数字逻辑课设循环彩灯系统设计.docx

1、数字逻辑课设循环彩灯系统设计 学生课程设计报告书课程： 数字逻辑 课题： 循环彩灯系统设计 级 计算机信息技术 系 专业 班学号： 姓名： 指导教师： 20122013学年 第 2 学期循环彩灯系统设计一、设计目的1.设计一循环彩灯控制线路，在通过逻辑电平开关设置初始状态后，能实现8路LED彩灯循环亮灯。2.综合应用数字逻辑知识设计一个循环彩灯系统。了解各种元器件的原理及其应用。3.掌握multisim软件的操作并对设计进行仿真。4.锻炼自己的动手能力和实际解决问题的能力。二、设计任务与要求1、设计任务设计一循环彩灯控制线路，在通过逻辑电平开关设置初始状态后，能实现8路LED彩灯循环亮灯。2、

2、设计要求1.利用Multisim仿真软件完成8路循环彩灯控制电路系统的设计，且发光二极管的亮度明显可见。2.根据课设要求确定电路的形式，分析其工作原理，计算元件参数。3.列出需要的元件清单，在仿真软件中找出并连接好线路。4.在仿真软件上连接好点啦，并且测试，达到要求。5.记录实验结果，使得彩灯有规律的发亮，按顺序显示彩灯，当一个循环结束，返回继续循环：绿-绿蓝蓝红红橙橙，接着返回绿色 循环6.原件和芯片的放置合理，使得界面整洁美观，布线紧密合理。三、8路彩灯循环系统电路原理及设计1、设计方案根据课设要求，循环彩灯系统，首先需要产生一定的脉冲信号来实现，通过采用555定时器通过链接成一个多谐振荡

3、器，振荡电路来实现；各个彩灯发亮之间需要一定的显示时间，此功能可以通过添加D触发器来实现，然后用74LS160计数器转换脉冲信号用来控制彩灯的显示方式。最后链接其显示电路，通过74154N译码器实现。1.根据课题要求，列出电路中各个功能需要的芯片和原件，元器件列表 表1 序号 器件名称 数量 备注 1555定时器 1 连接成多谐振荡产生脉冲信号2D触发器 3控制循环彩灯显示时间3 74LS00D 1 单稳态振荡器4电容 2100nf 10nf各一个5电阻 36K 5K 300各一个6LED二极管8绿蓝红橙各两个774ls161N1计数器，转换脉冲信号874154N1译码显示电路9电源VDD V

4、CC210地线211连接线若干2.确定芯片，根据课题画出电路图，并且根据电路图在仿真软件上连接好各个元器件。3.连接完实验的电路图，检查是否连接正确，接通电源测试是否可行。4.检查电路功能的视线，进行调试等操作。5.记录实验结果，并截图。6.分析实验数据等2、系统框图 循环彩灯系统的控制是通过数字集成电路的构成来实现，利用LED发光二极管构成一个发光序列。主要是利用计数器和译码器等原件来实现。通过发光二极管的发亮顺序来实现彩灯的循环功能。讲振荡器的振荡脉冲进行计数，计数器的输出作为译码器地址输入，经过译码器控制各路的彩灯按照顺序发亮。其系统框图555定时器 - 74LS161N -74154N

5、-LED灯1.555时序电路：555定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。一般用双极性工艺制作的称为 555, 555定时器的电源电压范围宽 ,可在 4. 5V16V工作 ,因而其输出可与 TTL、CMOS或者模拟电路电平兼容主要用来产生脉冲信号。因为循环彩灯对频率的要求不高，只要能产生高低电平就可以了，且脉冲信号的频率可调，采用555定时器组成的振荡器，电路如图，其中R1，R2，C1为定时原件2.分频电路：用D触发器（数量可增可减）设置分频电路控制彩灯实现彩灯的显示时间。电路如图3.计数器控制电路用74LS161n计数器转换脉冲信号用来控制彩灯的显示方式。其中置 A，B，C，D为

6、0也就是接地；CLK端接脉冲信号，LOAD，END，ETN三端接高电平。4.显示电路：74154N中0007接口按序链接18号LED彩灯其中01.02为绿色的LED灯，03.04为蓝色，05.06为红色，07.08为橙色。5.总电路图：实验的结果截图：按亮灯顺序截图：绿-绿蓝蓝红红橙橙结果总结：上图电路能按照一次循环的顺序使LED灯按照规定的顺序循环发亮。四、设计过程中的问题和解决办法1.时钟信号产生电路，主要芯片是555定时器，刚开始选择外围的电阻电容的参数比较困难，需要经过计算测试。2.实验过程中，可能刚开始会难以找到各个元器件，通过熟悉此仿真软件的使用，能比较便利的找到各个元件，顺利的连接好电路图。3.途中，也许电路的连线出现了一些错误，及时纠正，发现问题，更改路线，解决此类问题。五、心得体会 这一课程设计使我们将课堂上的理论知识有了进步的了解。了解了更多电子元件的工作原理，如：555定时器，74154N，D触发器，74LS161N，74LS00D等。但同时也暴露出我在知识上掌握不足等缺点。其次在此次设计过程中使我熟悉了软件的使用，同时在电脑的电子设计和绘图操作上有了进一步提高。或许电路图中有的地方可以更加完善。在设计过程中遇到了一些问题，查找相关资料。在以后的学习生活中培养自己独立思考的能力，积极参加多种设计活动，培养自己的综合能力。