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数字电路课程设计多彩路灯实习报告.doc

上传人:weiwoduzun 文档编号:2420000 上传时间:2018-09-15 格式:DOC 页数:15 大小:524.50KB
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资源描述

1、西安邮电学院数字电路课程设计报告书多路彩灯控制器系部名称 : 信息与控制系学生姓名 : 陈林(35)专业名称 : 测控技术与仪器班 级 : 测控 0703实习时间 : 2009 年 6 月 15 日至 2009 年 6 月 26 日一、课程设计题目:多路彩灯二、实验目的:1.熟悉常用芯片的功能及用途;2对所学理论知识的巩固及检验, 进一步的学习;3.检验自己实践的能力,解决问题的能力及现有知识基础上的创新。三、任务和要求:任务:设计一个多路彩灯控制器,控制 8 路彩灯,彩灯用发光二极管模拟。要求:能演示 3 种花型,花型自拟。花型与花型之间自动过渡。花型之间有节拍快慢变化(选做)四、方案设计:

2、首先,确定电路主要由基本 CP 脉冲发生电路、节拍控制电路、状态控制电路、花型控制电路四个模块构成。其中基本 CP 脉冲采用简单易行的 555 振荡器来实现,555 振荡器所产生的信号经过一个 D 触发器分频,再用一个 74151 进行快慢节拍的选择。状态控制电路由两片 74161 构成,因为快慢变化循环一次需要 24 个节拍。该控制器共控制 8 路彩灯,由于只要求三种花型变化,故采用移位寄存器来组成彩灯控制电路。 我设计的是三种八节拍的花型演示,因而并没有实现两个74ls194 的级联,因为没有 16 节拍的花型,两个 194 间并不需要级联。五、花型:花型一:四个灯一组 第一片 194 右

3、移 第二片 194 左移;依次亮,等到全亮后依次灭。花型二:四个灯一组 第一片 194 左移 第二片 194 左移;依次亮,等到全亮后依次灭。花型三:四个灯一组 第一片 194 右移 第二片 194 右移;依次亮,等到全亮后依次灭。74161 和 74194 真值表花型一:74161 74194QB QA QD QC QB QA QA QB QC QD QA QB QC QD0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 10 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 1 10 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 10 0

4、 0 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 10 0 0 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 00 0 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 00 0 0 1 1 1 0 0 0 1 1 0 0 0花型二:74161 74194QB QA QD QC QB QA QA QB QC QD QA QB QC QD0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 10 0 1 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 10 0 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1 1 10 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 10 0

5、1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 00 0 1 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 00 0 1 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 0花型三:74161 74194QB QA QD QC QB QA QA QB QC QD QA QB QC QD0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 1 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 00 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 0 00 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 00 1 0 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 10 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 1 1 10 1 0

6、 1 1 0 0 0 1 1 0 0 1 10 1 0 1 1 1 0 0 0 1 0 0 0 1194 真值表如下:第一片 194 第二片 194序号S0 S1 S0 S1花型(1)1 0 0 1花型(2)0 1 0 1花型(3)1 0 1 0六、实验所需器材:经过考虑,列出实验所需的实验器件:器件清单如下:器件 个数 器件 个数555 定时器 1 电阻 60 欧 174LS194 2 发光二极管 874LS161 2 74LS04 1电阻 150k 1 电阻 4.7k 1电容 4.7 微法 1 电容 0.01 微法 1七、单元电路设计:1、基本 CP 脉冲发生电路由于多路彩灯控制的定时性的

7、准确性不高,所以可以采用 555 多路震荡器加适当的电阻电容来实现。电阻:150 k 4.7 k电容:4.7f 0.01f2、节拍控制电路用 D 触发器实现 CP 脉冲的二分频,从而产生慢节拍。再分别将快慢节拍接入 74151 数据选择器的数据输入端,而地址端通过74161 来控制,从而实现快慢节拍的变换。3、状态控制电路用两片 74161 实现模 24 计数,从而产生从 0000000011000 的 24 个状态。4、花型控制电路花型控制电路可利用 74LS194 移存器作为彩灯演示电路用两个 74ls161 来作为花型控制点,控制电路为移存器工作方式控制电路。用 161 的输出端控制 1

8、94 的左移控制端 S1,而右移控制端 SR 则直接接 SL 的非。SR 和 SL 分别接 QD 和 QA 的非。八、总体电路:九、实验过程中出现的问题:实验过程中出现了很多问题,这是在平时书面学习中不曾遇到的。首先是电路设计问题,因为是第一次自己设计电路,所以器件选择排列、布线等方面都考虑不全面,导致第一次设计的电路相当复杂,出现很多长线,还有绕来绕去的线。后来我们班发来一个软件可以仿真,我在软件上应用自己的原理画的图,线才稍微清楚一些。应用这个软件最大的好处就是可以看到自己的电路是不是正确。还可以使自己在连电路板是非常确信自己的电路图是正确的,心里比较有谱。其次是布线问题,软件上仿真毕竟是

9、理想情况,可是到实际真正自己往面包板上连线那又是另一回事了,我第一次把我的电路连好花了一个下午的时间。满怀期待的连上电源,结果不亮。调试了2 天,第一轮先照着我的原理图把电路检查了一遍,结果没什么问题。第二轮我用万用表把所有的通路检查了一遍,结果发现导线都能连通,只是导线与芯片接触不是很好,所以我换了一块面包板,重新把我的电路连接了一遍。结果测试时还是得不到预期结果,我找了同学帮忙一起检查,发现 04 芯片接触特别不好,导致灯不能按预期移位。但是由于我之前检查电路,换面包板花去太多时间,所以没有时间再换板子了,只能遗憾的交了。不过还好老师问我的原理我还算明白。 不过同时我也学到了要按模块检查。

10、虽然仿真正确,可实际连线时还有可能板子或者芯片本身有问题,所以应该连好一个模块就检测,发现问题及时更换板子和芯片。还有就是插线要细心,因为板子上的孔很多,插线时一定要细心,不要把相邻孔的线插错,尤其在连线较多时。还在一个就是限流电阻。这个问题是在仿真过程中发现的。不接限流电阻灯泡就不亮,限流电阻不能太大,否则部分二极管可能就无法工作。在连电路时忘记把限流电阻接上,结果我一连烧坏了几个灯和 161。还一时检查不出来,结果还是同学发现给我指出来的。所以细心真的很重要,还有就是耐心,我平时就不太有耐心,在这个电路调试时真的弄得很崩溃,因为那么多线,不知道到底哪坏了得一条一条慢慢找原因。十、心得体会:

11、这次课程设计,我学到了很多,不单单是数字电路方面的知识。起先老师给我们讲了这次课程设计的任务和要求时我就觉得很难,因为我的数字电路学的并不是很好,所以就有一些担心。我问了一些老乡,也上网查了查资料。他们都建议这些实习应该好好做,因为可以学到好多书上没有的。即使刚开始不会,但也要一点一点自己摸索出来。所以那天一回宿舍我就开始在网上搜索资料,我跟舍友在宿舍窝了 2 天就参考着我们找到的一位同学的设计思路,分析她是怎么实现这些功能的,一个一个模块的分析,总算摸出一点门道。周三那天设计出了自己的电路,虽然不知道对不对,不过是自己设计的还是有那么一点成就感的。那天知道了 PROTUES 所以急忙找来开始

12、仿真,刚开始不会用那个软件,画图很累。画到晚上很晚还没有好,第二天就接着画,结果不行,当时很灰心。就找了同学看我的原理有没有问题,经过同学的帮助总算找到了问题所在。仿真也就顺利多了。连电路是我在设计过程中学到东西最多的,通过电路的连接,我掌握了几种常用芯片的工作原理,熟记他们的真值表。更深刻地了解了 74LS161,555 振荡器等芯片的使用,主要是管角的连接,并了解一些管脚的功能。平时在学习数字电路时对这些芯片印象特别模糊,因为老师一般就是用 PPT 过一遍,有时候也听的云里雾里的,并不是特别理解。通过实际操作更加深了我的印象,原先比较模糊的概念也更加清晰,明朗。电路的调试是一个十分重要的环

13、节。大部分电路图接好后都不会一次性成功,都会或多或少的存在一些问题,毕竟理论和实际是有差距的。所以刚开始不能出现预期花型很正常。关键是我们要耐下心来检查错误究竟在哪。首先应该根据错误初步估计出错的地方和原因,是线路连接错误还是芯片或板子本身是坏的,当然还有别的原因,然后有针对性的检查电路,最好是分模块进行,一个模块一个模块的排查,这样就能比较快速的找到原因。对错误进行改正。另一个实习带给我的财富就是与同学和老师的交流。平时没有机会跟同学们深入探讨这些问题,现在在一个相对开放的课题下,同学之间相互讨论,相互帮助,让我学到了很多。比如开始对实验的无从下手,面包板使用的模糊,以及后来设计和连线过程中

14、遇到的很多细节上的问题,经过老师的指导和同学的帮助,都成功的的解决并取得了很好的效果。与同学相互交流也让我了解了每个同学都各有所长,并不能光凭成绩就决定了一个人。另外通过这次实习我的动手能力提高了很多。以前只是光注重理论学习,没有关注实践,也一直没有这样的机会,所以动手能力一直很差。像我这样能把原理搞懂却一直得不到我想要的实验结果。这充分体现出了理论和实际的脱节。而这次实习,充分提高了我的动手能力。总体来说,这次课程设计,使我受益颇多。最重要的是让我学会了做事要有耐心要细心。另外既巩固了课堂上学到的理论知识,又掌握了常用集成电路芯片的使用。培养了我通过查资料、分析资料及请教老师和同学等多种途径

15、,独立解决问题的能力。同时,也培养了我认真严谨的工作作风十一、参考文献:数字电路逻辑设计 (第三版) 王毓银主编 高等教育出版社西安邮电学院电信系数字电路课程设计过程考核表学生姓名 陈林 班级/学号 测控 0703 班/35承担任务实验室(单位)电子技术教研室 所在部门 电信系实施时间 2009 年 6 月 15 日 2009 年 6 月 26 日第一周周一:听老师讲授数字电路的设计方法及需要注意的问题;周二:选定题目,并设计电路,完成电路设计;周三:电路仿真;周四:领取元器件,开始组装电路;周五:组装电路;具体内容第二周周一:组装电路;周二:老师验收电路;周三:写实验报告;周四:写实验报告;

16、周五:实验总结;指导教师(师傅)姓名 王静 职务或职称 助教学习态度 认真 一般 不认真学习纪律 全勤 偶尔缺勤 经常缺勤指导教师(师傅)对学生的评价实践能力 很强 一般 较差指导教师(师傅)对学生专业知识或社会实践能力等情况的意见指导教师(师傅)签字 年 月 日 西安邮电学院电信系数字电路课程设计成绩鉴定表学生姓名 陈林 班级/ 学号 测控 0703 班/35进行时间 2009 年 6 月 15 日 2009 年 6 月 26 日与教学任务计划结合程度(10 分)与专业培养结合程度(6 分)学习内容(20 分)其它(4 分)实践能力(10 分)学习态度(6 分)接受单位评价(20 分) 学习纪律(4 分)报告内容与实践过程紧密结合(15 分)报告内容与教学计划内容紧密结合(15 分)成绩鉴定报告鉴定(60 分) 报告质量(主题、结构、观点、逻辑、资料、字数 30 分)评阅教师姓名 王静 职称 助教 成绩评语评阅教师签字 年 月 日

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