数字电路课程设计报告书-多路彩灯控制器.doc

数字电路课程设计报告书-多路彩灯控制器.doc西安邮电学院
数字电路课程设计报告书
——多路彩灯控制器

系部名称
:
通信工程系
学生姓名
:
专业名称
:
通信工程(科学技术)
班级
:
科技0503
实****时间
:
2007年12月10日至2007年12月21日
课程设计题目
多路彩灯设计
二、设计的任务和要求
1)设计八路彩灯,要求三种花型。
2)选作:设计分频电路实现不同频率的彩灯电路。
三、系统总体设计方案及系统框图
方案一:系统的cp脉冲由555构成的多谐振荡器产生;由两片74芯片来产生三个状态的模三计数器,每个状态持续十六个cp周期,以一片161的co输出端来控制74芯片的clk输入端,以此实现每个状态持续十六个cp周期。用两片194来组成显示电路,194的八个输出端控制八路彩灯。两片74 的四个输出端组成三个状态,四个输出端分别用来控制两片194 的左移和右移控制端,并用这四个输出加上门电路来控制194 的左移和右移串行输入端。总体由cp脉冲产生模块、计数并控制模块、显示模块组成。
设计原理:多路彩灯系统主要由计数器、控制器、显示器和脉冲信号发生器等模块组成。脉冲发生器是该系统中计数器和显示器的标准时钟信号源,D触发器器输出两组信号灯的控制信号,经显示电路后驱动信号灯工作,控制器是系统的主要部分,由它控制器显示电路的工作。
计数模块
脉冲产生模块
控制模块
显示模块
单元电路的设计:

时钟信号产生电路主要由555定时器组成多谐振荡器产生稳定的脉冲信号,送到其他模块电路。脉冲产生电路根据需要产生“0”、“1 ”信号,电路图如下所示:

系统的频率控制电路是由一片161完成的,161是4位二进制同步计数器,它具有同步清零,同步置数的功能,利用它的进位输出端来得到十六分频信号cp2,作为下一模块既控制模块clk 信号,以使其达到每一状态持续十六cp周期的目的。

控制模块由两片74芯片完成,产生三个状态循环,来控制显示电路的输入端,每个状态持续十六个cp周期。

4显示器电路
系统的显示器部分是由两块194完成。主要功能在控制电路的控制下左移和右移,加上对串行输入端的控制来完成彩灯的循环亮灭。
以上为各模块电路的电路图,方案一的总电路图为:
5、用到的器件:555 (1)、,74LS161(2)、74LS74(2)、74LS194(2)、74LS04(1)、74LS08(1)、74LS00(2).
发光二极管7,电阻电容.
6、该设计方案的优点:各个模块可以独立设计,一个模块的变动不会太影响其他模块,仿真的结果和设想的一样。
7、该设计方案的缺点:没有设计分频电路,完成的功能太简单。而且用到的芯片比较多,完成的功能却不多。连接线路比较复杂,实际操作会有一定的困难
方案二:彩灯系统可大体分为:脉冲产生电路,状态控制电路,信号显示电路和分频电路。其状态图如所示:
脉冲产生电路
分频电路
控制电路
结果显示电路
设计原理:时钟信号产生电路主要由555定时器组成多谐振荡器产生稳定的脉冲信号,送到其他模块电路。脉冲产生电路根据需要产生“0”、“1 ”信号,信号通过分频电路转换频率,形成不同频率。用一个D触发器和一片151来形成分频电路,并用计数电路反馈信号控制,以达到每一次循环过程有不同的频率。用两片161来计数,并反馈信号给151,同时161
的低位片输出端控制两片151的地址输入端,并结合门电路的使用给151各输入端置数。151的输出控制显示电路既两片194的左移右移以及串行数据输入端,来控制彩灯的循环花型。
单元电路的设计:
脉冲产生电路
确保整个电路装置同步工作和实现定时控制。由1个555定时器,, uF电容,。其电路图如图所示:
2分频电路
由一片74和一片151 来完成功能,对前32个cp周期实现二分频,后十六个cp周期不分频,这样为一循环。
3、控制器:
控制器是电路的核心部分,用74LS161和74LS151来完成功能,分频电路输出的脉冲来控制161的clk输入端,161和151共同完成对显示电路194的各输入端的控制。
4、显示电路
前32 个cp 周期已经被二分频了,为同一花型,后面两个花型都是单节拍的。由控制电路给194的左移右移控制端以及串行数据输入端信号。194的输出端控制八路彩灯。