数字电路课设报告.docx
《数字电路课设报告.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数字电路课设报告.docx（12页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
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=0.525
0.5S；
555构成的时钟信号电路如图2所示。
图2555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3163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74LS160，74LS163，74LS194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
1
U1
移位寄存器
74LS194
2
2
U2
计数器
74LS163
2
3
U3
与非门
4011BD
2
4
U4
非门
4009BCL
2
5
U5
555定时器
1
6
U6
异或门
4070BT
1
7
R1R2
电阻
50kΩ
2
8
C1
电容
5uf
1
9
C2
电容
0.01uf
1
10
VCC
电源
5V
1
11
X1X2…X8
LED灯
2.5V
8
升级会员 