八路彩灯控制器.docx

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1、内容摘要随着科学技术的进展以及人民生活水平的提高，在现代生活中，彩灯作为一 种装饰，既可以增加人们的感观，起到广告宣传的作用，又可以增加节日气氛， 为人们的生活增加亮丽，用在舞台上增加晚会灯光效果。随着电子技术的进展， 应用系统向着小型化、快速化、大容量、重量轻的方向进展，由于电子掩盖面广， 抽象力量强，在实际应用中越来越广泛。在这个阶段，人们开头追求贯彻整个系 统设计的自动化，可以从繁重的设计工作中彻底解脱出来，把精力集中在制造性 的方案与概念构思上，从而可以提高设计效率，缩短产品的研制周期。整个过程 通过集成块自动完成，大大减轻了设计人员的工作强度，提高了设计质量，削减 了出错的时机。彩灯

2、掌握器的电路由编码发生电路、掌握电路脉信号产生电路和输出驱动电路三局部构成。编码电路依据花形需要，按节拍送出 8 位状态编码信号，以掌握彩灯按规律亮或灭，掌握电路为编码器供给所需的节拍脉冲和驱动信号，掌握整个系统工作。把中、小规模集成电路为根底，以位存放器为核心元件，选用了计数器、触发器等元器件，设计了一个 8 路彩灯掌握器。依据设计要求，所设计的系统要求彩灯组成三种花形，各种花形轮番交替。同时运用 Proteus 7.7 软件绘制了电路图并进展了仿真，成功地实现了该 8 路彩灯掌握器的功能。关键词: 彩灯掌握器 D 触发器 移位存放器 Proteus 7.7北华航天工业学院课程设计报告目录一

3、、概述1二、方案设计与论证11. 设计思路12. 组成方框图13. 图案及图案变换设计2三、单元电路设计与分析21. 速度变换产生电路的设计22. 状态变换产生电路的设计33. 驱动显示电路的设计44. 清零电路的设计4四、元器件清单及总原理图51. 元器件清单52. 总原理图6五、结论7六、心得体会7七、参考文献7北华航天工业学院课程设计报告一、概述通过 555 产生 8Hz 的脉冲。通过掌握接入电容的大小来掌握其脉冲的大小， 掌握三种花型之间的切换和每种花型的灯的闪动速度。把 74LS161 改成从“11111101”计数到“11111111” 的三进制计数器，用来产生花型初始状态。74L

4、S161 在主时钟掌握下产生短暂脉冲，用来将产生的初状态置入状态变换产生电路。在以主时钟为掌握时钟的两位三进制计数器的输出数值掌握下，经过双四选一数据选择器 74LS153 选出频率和移位方式环形或扭环形，74LS395 输出端输出对应花型电位，经三极管构成的驱动电路后作用在 LED 上，使其按花型闪动。二、方案设计与论证1. 设计思路彩灯图案变换一般有旋转、移位和闪动 3 种形式。每种图案的状态变换常以环形和扭环形计数器的计数循环态来实现，而环形和扭环形计数器一般由移位存放器经适当的反响连线构成。通过转变移位脉冲的时钟频率即可转变每种图案状态变换的速度。再用规章的挨次脉冲去掌握图案状态变换的

5、保持时间，就能实现不同图案变换的自动切换。2. 组成方框图图 2.1 彩灯掌握组成方框图13. 图案及图案变换设计此题中 32 只LED 构成 84 显示点阵。其中，每一列的 4 只LED 分别接至驱动电路的1 个输出端，每一行的LED 则分别接至驱动电路的8 个输出端。此题目的图案变换承受以下3 种形式：（1） 左右摇摆此图案的状态变换由 2种状态构成， 它们之间的关系如右所示：0101010110101010。（2） 暗点移动此图案的状态变换由8 种状态及其相互之间的转换过程如下所示：01111111101111111101111111101111111111101111110111111

6、01111110111（3） 渐渐亮再渐渐暗此图案的状态变换由 16 种状态构成，16 种状态及其相互之间的转换过程如下所示：00000000100000001100000011100000 11110000111110000000000111111100000000111111111000000111 00001111 00011111 00111111 01111111 11111111三、单元电路设计与分析1. 速度变换产生电路的设计分析知，要想转变彩灯变换速度，则需要转变时钟信号频率，本电路通过改变 555 多谐振荡器接入的电容的大小即可实现产生的时钟信号频率的变化，进而实现彩灯变换速

7、度的变换。连接方式如图3.1 所示。北华航天工业学院课程设计报告图 3.1速度变换产生电路2. 状态变换产生电路的设计状态变换产生电路即四位移位存放器 74LS395。它有清零、置数、保持和移位四种功能。本电路最主要用的是置数和移位。“移位/置数”端在低电位下置数， 高电位下移位。在初状态置入掌握电路产生的脉冲掌握作用下按肯定路径置入初状态产生电路送入的状态，并在选择器选择的频率和环扭形式下产生有规律的电位变化。连接方式如图 3.2 所示。图 3.2状态变换产生电路33. 驱动显示电路的设计驱动电路应依据每一组彩灯的总电流来选取。试验中可选用一般的门电路或OC 门电路。有用电路中，假设驱动多只

8、白炽灯，则需选用双向可控硅作为驱动电路。设计彩灯掌握器时因每组要驱动4 个 LED，所以选用 2N1711 三极管作为驱动电路即可。连接方式如图3.3 所示图 3.3驱动显示电路4. 清零电路的设计清零电路马上初状态产生掌握电路、初状态置入电路和扭环掌握电路的清零端连接，一端接高电位，一端接地，并在接地端加上开关按钮的装置，而且对这几局部电路的清零必需同时进展，以保证3 种图案能够正精准换。要留意的是在 Vcc 端应加上一个稍大的电阻，否则清零按钮摁下时电位会不高不低，难以识别。另外值得留意的一点是，有些部件清零或置数需要在时钟的上升沿完成，所以，清零按钮需要摁较长时间最长 2s，等待主时钟上

9、升沿到来。可以观看初状态产生电路的输出端，当输出值为“1101”时即可放开清零开关，停顿清零。四、元器件清单及总原理图1. 元器件清单表 4.1元器件清单元件序号型号主要参数数量备注C1=0.01UF，C2=4UF，C3=2UF1BC555R1=90K ，R2=47K1多屑振荡器24002无1四输入或非门37402无1二输入或非门47406无2反相器5LED-BLUE无32蓝色发光二极管62N171无8三极管774LS153无1数据选择器874LS161无2二进制计数器974LS395无2四位移位存放器2. 总原理图图 4.1总原理图五、结论首先，在试验过程中，我们觉察了，一样型号的器件，在课

10、本上与仿真软件中的接头数量、名称、凹凸电平有效性均可能不同，甚至有些器件在软件中无法找到。没有的器件，我们找其他功能相像的器件替换。最终，通过此次数电课设我学到了很多。首先稳固并提高了根底学问，这次课程设计主要是运用数字电路规律设计的相关学问，在整个课设过程中，都离不开对数字电路课程学问的再学习。总而言之，这让我们了解到“细节定成败”和“实践出真知”的道理。这次课设教会我踏踏实实，认认真真的治学道理。六、心得体会首先，我们觉察了很多试验现象不同于设计时料想的。通过在软件中尝试性修改，我们最终得到了正确的设计方法。完成这个作品不是真正的目的，真正的目的是稳固学问，并培育学以致用的力量，体会做人做

11、事的道理。其次，困扰我们最深的往往不是具体学问上的把握问题，而是我们总是无视一些细节，从而导致仿真失败，这让我明白细节打算成败的真正含义。再次，本作品的完成是我们经过很屡次的实践的结果，实践出真知，我们要在学习理论后，在实践中应用，以理论指导实践，从实践中升华出理论。最终，我们都生疏到了团队合作的含义，我在此要感谢与我同组的同学，以及其他帮助我的同学，是我们的合作，让课设得以完成。总而言之，本次课程设计不只让我在学问把握和应用水平上有了显著提高， 而且让我明白了很多课本之外的数电学问。七、参考文献1 崔瑞雪，电子技术动手实践，北京：北京航空航天大学出版社，2023.62 阎石，数字电子技术根底，北京：高等教育出版社，2023.53 路勇，电子电路试验及仿真，北京：清华大学出版社，2023.9评语教师评语及设计成绩课程设计成绩：指导教师：日期：年月日