EDA课程设计—彩灯控制器

EDA课程设计报告书

题目：     彩灯控制器                        

姓名：                 

班级：                    

成绩：                       

一．设计要求

具备两种彩灯花样显示，通过功能切换按钮选择花样。

花样一要求：

1．有十只LED，L0……L9

2．显示方式（初态为全亮）：

①先奇数灯依次灭（灭的灯当下一个灯动作时，本灯回复原状态）

②再偶数灯依次灭（同上）

③再由L0到L9依次灭（同上）

3．显示间隔0.5S，1S可调。

花样二要求：

1．有八只LED，L0……L7

2．显示顺序如下表

3．显示间隔为0.5S，1S可调。

总体设计思路：彩灯控制器的总电路图主要由三大模块组成，分别是分频和选频模块、花样一模块和花样二模块。

1、分频和选频模块

   （1）、分频模块

   利用三个74160做成183进制的计数器，将732HZ的频率分成4HZ的频率，再在4HZ的基础上，利用T触发器，调节信号的占空比，得到2Hz的Y信号。电路图如下：

仿真图：

   （2）、选频模块

利用JK触发器上升沿触发将Y信号改变成1Hz的信号，再用M信号控制1Hz和2Hz信号的选择，即题目要求中实现时间间隔0.5s和1s可调。控制端M为低电平时，输出2HZ的脉冲；控制端M为高电平时，输出1HZ的脉冲。电路图如下：

仿真图：

M为低电平时：

M为高电平时：

分频和选频模块合并后的电路图为：

2、花样一模块

   花样一中有两大模块：计数模块和控制模块。

  （1）、计数模块

    用一片76161制成11进制计数器，其中进位信号经过JK触发器得到占空比为1:2的C信号，作为控制模块的片选端输入，输出的QA、QB、QC、QD作为控制模块的输入。电路图为：

仿真图：

  （2）、控制模块

用计数模块输出的C信号控制两片74154译码器轮流工作。当C为低电平时，第一片译码器工作，实现十个彩灯的初态全亮、奇数灯依次灭和偶数灯依次灭；当C为高电平时，第二片译码器工作，实现十个彩灯的依次灭。两片译码器的输出端用逻辑门与彩灯相连。电路图如下：

花样一模块的电路图为：

仿真图为：

3、花样二模块

  （1）、花样二中用两片74161制成一个33进制计数器，用来实现题目中33种状态的循环。电路图如下：

 （2）、利用9片74138制成6—线译码器，其输入端由计数器输出的QF、QE、QD、QC、QB、QA控制。电路图如下：

  （3）、利用与门和与非门制成8个有17个输入端的与非门，输出端与8个彩灯相连，输入端根据每个彩灯33种状态的真值表与译码器相连。电路图如下：

仿真图如下：

4、将上述的三大模块用一定的逻辑门电路连接，N信号控制花样一与花样二，当N为高电平时，花样一工作；当N为低电平时，花样二工作。得到总电路图：

仿真图：

当N为高电平时

当N为低电平时

三、设计结论

刚拿到这个题目的时候觉得很简单也很熟悉。可是看似简单的题目在开始的一周并没有什么实质进展。首先我们对如何分频和选频的概念是模糊的，查阅了资料有了了解后分频和选频模块做出来了。花样一我们用了最保守的方法，用计数器和译码器和逻辑门电路实现了。花样二我们起初用的是计数器，四个移位寄存器和级联的数据选择器去实现的，但是因为中间的控制电路没做好仿真波形始终都出现不了。咨询了老师，我们又加以改进用逻辑门电路实现控制，出现了33种状态所分的四组状态但是顺序是颠倒的。又加以改进想用计数器去实现控制，但实现有困难。绕了一大圈最后我们决定仿照花样一，用计数器和扩展的译码器和一定的逻辑门电路终于实现了花样二。过程其中，花样一和花样二模块在仿真时遇到了个别灯的输出不正常的问题，经改进后正确输出了波形了，但是在三个模块组合后仿真波形却出不来。这两个问题都是因为逻辑电路出错了。经改进最终实现了花样一和花样二的状态转换也实现了题目要求。那一刻真的由衷的高兴。一个看似简单的课设题目，在设计过程中几乎每一步都遇到了阻碍，可是真的做出来时又觉得只要选对方法和思路一切又都迎刃而解了。

这次为期三周的EDA课程设计对于我们来说不仅是一次学习的机会，也是一次锻炼我们的实践机会。它在我们死学课本的基础上，开拓学生的动手能力，真正意义上是知识应用于实践。在这个课程设计的过程中我们也并没有想象的那么容易的完成，期间我们不仅查阅了大量的资料来了解课程设计的题目，还有一些技术方面的知识。还遇到了各种样式的问题，如maxplus2软件的应用操作，概念上的模糊，实际操作的设计，每个模块的联合，还有最初把不同的模块分开来放，都给我们的实际操作带来了极大的困难。不过在这个艰辛的过程中，我们还是在团队的积极配合中完成了任务。

最后，我们在课程设计的过程中难免会遇到各种各样的问题，期间有老师的专门耐心指导，特此谢谢老师的辛苦工作，帮助我们解决困难。