的色彩?，F(xiàn)代數(shù)字電子技術(shù)的發(fā)展逐漸趨向于小型化，快速化，精確化，控制使用簡易方便的方向發(fā)展。在數(shù)字電子技術(shù)廣泛應用的階段，人們追求貫徹整個系統(tǒng)的自動化設(shè)計，整個過程通過集成塊完成自動控制，提高了設(shè)計的質(zhì)量和效率，大大降低了故障產(chǎn)生的機會。

2方案設(shè)計與分析方案一：利用兩片十六進制計數(shù)器74LS161設(shè)計一個21進制計數(shù)器，用從0到20種狀態(tài)來控制這21種狀態(tài)，然后通過譯碼器翻譯成可以實現(xiàn)的高低電平。最后寫出這21種狀態(tài)和計數(shù)器數(shù)字對應的真值表，計算出邏輯式，便可實現(xiàn)所要求的彩燈控制。該方案思路簡單明確，控制產(chǎn)生的現(xiàn)象明顯，穩(wěn)定，易于實現(xiàn)。方案二：利用兩片十進制計數(shù)器74160設(shè)計一個40進制計數(shù)器，再用個位的0到9輸出狀態(tài)與十位的0到3四種輸出狀態(tài)通過邏輯器件構(gòu)成LED燈的控制電路，實現(xiàn)彩燈的亮滅控制。該方案LED燈的控制電路比較復雜，邏輯門器件容易出現(xiàn)延遲，競爭冒險風險，從而影響對LED燈的控制結(jié)果。

3電路設(shè)計框圖及功能描述按課程設(shè)計題目來看，要求實現(xiàn)彩燈的21種狀態(tài)（開始燈全部亮1種狀態(tài)，奇數(shù)的燈依次滅3種狀態(tài)，偶數(shù)的燈依次滅3種狀態(tài)，然后依次亮6種狀態(tài)，依次滅6種狀態(tài)，然后再全亮1種狀態(tài)，全滅1種狀態(tài)，共21種）。此處可以用一個21

進制的計數(shù)器實現(xiàn)，從0到20

種狀態(tài)來控制這21

種狀態(tài)（00000－10110），然后把計數(shù)器用譯碼器譯成可以實現(xiàn)的高低電平。

再寫出這21種狀態(tài)和計數(shù)器數(shù)字對應的真值表，計算出邏輯式，便可實現(xiàn)題目要求的彩燈控制。

由上分析可知需要一個21進制的計數(shù)器，然后需要一個5-32譯碼器，然后在由門電路連接LED燈。

總體設(shè)計思路圖如下所示：時鐘脈沖信號電路23進制計數(shù)器

23計數(shù)器5-32譯碼器各個門電路的連接時鐘脈沖信號電路23進制計數(shù)器

23計數(shù)器5-32譯碼器各個門電路的連接LED燈圖1.1

整體設(shè)計方案的框圖

4電路原理設(shè)計及參數(shù)計算4.1

21進制計數(shù)器21進制計數(shù)器是由兩個16進制計數(shù)器構(gòu)成，并且將21進制計數(shù)器的每個狀態(tài)輸出，令其對應LED的每一種狀態(tài)。21

進制計數(shù)器：用2

片74LS161（具有異步清零，同步置數(shù)的功能）擴展成21進制計數(shù)器，采用并行進位方式、整體置數(shù)法。因為計數(shù)器需要23種狀態(tài)（00000-10100），所以先用兩片74LS161連接成256（16*16）進制計數(shù)器，然后在輸出為10100（20）時，用與非門來控制兩計數(shù)器的LDN端預置數(shù)到零，完成一次完整的循環(huán)計數(shù)。4.2

5-32譯碼器5線-32線譯碼器是由5片74LS138譯碼器實現(xiàn)，它的擴展原理同用2片74LS138進行4線—16線擴展類似。正常的5線-32線譯碼器應該需要5片74LS138譯碼器來擴展實現(xiàn)，但由于本設(shè)計中要求控制彩燈變化的狀態(tài)只有23種，故只需要用4片74LS138即可實現(xiàn)5線-24線的譯碼功能，左邊的一片74LS138芯片用于控制選擇右邊的三片74LS138芯片的工作或者鎖定狀態(tài)，右邊的三片74LS138芯片每片都可控制八種輸出狀態(tài)，共可控制輸出24種狀態(tài)，而題目要求為21種，所以能滿足題目的要求。當接通時，先通過左邊的芯片控制右邊芯片的使能端來控制其是否工作，然后右邊的芯片再進行移位變化控制終端LED彩燈的狀態(tài)，從而實現(xiàn)21種狀態(tài)的循環(huán)。

4.3真值表由21進制計數(shù)器輸入一個五位二進制數(shù)（00000－10110），輸出彩燈所對應的狀態(tài)（1表示燈亮，0表示燈滅），對應的真值表如下：表4-3真值表L0L1L2L3L4L501111111101111210101131010104001010500001060000007100000811000091110001011110011111110121111111301111114001111150001111600001117000001180000001911111120000000

5各單元電路的制作5.1

21進制計數(shù)器的實現(xiàn)21進制計數(shù)器是由兩個16進制計數(shù)器構(gòu)成，并且將21進制計數(shù)器的每個狀態(tài)輸出，令其對應LED的每一種狀態(tài)，計數(shù)器實現(xiàn)如圖5-1。圖5-1

21進制計數(shù)器及仿真5.2

5-32譯碼器的實現(xiàn)5-32譯碼器是由5個74LS138實現(xiàn)，它的實現(xiàn)原理同用2個74LS138實現(xiàn)4-16譯碼器的原理，設(shè)計圖如圖5-2。5.3

控制電路的實現(xiàn)

由真值表可得到各個LED燈的邏輯表達式如下：

L0=M0+M1+M2+M3+M7+M8+M9+M10+M11+M12+M19；L1=M0+M8+M9+M10+M11+M12+M13+M19；L2=M0+M1+M2+M3+M4+M9+M10+M11+M12+M13+M14+M19；L3=M0+M1+M10+M11+M12+M13+M14+M15+M19；L4=M0+M1+M2+M3+M4+M5+M11+M12+M13+M14+M15+M16+M19；L5=M0+M1+M2+M12+M13+M14+M15+M16+M17+M19；圖5-2

5-32譯碼器5.4電路圖及仿真圖3.1

整體電路圖

6課程設(shè)計體會在這次的課程設(shè)計中，我收獲很大，具體有以下幾方面：

1.

學以致用。在學習數(shù)字電路的過程中，上課我們都是些理論上的東西，并且在做實驗的過程中也是照著書本上給出設(shè)計好的電路連線，不需要自己設(shè)計，一直都沒有運用到自己所學的知識來設(shè)計一個電路。而這次的課程設(shè)計真正讓我們通過自己的知識和努力，通過自己查閱資料、分析來解決問題。這不但能鞏固我們所學的理論知識，又能提高我們的實踐能力。

2.

學會分析解決設(shè)計上的問題。在設(shè)計電路的過程中，每一步都要自己去思考分析，遇到問題時，經(jīng)常都要經(jīng)過多次的嘗試來解決改善問題，有時一點微小的錯誤都會影響到結(jié)果的正確以否，而這些微小的錯誤經(jīng)常都是很難發(fā)現(xiàn)，這就需要我們學會仔細分析問題。

3.

懂得了如何去安裝調(diào)試電路。設(shè)計電路，關(guān)鍵步驟還在于解決實際遇到的問題，安裝調(diào)試出正確的結(jié)果，這一步是至關(guān)重要也是最為困難的。很多時候，理論分析正確，調(diào)試卻不一定正確，這關(guān)鍵也在于調(diào)試過程是否正確。我們必須遵循一些安裝調(diào)試步驟，先單個調(diào)試，然后再整體調(diào)試，先局部再整體，切不可一次安裝后調(diào)試，因為這樣是很難查出錯誤來。總之，這次的課程設(shè)計的收獲是很大的，通過這幾天的努力，終于設(shè)計出“彩燈控制器”的電路。從開始的無從下手到熟悉各種芯片的功能，到嘗試著設(shè)計各個單元電路，再到每個細節(jié)問題錯誤的改