八路循环彩灯电路设计.docx

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八路循环彩灯电路设计
大纲:灯光的闪烁和流动可以用于各样各样的装饰,比方电子门标、广告装饰等。灯光的流动总是特别吸引别人的注意力。在夜晚,在城市的街头,当广告牌上的灯光流动起来时,
城市就会马上变得生动起来。我所设计的彩灯控制电路是原理很简单的一种利
用大学所学
到的数电知识制成。只要认识几种集成电路便可轻松理解它的原理。做好的
彩灯可以放在
室内,主人会感觉温馨;放在餐厅等地方可以增加气氛。
本文基于电子线路CAD常用软件Protel99SE设计了一个简单的循环彩灯电路,各
路
彩灯由发光二极管模拟代替。采用
555准时器,计数器,移位器,产生控制循环信号,
再
利用74LF161A计数器和74LS194左右移位存放器组成驱动电路来依次控制彩灯循环
闪烁。
循环彩灯电路由驱动电路、输出电路、时钟电路和电源等为整个系统工作提供所
需的能源。
CMOS电路对电源电压的要求相对照较宽松。循环彩灯电路是由
TTL集成
电路做成,并
且采用5伏电源供电。时钟电路是由
555多谐自激震荡集成电路制成,与电
阻和电容一起
组成时钟周期发生器,为电路提供时钟信号,支持整个电路的工作。驱动电路是由74LF161A
计数器和74LS194左右移位存放器组成,用以驱动发光二极管正常工作,并且在时钟电路的控制下让八个发光二极管循环工作。
重点词:八路彩灯;555准时器;计数器;移位存放器
TheDesignOfEightLinesCirculatingLights
Abstract:Lightsflashingandtheflowcanbeusedforavarietyofdecoration,suchaselectronicdoorstandard^',thestreetsinthecity,,theownerwillfeelwarm;onrestaurantsandotherplacestoincreasetheatmosphere.
BasedontheelectroniccircuitscommonlyusedCADsoftwareProtel99SEdesignedasimplecircuitlightscycle^andthebrightestlightsfromthelight-,counters,shifters,resultinginthecontrolloopsignal,,outputcircuit,
,andthe5-^excitedoscillation,,light-emittingdiodestodrivetowork,andunderthecontroloftheclockcircuitsothattheworkcycleofeightlight-emittingdiodes.
Kev
words

Eightlinescirculatinglights;555timer;Counter;Shiftregister
1弓丨言......................................
1
2
系统组成及工作原理..................................
1

基础设计目的.................................................................
1

基础设计要求.................................................................
1

总体设计思路.................................................................
2

电路框图.....................................................................
2

PCB板布线....................................................................
2
布局规那么
................................................................
2
布线规那么.................................................................
2
3
循环彩灯的系统组成.................................
3

555准时器电路
...............................................................
3
准时器电路产生时钟脉冲.................................................
3
555准时器组成的多谐振荡电路...........................................
4

74F161A及74LS194的功能...................................................
5

四位二进制同步计数器...........................................
5
74LS194
四位双向移位存放器.............................................
6

设计彩灯控制电路.............................................................
7

电路图的仿真.................................................................
7

PCB板布线与制做方案的实施...................................................
8
PCB板布线.............................................................
8
PCB板制作.............................................................
8
4
循环电路的总体设计................................................................
8

循环彩灯原理图
...............................................................
8

循环彩灯仿真图................................................................
9

循环彩灯PCB图..............................................................
10

循环彩灯装配图...............................................................
10

循环彩灯实物图.............................................................
11
5
实验结果的调试与查验............................................................
12

调试技巧方法................................................................
12

调试中出现的原因、故障及消除的方法..........................................
12
6
总结与设计结论...................................................................
12

总体结果.....................................................................
12

设计结论.....................................................................
13

收获.........................................................................
13
参照文件
..........................................................................
16
致谢..............................
错误!未定义书签。
附录表............................................................................
16
随着“数字化〞的浪潮席卷几乎一切领域。由于电子产品更新的快,新产品开发速度日异月新,
所以对电子自动化〔EDA的设计提出了更高的要求,促进了数字化的飞快展开。数字电路的设计过程
和方法也在不断的展开和完善。
经过这次毕业设计主若是:以Protel软件为设计平台,认识根本的数字电路知识,学****根本的集
成元件的连接方法,掌握电子设计的基础知识,并且运用这些知识设计循环彩灯电路。认识根本的集成
芯片并且运用之以根据要求设计循环彩灯电路。电子线路CAD的根本含义是使用计算机来完成电子线
路的设计过程,包括原理图的编写,电路功能仿真,工作环境模拟,印制板设计〔包括自动布局、自动
布线〕与检测〔包括布线、布局规那么的检查和信号的完整性解析〕等。电子线路CAD软件还能迅速
形成各样各样的
报表文件,如元件清单报表,为元器件的采买及工程估算等提供了方便。目前,电子线
路CAD
软件种
类好多,但Protel拥有操作简单、方便、易学等特点,自动化程度高,是目前比较流行的电子线路
CAD
软件之一。
电气工程及其自动化专业是电气信息领域的一门新兴学科,
它的触角伸向各行各业,
小到一个开关的设计,大到宇航飞机的研究,都有它的身影,已经成为高新技术产业的
重要组成局部,
广泛应用于工业、农业、国防等领域,在公民经济中发挥着越来越重要
的作用。专业表达了强弱电结合、
电工电子技术相结合、软件与硬件相结合,拥有交错
学科的性质,电力、电子、控制、计算机多学科综
合,使毕业生拥有较强的适应能力,
是“宽口径〞专业。还有现在我们学校正处在展开过程中,有着很
强的生命力和活力。为了使学生可以适应现在时代的展开,在而培养我们的独立解析学校的大力支持和
系里老师的领导下展开了这次数电课程设计,从办理解决问题的能力,到加强学生之间的团
结。
系统组成及工作原理

经过毕业设计,对数字逻辑的根本内容有进一步的认识,特别是时序逻辑电路的设计。能把上学
期学到的数字逻辑理论知识进行实践,操作。在提高着手能力的同时对常用的集成芯片有一定的认识,
在电路设计方面有感性的认识。而且在进行电路设计的时候遇到问题,经过独立的思考有利于提高解决
问题的能力。在经过课程设计后,更理解数字逻辑电路设计的一般方法,以及在遇到困难怎么消除问题。

基于电子技术基础,设计出一个8路彩灯闪烁显示控制电路
1:使8只二极管代表的彩灯序次依次逐个点亮;
2:再序次依次逐个灭掉;
3:然后闪烁三下,依次循环。
⑹[9][12][17]
根据课程设计要求,要实现本系统,需要设计时钟脉冲产生电路,循环控制电路和
彩灯左移以及全灭全亮功能输出电路。时钟脉冲产生电路由
器触发器。还要有计数器74LF161A和左右移位存放器

74LS194

555准时电路组成多谐振荡
分别实现计数和数据分派。由左右
移位存放器来控制彩灯的循环。

图



电路框图


板布线⑴

布局规那么
PCB板布线采用自动布线和手工布线相结合,
〔1〕元件地址安排的一般原那么。在PCB

进而实现布线的正确性。它的根本布局规那么大体为:
设计中,如果电路系统同时存在数字电路、模拟电
路以及大电流回路,那么必须分开布局,使各系统的耦合到达最小。
同一种类电路〔指均是数字电路、模拟电路〕中,按信号流向及功能,分块、分区放置元器件,
使连线尽可能短。
〔2〕元件离印制板机械边框的最小距离必须大于

2mm〔

80mil

〕以上,如果印制板

安装
空间允许,最好保存

5mm〔200mil

〕。
〔3〕元件的放置地址。在印制板上,除微波电路外,元件只能沿水平和垂直两个方

向排列,
否那么不利于插片或贴片。
〔4〕元件间距。关于中等布线密度印制板,小元件,如小功率电阻、电容、二极管、

三极管
平分立元件的彼此间距与插件、焊接工艺相关。当采用手工插件或手工焊接时,
元件间距可略大点,如

100mil

或以上,否那么会因元件排列过于紧密,给插件、焊接操作

带来不便。

布线规那么
所谓“布线〞,就是利用印制导线完成原理图中元件的连接关系。与布局近似,布线
设计过程中的重点环节,不良的布线可能会降低电路系统抗搅乱性能指标,甚至不能工作。

也是印制板
在布线过程中,必须按照以下原那么:
〔1〕印制导线转折点内角不能小于90度,一般选择135度或圆角;导线与焊盘、过孔的连接处要圆
滑,防备出现小尖角。由于工艺原因,在印制导线的小尖角处,印制导线的有效宽度小,电阻增大;另
一方面,小于135度的转角会使印制导线总长度增加,也不利于减小印制导线的寄生电阻和寄生电感。
〔2〕导线与焊盘、过孔必须以45度或90度相连。
〔3〕在双面、多层印制板中,上下两层信号线的走线方向要相互垂直或斜交错,

尽量
防备走平行线;关于数字、模拟混杂系统来说,模拟信号走线和数字信号走线应分别
位于不同侧面内,且走线方向垂直,以减少相互间的信号耦合;尽量防备、弱信号〔或模拟、数字信号〕
线并行走线,当实在无法防备时,可在两者之间加障蔽隔断。
〔4〕根据电磁感觉原理,关于电流大小相同而流向相反的相关导线应平行走线。
〔5〕在数据总线间,可以加信号地线来实现彼此的隔断;

为提高抗搅乱能力,小信

号线和模
拟信号线应尽量凑近地线,

原理大电流和电源线:数字信号极容易搅乱小信号,

又容易受大电流信号
的影响,布线时必须认真办理好数据总线的走线。
〔6〕连线应尽可能短,尤其是电子管与场效应管栅极、晶体管基极及高频回路。
〔7〕高压或大功率元件尽量与低压小功率元件分开,即彼此的电源线、地线分开走线。以
防备高压或大功率元件经过电源地线的寄生电阻〔或电感〕搅乱元件。
〔8〕数字电路、模拟电路以及大电流电路的电源线、地线必须分开走线,最后在接到系统电
源线上、地线上。形成单点接地形式。
〔9〕导线宽度与流过导线的最大电流相关。一般来说,信号线宽度小于电源线宽度,而电源
线宽度小于地线宽度。
〔10
〕在高频电路中必须严格限制平行走线的最大长度。
〔11
〕在双面电路板中,由于没有地线层障蔽,应尽量防备在时钟电路下方走线。
比方,时钟电路在焊锡面连线时,信号线最好不要经过元件面的对应地址。解决方
法是在自动布
线前,在元件面内放置一个矩形填充区,然后将填充区接地。这样必要时
可将晶体振外壳接地。
〔1
〕
选择合理的连线方式。
〔2
〕
单面板中跨线设置原那么。在单面印制板中,关于交错的印制导线,如果不能通
过元件引
脚走线防备交错,那么必须借助跨接线〔硬质镀银线〕连接。在PCB上设置跨接线时,应按照如下原那么:
经过精心调整元件布局,把跨接数目减到最小。
跨接线尽可能短。
跨接线之间不能交错。
跨接线地址不能与印制板上相邻的其他印制板导线平行,以减小电磁感觉。
循环彩灯的系统组成