多路彩灯控制器的课程设计Word下载.docx
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本文介绍的这种彩灯控制器，具有动感性能，非常有趣。
山于采用集成电路制作,工作稳定可靠，制作容易，具有实用价值，可用于广告灯箱等
二、设计内容及要求：
1.设计内容：
本课题要求设计一台以两种不同的频率分别显示儿种不同的花型的多
路彩灯控制器。
2.设计要求：
彩灯控制器是以高低电平来控制彩灯的亮与灭。
如果以某种节拍按一定规律改变彩灯的输入电平值，控制才等的亮与灭，即可以按预定规律显示一定的花型。
因此彩灯控制电路需要一个能够按一定规律输出不同高低电平编码信号的编码发生器，同时还需要编码发生器所要求的时序信号和控制信号。
综上所述，彩灯控制器应该山定时电路、控制电路、编码发生器电路以及驱动电路组成。
三、电路工作原理：
定时电路产生两种不同的快慢节拍，用来以两种不同频率的节拍显示彩灯的花型，其中振荡器釆用简单易行的555振荡器来实现，555所产生的信号经过两片161级联之后进行分频，其中第一次产生快慢节拍的分频山D触发器实现。
信号经过分频之后经过控制电路来实现花型的变化，编码发生器产生编码后控制灯的亮与灭来实现多路彩灯的花型。
该控制器共控制8路彩灯，花型要求不多，故采用移位寄存器来组成彩灯控制电路。
四、系统需要的元器件
7400
1片
7404
7408
7420
7232
7474
74139
74161
2片
741942片
555定时器1片
发光二极管绿色和红色4个
电容0.Oluf和4.7uf各一
电阻5.1K和150K各一,220欧姆1个
五、选定系统设计方案，画出系统框图
多路彩灯控制器系统框图如下所示:
其中定时器山555振荡器及少量电阻、电容构成，产生的脉冲经过D触发器及门电路组成的快慢节拍分频电路，产生在不同的时间段频率不相同的两种脉冲。
花型控制电路山两片74LS161经过级联之后形成，通过161的记数功能以及其四个输出端来进行分频，进而控制彩灯的各种花型显示变化。
其分频电路如图所示：
其中各个输出端的输出波形如下：
旳-j^rx^"
L^n_^Ln_TL
cnIIILFLJ—L
c«
IIIL
EIL_
经161分频之后得到儿组不同频率的信号，通过139数据选择器来对主控电路的花型进行控制。
编码发生器产生8路高低电平的输入信号，对应控制8路彩灯的亮与灭。
由于要求彩灯的变化灵活，所以编码发生器应该具有“清0”、“移位”等多种功能。
因此可以选择移位寄存器74LS194来实现。
通过两片194的级联来实现8路彩灯的控制。
其电路如图所示：
在每种花型变化的最后一拍后，通过清零电路将其清零，为下一种花型的显示做好准备,
其中主控电路的清零电路如图所示：
各种花型的真值表如下所示：
花型I:
从左至右顺次渐亮，全亮后顺次渐灭。
节拍顺
序
花型I
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
花型II:
从左至右顺次移动，其中两个相邻的灯亮，且每两组为亮的灯之间有一个灯为灭。
节拍
顺序
花型II
花型111：
8个灯中有三个相邻的灯为亮，且顺次右移。
花型III
花型IV：
每两个相邻的灯之中有一个为亮，一个为灭，且顺次右移。
花型IV
六、完整的电路图：
如图为总电路，山如上所述的定时器、主控电路、编码发生电路等儿个部分组成,经过161分频后的频率信号通过139与主控电路相结合来控制彩灯的花型变化输出。
七、调试过程中遇到的问题及解决方法
器件问题:
实验所用个别仪器不灵敬或接触不好，开始做实验总以为是个别仪器有问题，到自己手里的比率非常少，在连接电路时也不先检查。
当完成一小模块检验时，总是通不过。
甚至把整个电路翻了一翻，都无济于事。
当然芯片坏了是比较好的，换一个就可以了。
但如是模板，则整个电路就难保了，免不了从头再来。
这次实习用具主要是模板问题，基本上是插空不通。
解决这类型问题就是在用每个仪器前，养成一个良好的习惯：
先检查。
连接每个线路前，用万用表检查是否连通。
还有在检验电路时或检验小模块时，待电源稳定后再接通电源。
以免造成不必要的干扰。
当接通电路后，收不到想要得结果。
首先检查电路图，看是否设计上有逻辑问题；
若电路图合理，则再检查电路是否导通，若电路导通后仍得不到想要的结果；
那么很有可能是芯片的接口问题，有的教科书上讲到：
悬空的接口一般是高电平。
555定时器不能产生所需脉冲。
其图形见限时电路，与555连接的电容，电阻必须严格按图所示，由于有电容，所以电路先必须充电，然后放电。
电路需一会才能稳定下来。
产生的脉冲起先比较混乱，但一会就会稳定下来。
一会过后还不能产生所需脉冲，若电路如图所示且导通，多半是芯片有问题
设计问题：
（1）芯片多余。
当然不是实验是中的芯片多余，规划用的芯片比实际组装所用的多。
解决此问题的方法是：
规划时要极尽详细，规划好每个细节。
还要清楚每个所用芯片，如7404可以对六种信号取反。
合理的利用每个芯片。
（2）电路朵乱。
在连接电路时不要先忙着联电路，先将所用芯片根据组装需要依次安好在电模板上。
组装的原则是：
所用导线最少，避免长距离拉线，整个电路板整洁，有序。
（3）损坏了数码管和灯管。
由于这些器件所能承受的电流特别小，很容易损坏。
在使用时必须加电组限流。
八、设计心得与体会：
在老师悉心指导下，经过本次课程设计使我进一步巩固课本上的知识并且提高了自己的分析问题和解决问题的能力，还建立了自信，让自己的动手实践能力也得到了提高，为以后的工作打下了一定的基础。
在实验过程中，还使我获得了很多，比如在连接前还要规划好芯片安装位置，否则会在之后的连线中出现困难，这使我懂得了合理安排的重要性，还有在设计计数器时我按照课本上的连接方法74161的LD非端直接接CO非，而导致置数无法置入。
使我对书本上知识的产生怀疑，通过这增强了我的怀疑精神。
其次在设计和连接过程中使我知道交流的重要性，通过交流和讨论使我少走了许多弯路，也使我懂得团队合作的重要性。
总之通过这次实验使我受益匪浅，使我对自己有了更清楚的认识。
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