2022年彩灯控制电路方案设计书.docx

精选学习资料 - - - - - - - - - 西安邮电学院数字电路课程设计报告书多路彩灯掌握器学 院 名 称：电子工程学院名师归纳总结 学 生 姓 名：张奋亚（ 24）第 1 页,共 12 页专 业 名 称：集成电路设计与集成系统班级：电路 0901实 习 时 间：2022 年 06 月 20 日 2022 年 07 月 01 日- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 一 课程设计的题目：多路彩灯掌握器二 课程设计的要求：1 通过学习,娴熟把握各种芯片的功能及其使用方法；2 依据实际的功能需求,合理设计出彩灯掌握器的电路图；3 能够依照设计的电路图搭建出相应的电路,并且具备肯定的纠错才能；三 课程设计的意义：本次课程设计,旨在通过设计、搭建、纠错、实现具有肯定功能的实际电路,提高同学的动手才能、分析问题和解决问题的才能,培育良好的思维方式与习惯；此外,增强同学对555、74LS161、74LS194等常用芯片的把握,学以致用,从而激发同学对后续有关课 程的学习爱好,也是本次课程设计的目标之一；四所用器材：定时器 555 1片 16 进制计数器74LS1613 片中规模集成移位寄存器 74LS194 3 片非门 74LS04 1 片两输入与门 74LS08 1 片LED 发光二极管 13 个 100 欧姆电阻 4 个 4.7K 欧姆电阻 1 个150K 欧姆电阻 1 个 4.7uF 电容 1 个 0.01uF 电容 1 个 斜口钳 面包板 1 片 数字万用表 1 只五各个功能模块的方案设计：1 脉冲信号产生模块名师归纳总结 该模块电路的主要功能是产生实际需要的方波信号作为74LS161、第 2 页,共 12 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 74LS194芯片的 CP 脉冲；由于电路对脉冲的精确度要求不是很高而晶体振荡需要分频,所以选用 2 自动掌握模块555 定时器构成的多频振荡器；该模块的主要功能是通过计数器的计数功能实现不同时刻对不同芯 片的自动掌握；考虑到实际的功能需求,该功能模块由 2 片 74LS161计数器级联而成,再通过74LS04、74LS08的取反、相与功能,通过转变芯片的 Vcc 端电位的高低从而实现在不同时刻对不同芯片工作的自动掌握；低位片的16 个脉冲可以保证每一种花型的顺当输出；而高位片的 4 位输出,通过不同的取反、相与组合,从而保证每个芯片都能够依据最初的设计正常工作；3 实现花型模块该模块的主要功能是显示第一种花色（4 个 LED 灯依次点亮、熄灭）；理论依据是扭环形计数器（也叫约翰逊计数器）,即利用74LS194 的移位功能实现Q3Q2Q1Q0 的状态依次是000000010011011111111110110010000000 等八个状态的反复循 环；4 实现花型模块 该模块的主要功能是显示其次种花色（相邻的两个 LED 灯依次点亮 ） ； 理 论 依 据 是 利 用74LS161、 74LS194 的 功 能 表 , 实 现Q3Q2Q1Q0的状态依次为 00110110110010010011 等 4 个状 态的反复循环；5 实现花型模块名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 该模块的主要功能是显示第三种花色（相邻的三个 LED 灯依次点亮）；理论依据是利用 Q3Q2Q1Q0 的状态依次为 环；74LS194 的置数功能、移位功能,实现 011111100111 等 2 个状态的反复循六各个功能模块的 电路设计：1>脉冲信号产生模块：555 定时器引脚图脉冲信号发生器电路图名师归纳总结 备注： 该脉冲信号发生器接通电源后电容C 被充电,当Vc 上升到第 4 页,共 12 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 2/3Vcc 时,触发器被复位,与此同时,发电BJT导通,此时 V0 为低电压,电容 C 通过 R2 和 T 放电,是 Vc 下降；当 Vc 下降到 1/3Vcc时,触发器又被置为 0,V0 翻转为高电平；当 C 放电后, T 截止,Vcc 将通过 R1、R2 向电容 C 充电；而当 Vc 上升到 2/3Vcc 时,触发器又周而复始,在输出端就得到一个周期性的方波信号,从而为整个电路供应了 CP脉冲；输出波形（ CP）：2>自动掌握模块 74LS161引脚图 74LS161 功能表名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 自动掌握模块电路图备注： 当低位片工作第一个16 节拍时,高位片输出0000,通过低两位的取反、相与,使得只有第一组芯片的Vcc值为 1,掌握第一组芯片的工作；当低位片工作其次个16 节拍时,高位片输出0001,通过低两位的取反、相与,使得只有其次组芯片的Vcc值为 1,掌握其次组芯片的工作；当低位片工作第三个 16 节拍时,高位片输出0010,通过低两位的取反、相与,使得只有第三组芯片的 Vcc 值为1,掌握第三组芯片的工作；当低位片工作第四个16 节拍时,高位片输出0011,通过低两位的取反、相与,没有任何一组芯片的Vcc值为 1,全部芯片停止工作,预备进入下一个周期的运行；3>实现花型模块名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 花型 1 的电路图备注： 16 个节拍正好可以工作两个循环；4>实现花型模块花型 2 的电路图备注： 16 个节拍正好可以工作四个循环；5>实现花型模块名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 花型 3 的电路图 备注： 16 个节拍正好可以工作八个循环；七组装、调试过程中遇到的问题及解决方法：计数器不依据次序计数；缘由：其次排面包板插入芯片时整体接触不 良,有两个芯片被铜丝连接起来,一个芯片被移动位置,结果显示正 常；面包板接触不良时有发生,我们应当准时换插口接入芯片,防止在 接触不好的地方接线而引起串线；连接电路时,正负极连接正常,却有一部分负极与负极用万用检 检测时发生反常,重新搭了一条路线才保证了负极与负极导通； 连接电路时输出可以不连接,但输入必需连接；最好将悬空的输入管脚接高电平,排除电路的一切不稳固因素；理论 中有不少纯抱负化的成分,在试验中应考虑实践中各部分合理论的差 距,差别；在实际中,电阻,电容,的真实值不会那样精确；各器件的 输入端在理论中悬空是表示接高电平,但是实际的规律器件假如输入端 本该接高电平而没接,可能会导致元件的工作不稳固；名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 搭建电路时显现接触不良等情形；这是由于面包板的质量和连线时线 头暴露部分没有完好的接触面包板的铜片造成的；这时应当用万用表测 量各个接头的电压来判定接触是否良好； 发光二极管应接上行或下行电阻来爱护,以免由于电压过大而导致损 坏二极管； 设计前应当娴熟把握每个元器件的工作原理和工作功能,以及中规模 规律器件的管脚图,以免因此而造成不必要的过失 本次课程设计的心得体会：八本次课程设计第一使用了Multism 对整个电路进行模拟,当证实电路搭建无误后再在面包板上进行搭建电路,使得电路搭建速度 较快,而且从本次课程设计中收成很多；可以总结为以下的几点：1>巩固数字电路基础学问 本次课程设计加深了我对数字系统规律设计基本学问的理解；之前,关于数字电路的学问,把握地不是很牢靠,实习课上,通过不断的查找资料完善电路也解决了一些自己在课堂上感到困惑 的问题；由于本次课程设计所需的专业学问比较广泛,所以在完成电路设计的同时也达到了对数电基础学问的复习的良好成效；2>加深对常用芯片的熟悉实习中,对于很多常用的芯片,在运用上,取得了肯定程度的进步；例如遗忘连接Vcc,或者接地线,致使芯片不能正常工作等之前常常发生的状况得到了进一步的改善；名师归纳总结 3>敏捷运用课堂学问理论结合实践第 9 页,共 12 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 本以为此次课程设计会比较简洁,只要依据课堂所学的学问设 计、搭建整个电路即可；实际上就不然,依据理论学问连接的电路 在实际应用中会显现一些漏洞；比如：平常做习题时,我们是不用 考虑导线、电阻是否连接坚固合理的,但在实际情形中,导线电阻 有时是会带来时延造成花型变化的错乱；所以在连接电路时,应当 尽量挑选最短的路径；理论指导实践,但是,理论中有不少纯抱负化的成分,在试验 中应考虑实践中各部分合理论的差距,差别；在实际中,电阻,电 容,的真实值不会那样精确；各器件的输入端在理论中悬空是表示 接高电平,但是实际的规律器件假如输入端本该接高电平而没接,可能会导致元件的工作不稳固；更重要的是,通过本次课程设计,是我熟悉到硬件的调试比设 计更为重要,在调试中发觉问题,然后去追根溯源解决问题,在解 决的过程中不断积存体会,不断提高自己的实践水平；九 主要参考文献数字电路与 EDA实践教程本学期数字电路试验教材；数字系统设计基础毛永毅 西安电子科技高校出版社名师归纳总结 各种芯片的引脚图和功能表试验室供应第 10 页,共 12 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 西安邮电学院电子工程学院数字电路课程设计过程考核表同学姓名 承担任务试验室（单 位）实施时间张奋亚班级 / 学号电路 0901/04096024 3 号试验楼 520 所在部门电子工程学院2022 年 06 月 20 日2022 年 07 月 01 日周一 : 讲解设计要求,布置课程设计题目,领取元器件；周二 : 完成时钟电路（555）设计、组装和调试；第一周 周三 : 完成掌握模块（74LS161）设计、组装和调试；周四 : 完成显示模块电路（74LS194）设计、组装和调试；周五 : 应用电路设计；详细内容其次周周一 : 连续调试电路；周二 : 知道老师验收电路；周三 : 撰写试验报告；周四 : 撰写试验报告；周五 : 试验总结； 指导老师（师傅）姓名罗朝霞职务或职称讲师学习态度 仔细 一般 不仔细指导老师（师傅）对同学的评判学习纪律 全勤 有时缺勤 常常缺勤实践才能 很强 一般 较差指导老师（师傅）对学生专业学问或社会实践才能等情形的看法指导老师（师傅）签字年月日西安邮电学院电子工程学院数字电路课程设计成果鉴定表名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 同学姓名张奋亚班级 /学号电路 0901/04096024进行时间学习内容2022 年 06 月 20 日2022 年 07 月 01 日与教案任务方案结合程度（10 分）与专业培育结合程度（ 6 分）（20 分）其它（ 4 分）成果鉴定接受单位实践才能（ 10 分）评判学习态度（ 6 分）（20 分）学习纪律（ 4 分）报告鉴定报告内容与实践过程紧密结合（15 分）报告内容与教案方案内容紧密结合（15 分）（60 分）报告质量 主题、结构、观点、规律、资料、字数30 分 评阅老师姓名罗朝霞职称讲师成果评语评阅老师签字年月日名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 12 页