循环彩灯控制器课程设计.doc

数字电子技术基础课程设计河南城建学院自动化专业题目: 循环彩灯控制器姓名: 学号: 指导教师: 时间: 2014 年 6月 16日~ 2014 年 6月 19 1. 有助于加深我们对操作系统这门课程的理解, 我们在课堂上学的都是基础理论知识, 对于如何用程序语言来描述所学知识还是有一定难度。通过课程设计,我们可以真正理解其内涵。 2. 有利于我们逻辑思维的锻炼, 程序设计能直接有效地训练学生的创新思维、培养分析问题、解决问题能力。即使是一个简单的程序, 依然需要学生有条不理的构思。 3. 有利于培养严谨认真的学****态度, 如果不够认真或细心, 那么可能就导致接线错误, 从而无法得出运行结果。那么, 这个我们反复调试,反复修改的过程,其实也是对我们认真严谨治学的一个锻炼。 1. 以电子技术基础的基本理论为指导, 将设计实验分为基础型和系统型两个层次, 基础型指基本单元电路设计与调试, 系统型指若干个模拟、数字基本单元电路组成并完成特定功能的电子电路的设计、调试; 2. 熟悉常用电子仪器操作使用和测试方法; 3. 学****计算机软件辅助电路设计方法, 能熟练应用电子线路 CAD 进行电路设计和印刷电路板的设计制作; 4. 学****电子系统电路的安装调试技术; 5. 拓展电子电路的应用领域, 能设计、制作出满足一定性能指标或特定功能的电子电路设计任务。……………………………………………………… 3 ……………………………………………………… 3 …………………………………………………… 3 …………………………………………… 4 ………………………………………………… 6 …………………………………………………… 7 ………………………………………………………… 12 八. 参考文献………………………………………………………… 14 ………………………………………………………… 15 ……………………………………………………………… 16 数字电子技术基础课程设计第3页一. 设计的题目循环彩灯控制器二. 设计的要求 1. 共有红、黄、绿3 色彩灯各 9个, 要求按照一定顺序和时间关系亮灭。 2. 动作要求:先亮红灯、后绿灯、再黄灯,分别按照 s 的速度跑动一次。然后全部红灯亮 5s ,后绿灯亮 5s 、再黄灯亮 5s, 以此顺序和时间关系进行循环。三. 电路设计分析该循环彩灯控制器与其他普通彩灯电路不同, 他要求电路中有三种不同颜色的彩灯——红绿黄各九个。运行的时候先亮红灯、后绿灯、再黄灯, 分别按照 的速度跑动一次。然后全部红灯亮 5s, 后绿灯亮 5s、再黄灯亮 5s。以此顺序和时间关系进行循环。这样就要求我们设计有两个时间脉冲控制,首先是用 的频率脉冲控制,使红灯、绿灯、黄灯依次跑动一次,然后换成 5s 的频率脉冲控制,全部红灯亮 5s, 然后全部的黄灯亮 5s, 最后到绿灯亮 5s。等全部的绿灯亮 5s 后,电路又换回到用 的频率脉冲控制,如此循环下去。由以上对电路的功能描述, 初步确定, 总的电路主要是由 5 个单元电路组成, 其结构框图如图所示。整个电路可由时钟脉冲产生电路、脉冲选择电路、计数器、译码器以及彩灯电路 5 个部分组成。其真值如下图所示数字电子技术基础课程设计第4页结构框图如下图所示四. 元件选择的方案比较 1. 时间脉冲电路的选择方案一: 由门电路构成的多谐振荡器。当电源电压波动时, 会使振荡频率不稳定, 容易受温度、电源电压及外界干扰的影响, 因此频率稳定性较差。方案二: 由集成施密特触发器组成多谐振荡器。通过电容值和可调的电阻值来确定输出矩形波的频率值( 通常为 10HZ ), 并且集成施密特触发器具有较好的性能,其正向阀值电压 UT+ 和负向阀值电压 UT- 也很稳定,有很强的抗干扰能力,使用方便,电路简单可调。红灯 100 绿灯 010 黄灯 001 脉冲选择电路计数器电路译码器电路彩灯电路时钟脉冲产生电路数字电子技术基础课程设计第5页根据各方面因素的分析, 很明显方案二更好。所以选择了由集成施密特触发器组成多谐振荡器。 2. 计数器的选择方案一: 74LS161 芯片( 74LS160 、 74LS162 、 74LS163 和 74LS16 1 类似) ,是一个具有异步清零、同步置数、可预置的四位二进制计数器。方案二: CD4017 ,它是一片十进制计数器,该器件具有 10 个译码输出端, 每个译码输出端通常处于低电平, 在时钟脉冲由