2022年多路彩灯控制器路移存型彩灯控制器数字电路课程方案实验报告.docx

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1、精品学习资源多路彩灯掌握器的设计一课程设计题目 与实习目的）1）题目：多路彩灯掌握器2）实习目的：1. 进一步把握数字电路课程所学的理论学问；2. 熟识几种常用集成数字芯片，并把握其工作原理，进一步学会使用其进行电路设计；3. 明白数字系统设计的基本思想和方法，学会科学分析和解决问题；4. 培育认真严谨的工作作风和实事求是的工作态度；5. 作为课程试验与毕业设计的过度，课程设计为两者供应了一个桥梁；二任务和要求实现彩灯掌握的方法许多，如 EPROM编程、 RAM编程、单板机、单片机等，都可以组成大型彩灯掌握系统；由于本次实习要求设计的彩灯路数 较少，且花型变换较为简洁，故采纳移位寄存器型彩灯掌

2、握电路；1）彩灯掌握器设计要求设计一个 8 路移存型彩灯掌握器，要求：1. 彩灯实现快慢两种节拍的变换；2. 8路彩灯能演示三种花型 花型自拟）；3. 彩灯用发光二极管 LED模拟；4. 选做：用 EPROM实现 8 路彩灯掌握器，要求同上面的三点；2）课程设计的总体要求 1设计电路实现题目要求；2. 电路在功能相当的情形下设计越简洁越好；3. 留意布线，要直角连接，选最短路径，不要相互交叉；4. 留意用电安全，所加电压不能太高，以免烧坏芯片和面包板；三总体方案的挑选1）总体方案的设计针对题目设计要求，经过分析与摸索，拟定以下二种方案：方案一： 总体电路共分三大块；第一块实现花型的演示；其次块

3、实现花型的掌握及节拍掌握；第三块实现时钟信号的产生；主体框图如下：方案二： 在方案一的基础上将整体电路分为四块；第一块实现花型的演示；其次块实现花型的掌握；第三块实现节拍掌握；第四块实现时钟信号的产生；并在部分电路的设计上与方案一采纳了完全不同的方法，如花型的掌握；欢迎下载精品学习资源主体框图如下：2）总体方案的挑选方案一与方案二最大的不同就在，前者将花型掌握与节拍掌握两种功能融合在一起，是考虑到只要计数器就可以实现其全部功能的缘由，且原理相对简洁；这样设计，其优点在于：设计思想比较简洁；元件种类使用少， 且都较熟识易于组装电路；缺点就是：中间单元电路连线过于繁多，简洁出错；且可能显现线与关系

4、；要防止这些，就势必造成门电路使用过多；导致电路不稳固，抗干扰才能下降；而后者就将以上两种功能分开设计，各单元电路只实现一种功能；其优点在于：电路设计模块化，易于检查电路，对后面的电路组装及电路调试带来便利；缺点就是：节拍掌握电路采纳可编辑规律电路，原理相对复杂，不易懂得；花型掌握电路简洁，花型也比较简洁；基于以上缘由，加上为了确保短时间内完成课程设计，我挑选了连线少，易于组装和调试的方案二；四单元电路的设计1. 设计所使用的元件及工具：74LS161四位二进制同步计数器） - 2个；74LS194移位寄存器）- 2个；74LS151八选一数据挑选器） - 1个；74LS74双 D 触发器）

5、- 1个；74LS20双四输入与非门）- 3个；74LS04六非门） - 2个；发光二极管 - 8个；555- 1个；电容： 4.7 f1个；001f1个；欢迎下载精品学习资源电阻： 150k10011个；欢迎下载精品学习资源个；4.7k -1个；试验板一个； 万用表一个； 钳子一个； 导线如干；2. 各个单元电路欢迎下载精品学习资源经过分析可以得到掌握194 高低位片的左移右移变化的掌握量；用161 从低位到高位的个输出端；掌握结果表达式如下：QAQH表示电路图如下：欢迎下载精品学习资源2）花型掌握信号电路由二片 161 级联的模 128三种花型节拍每种显示两遍，再总体重复一遍的总节拍数）计

6、数器；161 的级联用的是同步，并用 QH 清零；当三种花型全新显示一遍后 总共 64 拍） 161 的输出变为 00000100所以将161 高位片的 Q2即 QG）信号输给节拍掌握电路的 151 的 A 来通过节拍掌握电路转变其次遍花型显示的频率； 161 的 CP脉冲来自节拍掌握电路中 74 的输出端 Y；电路图如下：欢迎下载精品学习资源由 D 触发器具有记忆功能，记录上一个状态，所以在每一个 CP 脉冲的上升沿， Q 输出为上一次的记录 即一个脉冲）；也就比时钟信号电路的 CP 脉冲慢了一拍；所以通过 A 为 0 或 1 挑选 Y 端输出的脉冲的频率； A 端接的是 161 的高位片的

7、QG 即当到达第 64 拍时 QG 为 1 接下来的 65128 拍为变慢后的脉冲输出；电路图如下 :欢迎下载精品学习资源4）时钟信号电路由一片 555 加上适当电容及电阻实现；电容取： 4.7f0.01f电阻取： 150 k 4.7 k 电路图如下：五总体电路图 花型一：花型二：欢迎下载精品学习资源花型三：七电路组装、调试过程中发生的问题及解决的方法；我的数字电路课程设计总共用了4 天完成的，这 4 天每一天都有所收成， 都有所进步；起初想预习但不知道都该看些什么也不知道从何看起，由于对自 己要设计的东西一点思路都没有；所以第一天去了只知道要用到CP 脉冲产生电路，由于书上有完好的电路图直接

8、照着连就OK；可是问题并不是想的那么简洁，由于我一开头操作就不知道怎样布线才合理，常显现看着电路图不知道 这条线该走哪儿连过去，看过老师的示范后，对老师的布线法真是无限佩服， 聪慧呀；所以当然要学习了，于是自己也那样连了；连完时钟电路后，满以为会很胜利，由于我的电路连得很简洁；结果是加电后LED 二极管竟然常亮，检查电路没什么问题，我开头不知所措，于是去询问其他同学，发觉好多同学都有和我一样的问题，有同学说那可能是线的而问题，也可能是板子的问题，也欢迎下载精品学习资源可能是电容的正负极插反了不管是什么问题，一个个排除吧；最终其实也没很准确的知道问题的所在，由于不同的方法都在试详细是哪个也不确定

9、了；我觉得最可能是电容的正负极和 LED 的插稳与否的问题；其次天去我拿了个数码管来测试，结果连好了的电路加电测试结果却完全是错误的显示，我检测了电路测试了电位，都正确；老师过来看时让我加电他看看，结果竟然是我给的电压太高了，我在加电是不当心把电压调的很高，自己仍没在意，幸好没把芯片很板子烧坏；在接下来的几天中我看了一些参考书籍，大致有了自己的思路，于是开头 一一试验，我用了 北京邮电学院出版社高书莉编）所供应的三种花型，所以刚开头的几天就始终在想怎样将三种花型连接起来，前两天是始终都没相处详细的解决方法；后来我就不停地分析花型的变化与 161 加法器数值的增加两者之间的规律；我发觉自己似乎有

10、点太急于求成第一就把问题带到了最不简洁解决的地方，于是我转变了思路开头不复杂的先简洁化，三个花型的演示先不管，一个花型弄好再说；说行动立马行动，先连好了时钟信号电路再连了161 的级联电路，先用清零端制 1 同步CP 脉冲，仍连了 194 的级联电路直接给低位片和高位片都加右移信号；先测试了 161 的工作状态是否正常，正常后又测试了194 的移位寄存功能，都正常；说明芯片和板子都很正常；将下来的一天我又通过分析找到了前两种花型通过 节拍掌握其变化的方式，于是依据自己的设计连了电路图，测试过电压后，加 电测试；结果完全正确，那一刻真挺欣慰，觉得这也是一件挺高兴的事情；接 下来的问题就是如何把第

11、三种花型也加进去；由于我选的第三种花型稍有点复 杂，由于两个 194 是同步级联的但在花型显示中看到是似乎是第一个先工作等到前 4 个灯都亮后高位片的 194 才开头工作，所以考虑将它怎样加入费了我好长时间；问题的关键仍是在如何用最少的门电路将其加入；最终的设计我用了 12 个芯片，应当是许多了，可是依据我设计的花型，也只能得到这样的设计， 到目前为止我也只找到这样的最简连接方案；其实在电路组装过程中，遇到的最大问题是，芯片分布不够合理，无法很好的布线；于是在分析了我的设计后运算了要用芯片的个数和个芯片之间的关系，依据各个掌握电路的走向较合理的插好了芯片；其次就是布线，由于要求不准交叉，且横平

12、竖直，所以在保证连通的情形下，在布线上也下了不少工夫，虽然布线的成果不高只得到B+，但我想我是专心考虑过的，而且尽力做到我认为很合理的布线，也就是用线的颜色有点纷乱，由于用了许多从之前面包板上拆下来的旧线，所以整个板子看起来有点杂乱；也由于我的设计中要用3个 74L00 和 2 个 74L04， 12 个与非门电路的连接却是非了我好大的功夫；于是连线也就不非常合理了；调试过程中，第一轮用万用表欧姆档测试，就遇了试验板上有插孔不通的 情形，导致芯片不能正常工作；相对于别的方法，我挑选了导线显示连通，因 为其更明晰，更易实现；对于高阻导线就只能换掉；其次轮接电后，用万用表 的电压档测试单元电路的状

13、态；如：时钟信号电路的信号是否正常产生，掌握 信号电路中的计数器能否正常计数， D 触发器能否每 2 拍翻转一次最终在整体上测试一遍；在整个调试完成后，却遇到的新问题：彩灯演示时有时正常有时纷乱；在排除其它可能的情形下，我认真检查各端子的连接情形，发觉清“0”端在清“ 0” 后悬空了；将其插到电源正极后，发觉问题解决了；欢迎下载精品学习资源八分析和总结；本次课程实习我虽然用了一个星期的时间就全部做完，但整个过程我都认真的完成了，而且从中收成许多；可以总结为以下的几点：1，对数字电路学问的巩固与提高这次课程设计主要是运用数字电路规律设计的一些相关学问，在整个实习 过程中，都离不开对数字电路课程学

14、问的再学习；我在最开头，就先将实习用 到的学问通过翻阅数电书回忆了一遍 这也是对这门课的复习，给以后的复习备考削减了许多负担），这样的回忆让我对学问的懂得更加透彻，对后来的快速 设计起了很好的铺垫作用；2，学会了理论联系实际课程设计，通过挑选的题目，依据要求，运用所学学问将其付诸实践来完成；这并不是在课堂上的单纯听懂，或者课后看书过程中的深化懂得，这需要的是一种理论联系实践的才能；理论学问往往都是在一些抱负状态下的假设 论，而实际的动手操作就完全不同，需要考虑实际中的许多问题；有些学问在理论上可能完全没错但到了实际中就不然；比如在动笔做题时我们是不用考虑导线的电阻的，但在实际中，导线电阻有时是

15、会带来时延造成花型变化的错 乱，所以我们应尽量在连接电路时挑选最短路径；3，学会了如何运用电路板、芯片、导线等组装各种功能的电路；虽然这不是第一次用电路板，由于之前的课内试验也用过，但当时的运用也只是插些导线和电阻电容之类的，用了电路板的很小部分；这次的实习中应用了整块板子，实习后对电路板的组成完全明白了，并能娴熟运用；实习中通过对电路的连接也懂得了如何通过设计的分析对所连电路的整体布局，如何更好的放置芯片在最合适的位置；在导线的连接上，如何挑选导线走向是关键， 我们应当尽量保证所连电路的简捷，宁短勿长，合理布线；一个完善的作品不仅要能很好的完成要求实现功能，仍要在感官上给人美的享受；所以站在

16、美的角度对自己的电路进行改良是很必要的；4，和同学的相互协作共同进步在实习中常常会遇到一些自己可能临时无法想明白的问题，请教同学或老师是很好的做法，节约时间也会从别人上上学到更多；在设计时和同学相互沟通各自的想法也是很重要的，不同的人对问题的看法总有差异，我们可以从沟通中获得不同的 idea，其他人的设计肯定有比你杰出的地方，很好的借鉴，并在大家的商讨中挑选最优方案最终肯定会得到最好的设计方法；5，其他课程实习设计是开端，连接是关键，测试是必需；所以实现过程中不仅要求对学问的把握要足够精确与熟知，更要有肯定的耐心与细心；连接电路时肯定依据自己的设计图认真连接这会对后面的测试起到很好的铺垫作用；在后面查错时就不用花费精力在查线上，可以给削减许多后续工作；我在这次的实习中其实也有连错线的时候，但我很快检查出来调整了那根线的连接，结果测试电路后花型显示完全正确；没有费太多的功夫在检查电路上；九参考文献；高等训练出版社王毓银编欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源十 过程考核表和成果鉴定表北京邮电学院出版社高书莉编欢迎下载精品学习资源 这个详细内容老师会给你的，每个学校都有点不同在这我就不发了；下面是总体电路图，就是截图有点小，可能看不太清晰，其实就是前面每个分模块的组合；大家看看就明白了；欢迎下载