1、<p><b>　　課程設計任務書</b></p><p>　　2009—2010學年第二學期</p><p>　　專業(yè)： 樓宇智能化工程技術 學號： ******** 姓名： **** </p><p>　　課程設計名稱： 電子技術課程設計

2、 </p><p>　　設計題目： 四路裝飾彩燈控制器電路設計 </p><p>　　完成期限：自 2011年 6 月 1 日至 2011年 6 月 14 日共 2 周</p><p>　　設計依據(jù)

3、、要求及主要內(nèi)容：</p><p>　　一、課題意義 </p><p>　　本課題利用電子技術知識設計出彩燈裝飾控制器，該控制器具有4路輸出，該輸出不是簡單的4路彩燈依次循環(huán)點亮，而是產(chǎn)生多種花樣，它能使4路彩燈以“依次點亮 遞增點亮 閃亮 …

4、…”等多種花樣閃爍，可用于家庭和商鋪的節(jié)日裝飾。通過本課題練習，學生對綜合知識應用能力、設計能力將有較大提高，對今后從事電子產(chǎn)品的研制、生產(chǎn)、經(jīng)營維修等打下基礎。 </p><p><b>　　二、課題實現(xiàn)方法</b></p><p>　　本課題利用電子技術設計節(jié)日裝飾彩燈電路，可以先查閱相關資料（網(wǎng)上查找或參考相關書籍手冊

5、），明確課題的方向和目的，然后學習完成課題所需的理論知識，了解電路的工作原理；在理解的基礎上確定設計方案，設計出完整的電路，提交課程設計說明書一份。 </p><p>　　三、設計內(nèi)容

6、 </p><p>　　1．用555時基電路與外圍電阻、電容等元件設計出振蕩頻率可調(diào)的超低頻振蕩器；十進制計數(shù)器/脈沖分配器輸出電平控制晶閘管的開合，實現(xiàn)4路彩色燈串循環(huán)實現(xiàn)花樣閃爍，給人們帶來視覺上的動感效果。 </p><p>　　2．設計要求畫出電路原理圖；標注元器件及參

7、數(shù)選擇； </p><p>　　3．設計過程中，能發(fā)現(xiàn)問題和并解決問題。 </p><p>　　4．編寫設計報告，寫出設計過程，附上有關資料和圖紙，有心得體會。

8、 </p><p>　　四、設計要求 </p><p>　　1、設計電源電路和超低頻脈沖振蕩電路； </p><p>　　2、合理連接十進制計數(shù)

9、器使之控制后續(xù)彩燈電路的工作，一個周期后能夠自動復位，實現(xiàn)循環(huán)； </p><p>　　3、設計晶閘管、彩燈連接方式電路。 </p><p>　　五、參考文獻

10、 </p><p>　　[1] 賈秀美.數(shù)字電路實踐技術（第一版）.中國科學技術出版社，2000. [2] 王毓銀.脈沖與數(shù)字電路（第三版）.高等教育出版社，1999. [3] 路勇.電子電路實踐

11、及仿真（第一版）.清華大學出版社，2004. [4] 岳怡.數(shù)字電路與數(shù)字電子技術（第一版）.西北工業(yè)大學出版社，2001. [5] 劉常澍.數(shù)字邏輯電路（第一版）.國防工業(yè)出版社，2002. [6] 蕭寶瑾.protel 99 SE操

12、作指導與電路設計實例（第一版）.太原理工大學，2004. </p><p>　　[7] 趙學良，張國華.電源電路[M].北京:電子工業(yè)出版社,1995. </p><p>　　[8] 張義申，陸坤等.電子設計技術[M].西安:電子科技大

13、學出版.1996. </p><p>　　[9] 陳有卿，葉桂娟. 555時基電路原理、設計與應用[M].北京：電子工業(yè)出版社.2007. </p><p>　　[10] 余孟嘗.數(shù)字電子簡明教程（第三版）[M].高等教育出版社,2006

14、 </p><p>　　指導教師（簽字）： 教研室主任（簽字）： </p><p>　　批準日期： 年 月 日</p><p>　　四路裝飾彩燈控制器電路設計</p><p><b>　　摘 要</b></p><

15、p>　　由設計要求出發(fā)可知彩燈的三個節(jié)拍可以用移位寄存器74LS194實現(xiàn)，通過控制S0和S1實現(xiàn)右移、左移和送數(shù)，通過控制CLR＇控制清零。第一節(jié)拍為1右移，第二節(jié)拍為0左移，第三節(jié)拍全亮為置數(shù)1，全滅為清零。由于程序循環(huán)一次要12秒，故需要一個12進制的計數(shù)器控制循環(huán)。第三節(jié)拍時要求1秒內(nèi)全滅全亮各一次，故脈沖信號頻率比先前兩節(jié)拍時脈沖頻率要快一倍，而且要以相同頻率控制CLR’?？梢杂靡粋€16進制計數(shù)器產(chǎn)生脈沖信號，一路送到控

16、制12進制的計數(shù)器，一路經(jīng)邏輯電路送到移位寄存器。</p><p>　　關鍵詞： 計數(shù)器，數(shù)據(jù)選擇器，移位寄存器，彩燈顯示電路</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1緒論1</b></p><p><b>　　2電路分析1</b>

17、;</p><p>　　2.1 設計思路1</p><p>　　2.2 總體方框圖2</p><p>　　2.3 總電路圖3</p><p>　　3 單元電路設計4</p><p>　　3.1多諧振蕩器4</p><p>　　3.2循環(huán)控制電路4</p><p&g

18、t;　　3.3花樣彩燈輸出電路5</p><p><b>　　3.4總電路6</b></p><p>　　4 使用芯片介紹7</p><p>　　4.1 555定時器7</p><p>　　4.2 JK觸發(fā)器7</p><p>　　4.3 74LS20與非門8</p>

19、<p>　　4.4 74LS04非門8</p><p>　　4.5 74LS08與門8</p><p>　　4.6 74LS161計數(shù)器9</p><p>　　4.7 74LS194移位寄存器9</p><p><b>　　總結(jié)10</b></p><p><

20、b>　　參考文獻11</b></p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　設計四路彩燈控制器目的在于進一步熟悉邏輯電路、脈沖發(fā)生電路的的設計方法及熟悉相關數(shù)字芯片的功能和使用方法。本設計通過555定時器、74LS161計數(shù)器、74LS194移位計數(shù)器等實現(xiàn)一個裝飾四路彩燈控制器，通過這個控制器可以實現(xiàn)燈的不同花色。通過這個設

21、計可以讓我們加深對電子電路的理解，方便以后課時的學習。 </p><p><b>　　2 電路分析</b></p><p><b>　　2.1 設計思路</b></p><p>　　根據(jù)課程設計課題要求，要實現(xiàn)本系統(tǒng)，需要設計時鐘脈沖產(chǎn)生電路，循環(huán)控制電路和彩燈花樣輸出電路。時鐘脈沖產(chǎn)生電路由74LS161分頻實現(xiàn)，循環(huán)

22、控制電路由74LS161和7420實現(xiàn)，彩燈花樣輸出電路由74LS194和相關邏輯電路實現(xiàn)。</p><p><b>　　2.2 總體方框圖</b></p><p><b>　　圖1 總體方框圖</b></p><p>　　本電路主要有四部分組成，分別是555定時器組成的脈沖輸出電路，由脈沖輸出電路所控制的序列信號產(chǎn)生部分

23、，作為移位寄存器的輸入數(shù)據(jù)，由燈信號所控制的信號控制器，用來控制移位寄存器的左移和右移；移位寄存器部分，實現(xiàn)燈的左移和右移[1]。</p><p>　　由555定時器所產(chǎn)生的脈沖信號，被用作移位寄存器和計數(shù)器74LS151的觸發(fā)信號，計數(shù)器74LS161的輸出端Q0和Q1作為數(shù)據(jù)選擇器的選擇信號，因此有在數(shù)據(jù)選擇器的數(shù)據(jù)輸入端接入的信號就被送到移位寄存器中，作為移位寄存器的輸入信號，移位寄存器74LS194在脈沖

24、信號的作用下將信號吸收進來，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳遞，即可實現(xiàn)燈的追逐現(xiàn)象[2]。</p><p>　　三個移位寄存器的狀態(tài)是由計數(shù)器74LS161和一個138譯碼器控制，而三排燈的狀態(tài)又決定了計數(shù)器的觸發(fā)，161被設計為一個五位計數(shù)器，這是因為三個移位寄存器的狀態(tài)有五個，161的輸出控制138譯碼器，即可產(chǎn)生八個信號，再有真值表，可得出移位寄存器工作狀態(tài)的控制信號的最賤邏輯函數(shù)表達式，將譯碼器的響應信號取出，經(jīng)門電路即可

25、成為移位寄存器的控制信號，控制器處于置數(shù)，左移或右移的狀態(tài)。移位寄存器的輸出連接九個發(fā)光二極管，即可將輸入的信號表示出來，視覺上形成追逐圖案[3]。</p><p><b>　　2.3 總電路圖</b></p><p><b>　　圖2 總電路圖</b></p><p><b>　　3 單元電路設計</b

26、></p><p><b>　　3.1多諧振蕩器</b></p><p>　　應用由555定時器的多諧振蕩器設計時通過調(diào)節(jié)R1，R2和C1的大小調(diào)節(jié)振蕩頻率以達到1HZ的秒鐘連續(xù)脈沖由555構(gòu)成的多諧振蕩器電路如下圖所示：</p><p>　　圖3 由555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器</p><p>　　根據(jù)555定

27、時器的功能表可知到由555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器，接通電源后，電容C被充電，當Vc上升到2/3Vcc時，觸發(fā)器被復位，同時發(fā)電BJTT導通，此時V0為低電壓，電容C通過R2和T放電，使Vc下降。當Vc下降到1/3Vcc時，觸發(fā)器又被置位，V0翻轉(zhuǎn)為高電平。當C放電結(jié)束時，T截止，Vcc將通過R1、R2向電容C充電。而當Vc上升到2/3Vcc時，觸發(fā)器又周而復始，在輸出端就得到一個周期性的方波[4]。</p><p&g

28、t;　　3.2.循環(huán)控制電路</p><p>　　圖4 12進制循環(huán)控制電路</p><p>　　如果模N計數(shù)器的計數(shù)序列從最小0到最大數(shù)N-1，那么N是多余的，可用與非門檢測N,當N出現(xiàn)時，與非門輸出為低，用它控制清零端CR’，將計數(shù)器清零。此處工作狀態(tài)從0000~1011，檢測1100（異步清零）[5]。</p><p>　　3.3.彩燈花樣輸出電路</p

29、><p>　　圖5 彩燈花樣輸出電路</p><p><b>　　4 使用芯片介紹</b></p><p>　　4.1 555定時器</p><p>　　圖6 555定時器引腳圖</p><p>　　4.2 JK觸發(fā)器</p><p>　　JK觸發(fā)器為下降沿敏感的觸發(fā)器，J

30、=K=1時，JK觸發(fā)器每輸入一個脈沖狀態(tài)改變一次，因此Q的輸出是周期性的時鐘脈沖。而當Y3和Y4有一個有效時，此時為全部左移或右移狀態(tài)，將脈沖信號選入電路中，由此實現(xiàn)時鐘脈沖的分頻和選擇[6]。</p><p>　　圖7 JK觸發(fā)器的引腳圖</p><p>　　4.3 74LS20與非門</p><p>　　圖8 74LS20與非門引腳圖</p>&l

31、t;p>　　74LS20包含兩個四輸入與非門，其中A1,B1,C1,D1和A2,B2,C2,D2分別為兩個與非門的輸入端，Y1和Y2為兩個與非門的輸出端[7]。</p><p>　　4.4 74LS04非門</p><p>　　圖9 74LS04非門引腳圖</p><p>　　4.5 74LS08與門</p><p>　　圖9 74L

32、S08與門</p><p>　　4.6 74LS161計數(shù)器</p><p>　　圖10 74LS161計數(shù)器引腳圖</p><p>　　4.7 74LS194移位寄存器</p><p>　　圖11 74LS194移位寄存器引腳圖</p><p>　　其中D0,D1,D2,D3為并行輸出端；SR為右移串行輸入端，SL

33、為左移串行輸入端；S1,S0為操作模式控制端；CP為時鐘脈沖輸入端[8]。</p><p><b>　　總 結(jié)</b></p><p>　　本次設計的四路裝飾彩燈控制電路與市面上大多數(shù)的LED彩燈相比，該種彩燈具有更好的燈光裝飾效果，性價比更高，與普通的全硬件 LED彩燈相比具有更好的經(jīng)濟效益。應用各芯片輸出的控制信號去控制燈管內(nèi)的 LED板模塊工作 ,使得產(chǎn)品性能穩(wěn)

34、定 ,便于安裝容易操作。是一種很有發(fā)展前途的彩燈控制器。</p><p>　　通過本次設計，我學會了綜合運用各種知識，使得我理論學習得到應用，對我深刻掌握理論知識是很有幫助的。在此基礎上學習了數(shù)字系統(tǒng)設計的基本思想和方法，學會了科學地分析實際問題，通過查資料、分析資料及請教老師和同學等多種途徑，獨立解決問題。同時，也培養(yǎng)了我認真嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L，為以后的學習提供方便。</p><p><

35、;b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 賈秀美.數(shù)字電路實踐技術（第一版）[M].中國科學技術出版社，2000. [2] 王毓銀.脈沖與數(shù)字電路（第三版）[M].北京：高等教育出版社，1999. </p><p>　　[3

36、] 路勇.電子電路實踐及仿真（第一版）[M].北京：清華大學出版社，2004. </p><p>　　[4] 岳怡.數(shù)字電路與數(shù)字電子技術（第一版）[M].西安：西北工業(yè)大學出版社，2001. [5] 劉常澍.數(shù)字邏輯電路（第一版）[M].北京：國防工業(yè)出版社，2002</p&

37、gt;<p>　　[6] 蕭寶瑾.protel 99 SE操作指導與電路設計實例（第一版）[M].太原：太原理工大學，2004. </p><p>　　[7] 趙學良，張國華.電源電路[M].北京:電子工業(yè)出版社,1995.</p><p>　　[8]