多路彩灯课程设计报告

数字电路课程设计报告书

——多路彩灯控制器

课程设计题目：多路移存型彩灯控制器。

二、 任务和要求

现要求设计一个8路移存型彩灯控制器，彩灯用发光二极管LED模拟，具体要求如下：

1.能演示三种花型，花型自拟。

2.彩灯明暗变换节拍为1.0s和2.0s，两种节拍循环运行。

3.选作、用单片机实现彩灯控制或用可编程逻辑器件实现彩灯控制。

三 总体方案

根据题目的任务、要求和性能指标，经过分析与思考，得出以下方案：

整体电路分为四个模块：第一个模块实现节拍的发生；第二个模块实现快慢两种节拍的控制；第三个模块实现花型的控制；第四个模块实现花型的显示。

主体框图如下：

花形显示电路

花形控制电路

节拍选择电路

四 设计所用元件及工具

74LS161（四位二进制同步计数器） 2片；

74LS194（双向移位寄存器） 2片；

74LS151（八选一数据选择器）1片；

74LS74（上升沿D触发器）1片；

74LS00（四—二输入与非门）3片；

74LS04（六—非门）1片；

555  1片；

发光二极管  8个；

电容： 4.7μf  1个；0.01μf  1个；

电阻： 150kΩ  1个；100Ω   4个；

面包板一块；万用表一个；钳子一个；导线若干。

五 各个单元电路的具体实现

1.cp脉冲发生电路

用555定时器构成多谐振荡，产生cp脉冲，如下图所示：

2.分频电路

用D触发器实现cp的二分频，从而产生慢拍，将慢拍送入74ls151数据选择器的输入端，而地址端通过74ls161来控制，从而实现慢拍变化，如下图所示

3.状态控制电路

两片74ls161实现模计数，从那个人产生个状态，如下图所示

4.花型控制电路

用161的输出端通过非门控制194的左移，而右移接左移非，具体电路如下图所示

六.三种花形列表如下：

要用194实现三个花型的连续显示必须对两片194的S1、S0和SL、SR一句节拍的变化进行相应的改变。现将两片194分为低位片1和高位片2，再将其输出端从低位到高位记为Q1~Q8。列出各花型和其对应的194的S1、S0、SL、SR的输入信号及节拍控制信号列表如下：(其中H~A表示161计数器级联输出的8位从高到低)

七.整体电路如下：

八、电路组装调试过程中发生的问题及解决的方法

这是首次自己设计电路，从理论设计到实际接线都由自己完成，难点还是在于理论设计，实际接线验证理论设计，所以正确的理论设计是整体成功的基础。

用模块化的设计是逻辑性最强的，哪个模块怎样设计，可以保证此次设计有条理的进行。

在布线时需要考虑芯片的分布，遵守布线规则进行布线。布线完成后验证是否正确，若不正确，首先检查布线是否正确，布线如果正确，则再检查理论设计是否正确，直到能够正确显示花形。

十、课程设计心得

此次课程设计是要加强对数字电路知识的熟悉，理论分析的要求和实际动手能力的提高，这都是这次课程设计为我所带来的。

起初是理论设计阶段。理论设计是最为关键的，如果理论都是错误的，那电路是不可能设计出来的，是为了保证在实际中布线时不会出现理论方面的错误。以后是在面包板上布线，布线前要首先根据面包板的尺寸合理的根据理论设计把芯片在面包板上分布，如果没有合理分布，最后面包板上的有些地方就会被浪费掉，而更有可能后面的电路没有地方搭建，布线时要把线平铺在电路板上。以便以后检查错误时就比较容易。

布线完毕后，也就是电路搭建好后，几乎都不可能一次成功，所以检查是很重要的，首先把实物图和原理图对照一番，看看有没有线连错，其次在用万用表进行测量，先测各个芯片的电源拐角是否和电源连接，以及他们的地是否都接地，顺便用发光二极管测一下时钟脉冲有没有进入各个芯片，最后检查各个芯片的拐角是不是实际都连上了，可能有的拐角连上了，有的拐角却悬空了。有时还要检查，是否实现片别烧坏了，毕竟我们所用的芯片都是别人用过的芯片，细心和耐心是硬件电路成功的保障，所以你只要细心点耐心点，最终的结果就很有可能出来。

课程设计有助于我们对于课本知识的梳理，牢记，和对以后的工作奠定基础。

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