1、八路彩灯控制电路课程设计报告- 1 -八路彩灯控制电路目 录一、课程设计目的 - 2 -二、课程设计描述和要求 - 2 -(一) 彩灯控制器设计要求 - 2 -(二) 课程设计的总体要求 - 2 -三、课程设计内容 - 3 -（一） 原理分析 - 3 -(二) 器件选择 - 5 -（三） 电路连线 - 6 -1.时钟信号电路 .- 6 -2. 花型控制信号电路 - 6 -3.花型演示电路 .- 7 -4.总体电路图 .- 9 -5.电路测试 .- 9 -四、分析与总结 .- 11 - 2 -八路彩灯控制电路一、课程设计目的(一) 进一步掌握数字电路课程所学的理论知识。(二) 了解数字电路设计的
2、基本思想和方法(三) 熟悉几种常用集成数字芯片，并掌握其工作原理二、课程设计描述和要求实现彩灯控制要求设计的彩灯路数较少，且花型变换较为简单，故采用移位寄存器型彩灯控制电路。(一) 彩灯控制器设计要求设计并制作 8路彩灯控制电路，用以控制 8个 LED按照不同的花色闪烁，要求如下：1 接通电源，电路开始工作，LED 灯闪烁；2 LED灯按照事先设计的方式工作(二) 课程设计的总体要求1. 根据设计任务，每组成员共同完成一份设计电路图2. 根据设计的电路图，两人一组，利用万能板完成电路的焊接，并调试成功；3. 俩人共同完成一份设计报告。三、课程设计内容（一） 原理分析1. 针对题目设计要求，经过
3、分析与思考，决定以下方案：- 3 -总体电路共分三大块。第一块实现花型的演示；第二块实现花型的控制及节拍控制；第三块实现时钟信号的产生。主体框图如下： 2. 根据所提供的实验器材各模块总体思路如下： 时钟信号 CP电路由 555定时器构成的多谐振荡器花型控制电路 由两片 161 4位二进制同步计数器和一些非门共同完成花型演示电路 由两片 194 双向移位寄存器完成，可左移右移完成花型变化3.整个花型控制电路设计如下：花型 1 8路灯分两半，从右至左渐亮，全亮后，再分两半从右至左渐灭。循环两次 花型 2 从两边到中间对称地逐次渐亮，全亮后仍由两边到中间逐次渐灭。循环两次花型 3 从中间到两边对称
4、地逐次渐亮 全亮后仍由中间到两边逐次渐灭。循环两次 4.将两片 194分为低位片 1和高位片 2，再将其输出端从低位到高位记为L1L8，所以四种花型的 L1L8的状态值变化情况如下表 序号 花型 1 花型 2 花型 3- 4 -1 00000000 00000000 000000002 10001000 10000001 000110003 11001100 11000011 001111004 11101110 11100111 011111105 11111111 11111111 111111116 01110111 01111110 111001117 00110011 0011110
5、0 110000118 00010001 00011000 10000001三种花型每种花型显示两遍，116 显示第一个花型，1732 显示第二个花型，3348显示第三个花型。5.要用 194实现四个花型的连续显示必须对两片 194的 S1、S0 和SL、SR 每一节拍的变化进行相应的改变 两片 161级联的输出端从 Q0Q7根据变化的花型频率选用高位片的 Q5、Q4 分别去控制 194的 S1和 S0、SR 则由 161的另一些输出端经过与非门来进行逻辑控制。列出各花型和其对应的 194的S1、S0、SL、SR的输入信号及节拍控制信号列表如下：低位片高位片花型S1 S0 SR SL S1 S
6、0 SR SL1 Q5 Q5 Q2 Q4 Q4 Q22 Q5 Q5 Q2 Q4 Q4 Q23 Q5 Q5 Q2 Q4 Q4 Q2控制结果表达式如下:- 5 -194低位片：S1=Q5，S0=Q5 ，SR=SL=Q2 ；194高位片：S1=Q4，S0=Q4 ，SR=SL=Q2 。（二）器件选择74LS161（四位二进制同步计数器） -2 个；74LS194（移位寄存器） - 2个；74LS04（六非门） - 2个；发光二极管- 8 个；555 - 1个；电容： 4.7f -1 个；001f -1个；电阻： 20k - 1个；30k-1 个；（三） 电路连线1.时钟信号电路由一片 555定时器加上
7、适当电容及电阻构成多谐振荡器实现。电容取：4.7f 0.01f电阻取：20 k 30 k- 6 -时钟信号频率为： f=1/T=1/0.69(R1+R2)c1hz电路图如下：2. 花型控制信号电路由二片 161级联的模 48（三种花型节拍总数）计数器实现。将其几个输出信号加上适当门电路产生三种花型所需的输入信号。电路图如下：- 7 -3.花型演示电路由二片移位寄存器 194级联实现。其八个输出信号端连接八个发光二极管，用其输出信号控制发光二级管的亮灭实现花型演示。电路图如下：- 8 - 9 -4.总体电路图5.电路测试电路组装完成后，实际测量的各个单元电路的输入、输出信号波形1基本 CP脉冲产
8、生电路波形图波形图2. 测试波形: (列依次为 CP脉冲,低位片 194A,B,C,D,高位片 194A,B,C,D。即L1-L8)花型一：- 10 -花型二：花型三：- 11 -四、分析与总结1.本实验应用元件比较少，但结构比较复杂，每一步都要仔细认真，分块接线检验，尤其是连控制电路时，由于连线过多，容易出错。2.通过这次试验加深了对原器件的认识，对器件的良好应用是实验成功的关键。3.实验中要注意的细节，注意芯片的清零功能和置位功能。4.通过几天的努力，在老师的帮助下，我们这组完成了移位寄存彩灯控制电路，认识到实际电路很复杂，通过这次试验对设计电路的认识加深了5对电路的设计分析有了较为明确的了解。五、参考文献1、高等教育出版社 康华光主编的电子技术基础 2、内蒙古农业大学自编教材 刘晓民 裴登嵩编电子技术基础实验指导书
