1、<p>　　八路花樣燈控制器的設計</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　一、設計要求·····················

2、;····································

3、83;·······3</p><p>　　二、設計目的························&

4、#183;····································

5、;····3</p><p>　　三、技術指標···························

6、83;····································&

7、#183;3</p><p>　　四、元件清單·······························

8、;··································3</p>&l

9、t;p>　　五、電路框圖··································&

10、#183;······························4</p><p>　　六、單元電路設計

11、83;····································&

12、#183;·······················4</p><p>　　七、總電路圖········

13、;····································

14、83;····················7</p><p>　　八、問題及解決辦法··········

15、3;····································&#

16、183;···········8</p><p>　　九、心得體會····················

17、····································

18、3;········9</p><p>　　十、參考文獻·······················&#

19、183;····································

20、·····9</p><p>　　十一、附錄（此次的課程設計的部分花樣變化圖）························

21、·········10</p><p><b>　　一、 設計要求：</b></p><p>　　1、 有一個時鐘電路。</p><p>　　2、有八個LED發(fā)光二極管輸出電路。</p><p>　　3、至少16種變化的花樣控制。

22、</p><p><b>　　二、設計目的：</b></p><p>　　1、鞏固和加深對電子電路的基本知識的理解，提高綜合運用本課程所學的知識的能力。</p><p>　　2、培養(yǎng)根據(jù)設計需要選學參考書籍，查閱相關手冊，圖表和文獻資料的自學能力。</p><p>　　3、通過電路的方案分析，論證和比較，設計計算選取元件

23、，電路組裝，調試等環(huán)節(jié)初步掌握簡單實用電路的分析方法和工程設計方法。</p><p>　　4、學會簡單電路的實驗調試和性能指標的測試方法，提高學生動手能力和進行數(shù)字電路實驗的基本技能</p><p><b>　　技術指標:</b></p><p>　　設計一個有八個LED燈輸出花樣的控制器電路,其中有三個LED燈受74ls194芯片控制，4個L

24、ED燈受74ls160芯片控制，最后一個LED燈由兩片74ls160芯片組成的二十三進制計數(shù)器的進位來控制。從第十個時鐘脈沖開始第一片74LS160的Q0端變成高電平。此時74LS194開始移位。通過對電源的通斷來控制復位。另外三個主要芯片統(tǒng)一由一個時鐘芯片來控制，進而達到同步工作。最后加上一個非門和一個與非門等完成了八路花樣燈控制器的設計。進而實現(xiàn)了八路LED的輸出。并且該控制器共有32種變化的花樣。（附錄有其中18種花樣）</

25、p><p><b>　　元器件清單：</b></p><p><b>　　電路框圖</b></p><p><b>　　單元電路的設計</b></p><p>　　我們設計的八路花樣燈控制器共分為四大模塊。它們分別是：時鐘電路模塊、74LS194移位寄存器模塊、主控制模塊（由兩片7

26、4LS160構成）、顯示模塊（8個發(fā)光二級管LED）</p><p><b>　?。?）時鐘電路</b></p><p><b>　　圖(1)</b></p><p>　　圖(1)所示是用555定時器接成的多諧振蕩器，其分析如下：啟動Multisim 11程序，我們從混合器件庫（Mixed）中的定時器件（Timer）中取出

27、 555 定時器，從工具欄中找出電阻R、電容C、地及電源VDD信號。將555定時器接成多諧振蕩器，如圖（1）所示。用示波器中的時間線進行測量，得到波形的周期T=92.13ms。根據(jù)10.5.4節(jié)的理論分析，這個的計算公式為T=T1+T2=（R1+2R2）C 1ln 2。將圖(1)的電路參數(shù)代入電路振蕩周期式計算，得到T=T1+T2=(R1+2R2)C1≈92ms</p><p>　　可見，用Multisim 11

28、得到的分析結果與理論計算結果基本完全符合。</p><p>　　（2）74LS194移位寄存器模塊</p><p><b>　　圖（2）</b></p><p>　　如圖所示74LS194 是一種典型的中規(guī)模集成移位寄存器。它是由 4 個RS觸發(fā)器和一些門電路所構成的 4 位雙向移位寄存器。DIL 和DIR分別是左移和右移串行輸入。D0、D1、

29、D2和D3是并行輸入端；Q0和Q3分別是左移和右移時的串行輸出端，Q0、Q1、Q2和Q3為并行輸出端。功能表如表 5.4.4 所示。</p><p>　　從其功能表可以看出，只要RD=0，移存器無條件清 0。只有當RD=1，CP上升沿到達時，電路才可能按S1S0設置的方式執(zhí)行移位或置數(shù)操作：S1S0=11為并行置數(shù)，S1S0=01為右移，S1S0=10為左移，時鐘無效或雖然時鐘有效，但S1S0=00 則電路保持原

30、態(tài)。</p><p>　?。?）主控制模塊（由兩片74LS160構成）</p><p><b>　　圖（3）整體置數(shù)法</b></p><p>　　下面簡要說明：十進制同步計數(shù)器（異步清除）160 為可預置的十進制同步計數(shù)器。160 的清除端是異步的。當清除端/MR 為低電平時，不管時鐘端CP 狀態(tài)如何，即可完成清除功能。160 的預置是同步

31、的。當置入控制器/PE 為低電平時，在CP 上升沿作用下，輸出端Q0－Q3 與數(shù)據(jù)輸入端P0－P3 一致。160 的計數(shù)是同步的，靠CP 同時加在四個觸發(fā)器上而實現(xiàn)的。當CEP、CET 均為高電平時，在CP 上升沿作用下Q0－Q3 同時變化，從而消除了異步計數(shù)器中出現(xiàn)的計數(shù)尖峰。的CEP、CET 跳變與CP 無關。160 有超前進位功能。當計數(shù)溢出時，進位輸出端（TC）輸出一個高電平脈沖，其寬度為Q0 的高電平部分。在不外加門電路的情況

32、下，可級聯(lián)成N 位同步計數(shù)器。</p><p>　　74LS160功能表</p><p>　　利用兩片74LS160構成二十三進制計數(shù)器：</p><p>　　如圖(3)所示電路是采用整體置數(shù)法接成的二十三進制計數(shù)器。首先需將兩片74LS160接成百進制計數(shù)器。然后將電路的22狀態(tài)譯碼產生ＬＤ＇＝０信號，同時加到兩片74LS160上，在下一個計數(shù)脈沖（第二十四個輸入

33、脈沖）到達時，將0000同時置入兩片74LS160中，從而得到二十三進制計數(shù)器。</p><p>　?。?）顯示模塊（8個發(fā)光二級管LED組成）</p><p><b>　　圖（4）</b></p><p>　　圖（1）中的八個LED是共陰接法，即當LED陽極給高電平時燈就亮，否則就滅</p><p><b>

34、　　總電路圖。</b></p><p><b>　　問題及解決：</b></p><p>　　(1)在設計電路時，我們選擇了很多方案，剛開始想到用兩片74LS160產生花樣燈，但是產生的種類沒有達到所要求的數(shù)目，最后又想到了74LS194雙向移位寄存器。我們主要是朝著改變74LS194的SL和SR出發(fā)，為此大費周章增加使用了74LS00和74LS04進行電

35、路組裝，之后發(fā)現(xiàn)雖能基本達到變化花樣數(shù)，而且某些花樣很有代表性，但是其總體變化規(guī)律性不強，重復變化時間長，接線又太多，于是舍棄，后來想到了置數(shù)進74LS194，雖然總體變化沒那么漂亮，但是變化規(guī)律性比較強，對于我們來說比較好駕馭。這樣既解決了線路問題，而已又達到了預期的目的。</p><p>　　(2)用multisim11仿真調試時，因為之前未用過multisim11，所以剛開始時，現(xiàn)學現(xiàn)畫，進展比較慢。剛開始

36、找各種芯片、電阻都找了好久。最后我們去圖書館找了相關書籍才把問題解決了。慢慢地掌握了這一工具的使用方法。最后，完整的將圖畫了出來，但是演示時卻產生不了花樣燈。遇到了這一問題，我們組的成員積極的尋找問題的所在之處，經過仔細檢查，發(fā)現(xiàn)脈沖發(fā)生器產生的脈沖不符合題目要求，并且有一處少畫了一個節(jié)點。最后排除了故障，成功實現(xiàn)了花樣燈的演示。</p><p>　?。?）在電路組裝過程中，遇到的最大問題是，起初考慮不周全，芯片

37、分布不夠合理，出現(xiàn)了許多“特長線”。不但影響布線速度，而且也會給后來的調試帶來不必要的麻煩。當時已經布線不少，不可能重新開始，再三權衡，最后只移動了一個芯片，問題就得到了很大改善。其次就是布線，因為要求不準交叉，且橫平豎直，所以在保證連通的情況下，在布線上也下了不少工夫。 </p><p>　?。?）在實驗室實驗過程中，第一輪遇了實驗板上有插孔不通的情況，導致芯片不能正常工作。我們用萬用表測量二極管的檔位對電路

38、進行了檢測。第二輪接電后，用萬用表的電壓檔測試單元電路的狀態(tài)。如：時鐘信號電路的信號是否正常產生，控制信號電路中的計數(shù)器能否正常計數(shù)，……最后在整體上測試一遍。</p><p>　　在整個調試完成后，卻遇到的新問題：彩燈演示時有時正常有時混亂。在排除其它可能的情況下，我仔細檢查各端子的連接情況，發(fā)現(xiàn)清“0”端在清“0”后懸空了。將其插到電源正極后，發(fā)現(xiàn)問題解決了。</p><p><

39、b>　　心得體會。</b></p><p>　　設計剛開始，拿著選定的題目不知如何入手。畢竟課程設計不同于實驗課，電路圖都要自己設計。靜下心來，仔細分析題目，再加上指導老師的說明與提示，心中才有了譜。將整個系統(tǒng)根據(jù)不同的功能化分成模塊，再分別進行設計，逐個攻破，最后再將其整合即可。</p><p>　　由于第一個實驗板的接觸極為不好，使我檢查的過程進行得極為緩慢。當然也使

40、我積累了不少檢查錯誤的經驗。當新芯片拿到的時候，一定要檢查芯片本身的好壞。這是很關鍵的一步，不要以為新的就一定是好的。如果最后板子都連好了，還沒有發(fā)現(xiàn)芯片是壞的話，你的錯誤是無論如何也查不出來的。接下來要用萬用表檢查所有要用的線路是否連接正常，這也是一個必不可少的過程，雖然表面看起來比較麻煩，但是一旦某些線有問題，在聯(lián)接好電路之后是很難檢查出來的。其次在連線過程中做到認真，細心。這也是決定設計成敗的關鍵。這次試驗是我明白了很多問題，做任

41、何事情都不能馬馬虎虎，仔細認真，這是做好事情的關鍵，同時明白了和同學團結合作，這樣才能達到共同提高，也是決定成敗的重要因素。也明白了一個我以前一直輕視的問題，那就是：書本并不能到表一切，即使你了解書本知識再精確，也不能代表你在制作時表現(xiàn)良好。</p><p>　　通過這次簡單的數(shù)電課程設計讓我們學到了很多課本上學不到的知識。從確定做什么課題到設計完成整個過程中遇到了許多問題。不過我們依然選擇了堅持。去上網找資料或

42、者去圖書館找資料是解決問題的一種好方法。我們相信有了這次課程設計的的經驗，下次如果我們再遇到這類似的問題，我想這已經不算是個問題了。</p><p>　　最重要的是，鍛煉了自己的動手能力，獨立思考的能力，鍛煉了自己思考問題，發(fā)現(xiàn)問題，并解決問題的能力，在這次《數(shù)字電子技術基礎》課程設計中讓我學到了很的，為自己以后的實踐工作打下了一定的基礎，在此衷心的感謝指導老師，感謝在設計中幫助過我的同學。</p>

43、<p><b>　　參考文獻:</b></p><p>　　1、閻石 主編 數(shù)字電子技術基礎（第五版）北京：高等教育出版社</p><p>　　2、陳永甫 主編 數(shù)字電路基礎及快速識圖 人民郵電出版社 2006</p><p>　　3、劉貴棟 主編 電子電路的Multisim仿真實踐哈爾濱工業(yè)大學出版社2008</p&g