电子设计 十六路彩灯循环闪烁

学    院：      电气学院       

专业班级：     电信13-2班      

学生姓名：        赵宇  （28）  

指导教师：        张涛          

完成时间：     2015年8月30日  

成    绩：                      

评阅意见：

               评阅教师                日期                   

                目录

一、设计要求    3

二、设计的作用、目的    3

三、设计的具体实现    3

1.系统概述    3

2.单元电路设计(或仿真)与分析    4

（1）7414芯片：    4

（2）74161芯片：    5

（3）74LS138芯片：    5

3.电路的安装与调试       7

四.心得体会、存在问题和进一步的改进意见等    7

五.附录    8

六.参考文献    9

彩灯控制电路设计报告

 一、设计要求

（1）．设计一个循环彩灯控制电路

（2）．彩灯数量为16个

     （3）. 十六个彩灯实现依次循环点亮，彩灯摆放形状不做要求 

 二、设计的作用、目的

1.进一步掌握数字电路课程所学的理论知识。 

2.了解数字电路设计的基本思想和方法，学会科学的分析和解决问题。 

3．熟悉几种常用的集成数字芯片，并掌握其工作原理，进一步学会使用其进行电路设计。 

4．培养认真严谨的工作作风和实事求是的工作态度。

通过课程设计，使我巩固和加深了对电子技术基础知识的理解，学会查询资料、方案设计、方案比较，以及但愿电路设计计算等环节，进一步提高了综合运用知识的能力，提高分析解决实际问题的能力。锻炼分析、解决电子电路的问题的实际本领，通过此综合训练，为以后毕业设计大侠一定基础。

三、设计的具体实现

1.系统概述

  十六个发光二极管分别与两片74LS138译码器相连，要想实现循环显示，则需要控制两片138译码器分别工作，我们采用74LS161芯片，用7414芯片为74161芯片提供脉冲，有关这三种芯片后面会有详细的介绍。通过7414芯片提供脉冲来使得74161芯片计数，控制74138芯片工作，从而实现16个发光二极管依次循环显示。

2.单元电路设计(或仿真)与分析

         详细介绍各单元电路的选择、设计及工作原理分析、仿真，并介绍有关参数的计算及元器件参数的选择等。

   关于各个但愿电路的选择，我们利用实验室现有的器件，这样可以节约资源。首先介绍三种主要芯片的选择。

（1）7414芯片： 

    7414，六位反向施密特触发器，一般情况下输入为模拟信号（如传感器信号），从传感器得到的矩形脉冲经传输后往往发生波形畸变。当传输线上的电容较大时，波形的上升沿将明显变缓；当传输线较长，而且接受端的阻抗与传输线的阻抗不匹配时，在波形的上升沿和下降沿将产生振荡现象；当其他脉冲信号通过导线间的分布电容或公共电源线叠加到矩形脉冲信号时，信号上将出现附加的噪声。无论出现上述的那一种情况，都可以通过用施密特反相触发器整形而得到比较理想的矩形脉冲波形。只要施密特触发器的正 阀值电压和负向阀值电压设置得合适，均能收到满意的整形效果。

    简单来说，输入的矩形脉冲信号为了防止自身畸变，在进入下一级电路之前经过7414芯片整顿一下再输出，会得到较好的波形。

引脚图如下：

（2）74161芯片：

74161时四位二进制计数器，利用74161可以构成16位以内的计数器，本设计中局势利用161芯片构成16禁止计数器，他的输出控制中0000~0111，有八个数据控制第一片138译码器,；1000~1111控制另一片138译码器，这样就实现了十六个发光二极管依次循环点亮。

74161芯片引脚图如下：

（3）74LS138芯片：

74LS138 为3 线－8 线译码器，工作原理是①当一个选通端（E1）为高电平，另两个选通端（(/E2))和(/E3)）为低电平时，可将地址端（A0、A1、A2）的二进制编码在Y0至Y7对应的输出端以低电平译出。比如：A2A1A0=110时，则Y6输出端输出低电平信号。

②利用 E1、E2和E3可级联扩展成 24 线译码器；若外接一个反相器还可级联扩展成 32 线译码器。

③若将选通端中的一个作为数据输入端时，74LS138还可作数据分配器。

④可用在8086的译码电路中，扩展内存。

A0~A2：地址输入端

STA（E1）：选通端

/STB（/E2）、/STC（/E3）：选通端（低电平有效）

/Y0~/Y7：输出端（低电平有效）

VCC：电源正

GND：地

A0~A2对应Y0——Y7；A0,A1,A2以二进制形式输入，然后转换成十进制，对应相应Y的序号输出低电平，其他均为高电平；

真值表与引脚图如下：

                             真值表

 根据以上分析设计出总体电路图如下：

经过仿真后结果和最初设计的一样，然后进行了电路的焊接。

3.电路的安装与调试    

     焊接中所用到的仪器有电烙铁，焊锡，导线，螺丝刀，斜口钳，松香，万用表等。

     准备好后开始焊接，由于芯片引引脚之间距离比较进所以会对焊接带来极大的不便，最后焊接完成之后接通电源后发现有的等不发光，经过反复查找原因之后发现有的导线与引脚之间焊接有问题，进过几个小时的调试，最终我们的彩灯控制电路完成。

     起初发光二极管不亮我们以为是芯片损坏的问题，用万用表测量各点电压，但是没有发现问题，于是我和我的队友又进一步查找了一下电路焊接问题，最终找到了问题。

焊接完这个电路之后，我们又进行焊接了贴片式元器件，焊接在实现画好的pcb电路板上，实现的功能也是彩灯循环控制。贴片式元器件最大的优点是体积小，不占用太大的空间。缺点是焊接比较困难。因此我们通过焊接来提高焊接贴片式元器件的能力，由于之前有过焊接经验，焊接完成之后经测试没有发现问题。

四.心得体会、存在问题和进一步的改进意见等

一个星期的电子实习已经过去，但是使学生对电子设计有了更多了解，

使我学了很多，具体如下：

1. 基本掌握手工电烙铁的焊接技能够的完成简单电子产品的安装与焊接。

熟悉电子产品装工艺的生产流程，了解电子产品的焊接、调试与维修方法；

2. 熟悉了有关电子设计与仿真软件的使用，能够熟练使用普通万用表；

3.熟悉常用电子器件的类别、型号、规格、性能及其使用范围，能够灵活的运用

4.增强自己解决问题的能力，利用网上和图书馆的资源，搜索查找得到需要的信息；

5.明白了团队合作的重要性，和搭档相互讨论，学会了怎么更好解决问题。 

这一课程设计使我们将课堂上的理论知识有了进步的了解，并增强了对数字电子技术这门课程的兴趣。了解了更多电子元件的工作原理，如：74LS21、74LS48、74ls175等。但同时也暴露出我在知识上掌握不足等缺点。其次在此次设计过程中由于我们频繁的使用一电子设计软件如：protues等，因此使我熟悉了软件的使用，同时在电脑的电子设计和绘图操作上有了进一步提高。加上在设计过程中遇到了一些问题，使得我得查找相关资料，从而增长知识的同时增强解决问题和动手的能力，锻炼我做事细心、用心、耐心的能耐。这一课程设计，使我向更高的精神和知识层次迈向一大步。所以在以后的学习生活中，我会努力学习，培养自己思考的能力，积极参加多种设计活动，培养自己的综合能力，从而使得自己成为一个有综合能力的人才而更加适应社会。并且通过这次的实验，让我对以往所学的知识有了更深入的了解，设计电路图，考察的是自己对器件功能的认识以及自己的逻辑思维能力，连接电路，考验的是自己的耐心，而分析电路，就考察的是自己对各部分电路以及整个电路的认识，对各部分功能的准确分析。实习的过程中肯定少不了问题，通过对问题的分析研究，可以更好的认识电路，当然，和同学一起研究出现的问题，也可以学到他们分析问题的方法，可以更好的把握整个电路。总之，这次课程设计很好的体现了一个人分析问题和解决问题的能力。对这次实验的总结就是一定要细心，要有耐心，更要有恒心。

五.附录

元器件：7414*1  74LS161*1  74LS138*2  500欧姆电阻*2

        10uf电容*1   

        发光二极管：红*6  黄*5  绿*5   

贴片发光二极管*11  10uf电容*1  103瓷片电容*1

102电阻*11   103电阻*2    

六.参考文献

【1】曹汉房.《数字电路与逻辑设计基础》.电子工业出版社.2007年7月

【2】王毓银.《数字电路逻辑设计（脉冲与数字电路 第三版）》.高等教育出版社.1999

【3】闫石.《数字电子技术基础》.高等教育出版社.2010