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彩灯控制器课程设计.doc

发布时间：2022-06-13 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：0.11M 资料格式：doc 举报 版权申诉
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    一、总体方案的设计
    1、基本电路及框图
    二、单元电路的实现
    1.花型演示电路
    2．花型控制信号电路
    3．时钟信号电路
    三、电路组装、调试过程中遇到的问题及解决办法
    四、分析与心得
    五、附录：
    六、参考文献：
    目录 一、 总体方案的设计.............................................................................................2 1、基本电路及框图.................................................................................................2 二、 单元电路的实现.............................................................................................3 1. 花型演示电路............................................................................................... 3 2．花型控制信号电路.......................................................................................4 3．时钟信号电路...............................................................................................5 三、电路组装、调试过程中遇到的问题及解决办法..........................................7 四、分析与心得.......................................................................................................7 五、附录：...............................................................................................................8 六、参考文献：.......................................................................................................9 1
    一、总体方案的设计 1、基本电路及框图 总体电路共分三大块。第一块实现三种花型的演示；第二块实现花型的状 态控制；第三块实现时钟信号的产生。 主体框图如下： 三种花型演示电路 花型状态控制 时钟信号产生电路 电路设计模块化，易于检查电路，对后面的电路组装及电路调试带来方 便。时钟信号电路采用 555 多谐振荡电路，便于调试。花型控制电路简单， 花型比较简单。 2、总体电路图： 2
    二、单元电路的实现 1. 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： 3
    2．花型控制信号电路 由一片 74ls161 与一片 74ls112（三种花型节拍总数）计数器加 D 触发器实 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，并将 计数器的重置（计数器用置数法设计）信号通过 JK 触发器（确保每个状态保 持 16 拍）反馈到花型控制电路。 电路图如下 4
    3．时钟信号电路 由一片 555 加上适当电容及电阻实现。 电容取：4.7μf 0.01μf 电阻取：150 kΩ 4.7 kΩ 时钟信号频率为： f=1/T=1/0.7(R1+R2)c=1hz 电路图如下： 5
    由于仿真图与实际图存在误差，调整了参数，仿真图如下： 6
    三、电路组装、调试过程中遇到的问题及解决办法 在电路组装过程中，遇到的最大问题是，当时设计时考虑不周全，芯片 分布不够合理，出现了许多“特长线”。不但影响布线速度，而且也会给后来 的调试带来不必要的麻烦。当时已经布线不少，不可能重新开始，再三权衡， 最后只移动了一个芯片，问题就得到了很大改善。其次就是布线，因为要求 不准交叉，且横平竖直，所以在保证连通的情况下，在布线上也下了不少工 夫。调试过程中，第一轮用万用表欧姆档测试，就遇了实验板上有插孔不通 的情况，导致芯片不能正常工作。相对于别的办法，我选择了导线显式连通， 因为其更明晰，更易实现。对于高阻导线则只能换掉。第二轮接电后，用万 用表的电压档测试单元电路的状态。如：时钟信号电路的信号是否正常产生， 控制信号电路中的计数器能否正常计数，JK 触发器能否每 16 拍翻转一次， 最后在整体上测试一遍。 在整个调试完成后，却遇到的新问题：彩灯演示时有时正常有时混乱。 在排除其它可能的情况下，我仔细检查各端子的连接情况，发现清“0”端在 清“0”后悬空了。将其插到电源正极后，发现问题解决了。 四、分析与心得 课程设计刚开始，拿着选定的题目不知如何入手。毕竟课程设计不同于 实验课，电路图都要自己设计。静下心来，仔细分析题目，再加上指导老师 的说明与提示，心中才有了谱。将整个系统根据不同的功能化分成模块，再 分别进行设计，逐个攻破，最后再将其整合即可。 在设计过程中，既有用过的芯片，又有没用过的，只能自己查表，分析 功能。即学即用。最后调试阶段，哪怕一个小小的错误也会使结果出不来。 7
    只好一条线一条线地查，一个孔一个孔地测。结果终于出来了，又发现有的 地方还应改进。如快慢节拍不是很明显，花型比较简单，且 555 产生的时钟 信号频率太小等等。 通过这次课程设计，使我受益颇多。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。在此基础上学习了数字系统设计的基本 思想和方法，学会了科学地分析实际问题，通过查资料、分析资料及请教老 师和同学等多种途径，独立解决问题。同时，也培养了我认真严谨的工作作 风。 五、附录： 555 定时器 双四位移位 计数器 二输入异或门 三输入非门 二输入与非门 六反相器 电阻 电阻 电容 原器件清单 U1 U2 U9 U10 U11 U12 U13 R7 R8 C1 NE555 74LS194 74LS161 74LS86 74LS10 74LS00 74LS04 100K 5.1K 4.7uf 8 一块 二块 一块 一块 一块 一块 一块 一个 一个 一个
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