数字电路课设报告.docx

1、数字电路课设报告沈阳航空航天大学课 程 设 计（说明书）多路彩灯控制器的设计班级 / 学号 学 生 姓 名 指 导 教 师 房 启 志 沈阳航空航天大学课 程 设 计 任 务 书课 程 名 称 数字逻辑课程设计 院（系） 计算机学院 专业 计算机科学与技术 班级 学号 姓名 课程设计题目 多路彩灯控制器的设计 课程设计时间: 2011 年 7月 11日 至 2011年 7 月 24 日课程设计的内容及要求：一、设计说明设计一个多路彩灯控制器。彩灯控制器可以自动控制多路彩灯按不同的节拍循环显示各种灯光的变换花型。其原理框图如下图所示。LED灯输出 图1 多路彩灯控制器原理框图二、技术指标要求设计

2、一个简易的八路彩灯控制器电路。 1控制八路LED彩灯进行显示； 2显示花型为从左到右依次点亮LED；从左到右依次熄灭LED；从右到左依次点亮LED；从右到左依次熄灭LED，同时点亮LED；同时熄灭LED然后依次循环。4节拍电路由 555 定时器构成，状态转换节拍为0.5S。三、设计要求1系统上电后自动运行，在选择器件时，应考虑成本。2根据技术指标，通过分析计算确定电路和元器件参数。3画出电路原理图（元器件标准化，电路图规范化）。四、实验要求1根据技术指标制定实验方案；验证所设计的电路。2进行实验数据处理和分析。五、推荐参考资料1谢自美.电子线路设计实验 测试 (第三版) M.湖北：华中科技大学

3、出版社，2005年2童诗白、华成英主编者.模拟电子技术基础M.北京：高等教育出版社，2006年3阎石主编.数字电子技术基础M.北京：高等教育出版社，2002年4谭博学主编.集成电路原理与应用M.北京：电子工业出版社，2003年六、按照要求撰写课程设计报告指导教师 年 月 日负责教师 年 月 日学生签字 年 月 日成绩评定表评语、建议或需要说明的问题：指导教师签字： 日期：成 绩一、概述多路彩灯控制器是由时钟信号、计数电路、状态转化电路、移位寄存器等最后由LED灯输出不同的花型。LED是一种超节能产品，它不仅工作电压低，而且使用寿命很长等很多优点。本设计用8路LED设计出的彩灯控制电路具有：低能

4、耗、花色多、性能忧、实用美观等特点。而具体的课程设计（设置555时钟信号源，计数器，状态转化图，移位寄存器，LED灯等等），既可以提高我们的思考能力和实际分析问题能力，还有助于我们加深对数字电路的认识和了解，进一步激发学习的兴趣，为后续学习打下基础。二、方案论证设计一个多路彩灯控制器，彩灯控制器可以自动控制多路彩灯按不同的节拍循环显示各种灯光的变换花型。首先设计一个由555定时器构成的多谢振荡器产生一个节拍为0.5S的时钟信号，输出给四块芯片的对应引脚；两块163芯片级联构成256进制的计数器；由两块163芯片的输出接状态转化电路，由状态转化电路控制不同的花型，输出给移位寄存器；两块移位寄存器

5、级联后输出给LED灯。方案原理框图如图1所示。 图1 多路彩灯控制器原理框图三、电路设计1.时钟信号电路时钟信号电路由555定时器构成多谢振荡电路。其振荡周期为：T=（R+2R）CLn2=（50+2*50）*5*Ln2=0.5250.5S；555构成的时钟信号电路如图2所示。图2 555时钟信号电路2.计数器电路计数器电路由两片74LS163芯片构成，74LS163芯片是十六进制的计数器。两片芯片级联构成一个256进制的计数器，它的时钟信号由上一级的555时钟信号提供，电路如图3所示：图3 163构成的计数器3.状态转化电路状态转化电路的作用就是控制不同的花型，由两个非门，两个与非门，和一个异

6、或门组成，电路如图4所示：图4 状态转化电路 4.移位寄存器与LED灯74LS194为双向移位寄存器，两块194芯片级联在和8路彩灯组合就可以完成显示任务，寄存器采用“串入并出”的方式，电路如图5所示： 图5 移位寄存器及LED灯四、性能的测试1.555时钟信号测试按照计算的各个元件的值接好电路，构成时钟信号电路，输出的波形如图6所示：由图6可以看出时钟节拍约为0.5S。图6 时钟信号输出波形及周期2.移位寄存器及LED灯的测试移位寄存器从上一级接受脉冲信号，第一个脉冲来了第一个灯亮，如图7所示：图7 第一个脉冲来第一个灯亮移位寄存器接受第二个脉冲，第二个灯也亮了。如图8所示：图8 第二个脉冲

7、来第二个等也亮五、结论本电路通过Multisim.V10.0.1仿真成功，可以完成任务书中的各个要求，可以自动重复用LED灯显示三种花型，即从左到右依次点亮LED；从左到右依次熄灭LED；从右到左依次点亮LED；从右到左依次熄灭LED，同时点亮LED；同时熄灭LED。六、性价比 本电路使用的元件不仅个数少，而且价格便宜，连接不是很复杂，花型简单好看。因此性价比比较高。七、课设体会及合理化建议通过这次课程设计我学了比较多的知识。对于刚刚学完的课本知识，我感觉很朦胧，对各种元件都不是很了解，只是知道个别芯片的功能。通过这次课程设计，我了解了74LS系列的很多芯片，尤其是对74LS160，74LS1

8、63，74LS194等等。学会了这些芯片的各个引脚该怎么接，有什么样的功能；还学会了两块芯片的级联；学会了555定时器构成多谢振荡电路产生时钟信号等等；我认为最重要的是我学习了设计电路的思维，学习逻辑电路，我们更应该学习思维逻辑理论联系实践才能更加了解知识，知其然知其所以然。所以我认为逻辑电路课程设计应该继续加强对逻辑思维能力的锻炼和考验。 参考文献1 阎石主编. 数字电子技术. M北京：高等教育出版社，2006年2 崔瑞雪 张增良主编 电子技术动手实践.-北京：北京航空航天大学出版社，2007年3 王立欣 杨春玲主编 电子技术试验与课程设计-哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2003年4 童诗白、华成英主编者.模拟电子技术基础M.北京：高等教育出版社，2006年附录I 总电路图附录II 元器件清单序号编号名称型号数量1U1移位寄存器74LS19422U2计数器74LS16323U3与非门4011BD24U4非门4009BCL25U5555定时器16U6异或门4070BT17R1R2电阻50k28C1电容5uf19C2电容0.01uf110VCC电源5V111X1X2X8LED灯2.5V8