1、課程設計任務書課題名稱音樂數字彩燈控制器姓 名專業班級學號指導老師劉建課程設計時間一、任務及要求1. 數碼管自動依次顯示數字隊列0，1，2，3，4，5，6，7，8，9（自然數列）；1，3，5，7，9（奇數列）；0，2，4，6，8（偶數列）；0，1，2，3，4，5，6，7，0，1（音樂數列）。然后又依次顯示同上數列，不斷循環；2. 打開電源開關，自動清零，即通電后最先顯示出自然數列的0，再顯示出1，然后按上述規律變化. 3. 每個數字的一次顯示時間（從數碼管顯示之時起到消失之時止）基本相等。4. 嚴格按照課程設計說明書要求撰寫課程設計說明書二、進度安排第一周：周一：課題內容介紹和查找資料；周二周

2、三：方案設計，電路仿真，周三下午檢查設計方案及仿真結果；周四周日：周四上午領元器件；安裝、調試電路；第二周：周一周三：安裝、調試電路；周四：驗收電路，收元器件，整理實驗室，撰寫設計報告，打印相關圖紙；周五：答辯，收設計報告。三、參考資料1、賈立新，王涌.電子系統設計與實踐(第2版).清華大學出版社.2011.22、謝自美. 電子線路設計、實驗、測試(第3版).華中科技大學出版社.2013.83、湯山俊夫.數字電路設計與制作.科學出版社.2005.4目錄一、課程設計的任務要求2二、設計方案2(一)整體設計3(二)芯片設計3(三)電路設計6三、單元電路（子模塊，子程序）分析6(一)自然數列6(二)

3、奇數列6(三)偶數列7(四)音樂數列7(五)總控制7四、系統仿真/測試8五、電路安裝調試11(一)安裝11(二)調試12(三)故障14(四)產生故障的主要原因及解決方法14六、元件清單14七、總 結15一、 課程設計的任務要求(一) 數碼管自動依次顯示數字隊列0，1，2，3，4，5，6，7，8，9（自然數列）；1，3，5，7，9（奇數列）；0，2，4，6，8（偶數列）；0，1，2，3，4，5，6，7，0，1（音樂數列）。然后又依次顯示同上數列，不斷循環；(二) 打開電源開關，自動清零，即通電后最先顯示出自然數列的0，再顯示出1，然后按上述規律變化. (三) 每個數字的一次顯示時間（從數碼管顯示

4、之時起到消失之時止）基本相等。二、設計方案(一) 整體設計根據設計要求，要依次輸出四個數列，并且要循環輸出?？砂匆韵鲁绦蚩驁D2.1.1：總控制奇數列音樂數列偶數列自然數列圖2.1.1(二) 芯片設計自然數列和音樂數列輸出都有十個數字，偶數列和奇數列都為十以內數字。由此，可以選用十進制的芯片，進行十個數字的輸出。在所學的芯片中，74ls160和74ls161都可以進行十進制輸出。如圖2.2.1是74ls161芯片的管腳，圖2.2.2為74ls160芯片的管腳。 圖2.2.1 圖2.2.2表2.2.1 74ls160芯片功能表 表2.2.1是74ls160的功能表，可以使用其計數功能，進行從0到9

5、的計數。74ls160是同步十進制加法計數器，74ls161是同步二進制加法器。相比之下，74ls160本身就是十進制，更方便進行在本次實驗中進行計數。可以使用四個74ls160分別輸出自然數列、奇數列、偶數和音樂數列。在進行電路總控制時，要求依次輸出數列，那么必須要有一個芯片可是使四個74ls160依次進行輸出。為了減少芯片使用，使用組合邏輯器件和時序邏輯器件配合進行電路總控制進行計數輸出。表2.2.2和圖2.2.3分別為74ls138芯片的功能表和管腳圖，可知，輸出項每項都只有一個0，利用這一特點，可以用來使控制僅一個芯片輸出。表2.2.2 74ls138真值表 圖2.2.3(三) 電路設

6、計在74ls160芯片計數時，進行自然數列輸出時，只要給個上升脈沖，芯片自動會進行09的輸出。而對于奇數列，要求輸出為0001,0011，0111,1111。由此可見，輸出奇數列的低位都是1，所以要將輸出奇數列的芯片的低位要置1。對于偶數列，芯片要輸出0000,0010,0100,1000，則輸出偶數列的芯片的低位要置0。對于音樂數列，要輸出00000111，那么只需將輸出音樂數列的高位置0.對于74ls138芯片，只需用到四個輸出端口，那么輸入端口只需兩個就行，而且74ls138要對74ls160進行控制，那么輸出端口是要分別連到74ls160的。三、單元電路（子模塊，子程序）分析(一) 自

7、然數列圖3.1.1(二) 奇數列圖3.2.1(三) 偶數列圖3.3.1(四) 音樂數列 圖3.4.1(五) 總控制圖3.5.1四、系統仿真/測試在對各個分電路進行設計后，將電路總體畫出，圖4.0.0為線路圖，分別進行測試。圖4.0.0圖4.0.1圖4.0.2圖4.0.3圖4.0.4五、電路安裝調試(一) 安裝將線路接好后，進行電路的調試，對每一個芯片分別測試，最后將芯片按照線路圖連貫起來以下為測試電路圖片：圖5.0.0圖5.0.1(二) 調試 把各芯片安到面板上，合理布局芯片。合理的布局會為以后的接線帶來很大的方便。這是最基本的一步?，F在就可以接線由于考慮到如果將所有銜接起來再檢查的話可能比較

8、麻煩，改線路也可能因為線多而又要重接，所以我們按照各個模塊接好當場檢查，并且再接線路之前我們還需要檢查我們的各個器件和工具箱是否可用。圖5.0.2先觀察面板和實驗箱的相關器件是否完善，儀器的好壞直接決定了實習的功敗垂成。然后再觀察它們的構造，因為比較熟悉其構造和功能，才能使以后的操作更加迅捷。檢測各個芯片及導線，只有好的芯片和導線才有可能實現其功能。如果是壞的芯片或導線，設計的再好的電路也不可能實現功能，所以不要小看這個步驟，這了。按照已經設計好的電路圖接線，由于線路比較復雜，所以接線也要合理，美觀。這樣對以后的線路檢查也會帶來方便。圖5.0.3而對于接好了，但不能正常工作的部分需要進行調試處

9、理。對不能正確工作的模塊進行檢查，檢查接觸是否良好，有沒有短路，有沒有少接或多接了線。如果上述步驟沒用，則對該模塊的上級模塊進行檢查。直到檢查出問題并解決出現的問題為止。當然最后還是通電看看所有功能是否能按照任務書上的顯示，如果沒錯，那么就成功了。圖5.0.4(三) 故障在本次課程設計中我們遇到了常見的幾個故障現象：（1）顯示管顯示不正確；（2）led顯示順序錯誤；（3）不能正確置數。 (四) 產生故障的主要原因及解決方法產生故障的原因很多，情況也很復雜，故障可以是由于一種原因產生的也可能是由于多方面的因素導致線路產生了故障。在這里我就我們小組所遇到的困難分析原因及提出解決方法： （1）顯示管

10、顯示不正確 原因及解決方法：1導線接觸不好，這個原因在我們這個小組最明顯，我們不得不反復檢查線路，反復接線。2芯片損壞。在使用的時候由于短路造成芯片損壞，換了一個芯片就可以了。3接線錯誤。改成正確的接線。 （2）led顯示順序錯誤 原因及解決方法：1發光二極管接線順序錯誤。按照電路圖重新接線 （3）不能正確置數 原因及解決方法：（1）置數模塊線路接觸不良。一個一個排查導線和插槽；（2）被置數的192芯片沒有收到置數信號。重新接線，確保接觸良好。六、元件清單芯片數量74ls00374ls04274ls20374ls160574ls1381七、總 結課程設計是一個增長知識的課堂，通過本次實驗，我設

11、計數字循序控制器，雖然只是幾個數字，要用芯片表達出來卻不是那么容易的事，最后實現仿真與課本上的知識有了更深一步的體會，其中的過程讓我體會到書本上的知識是做任何實踐的基礎，只有對基礎知識了解透徹，才會在設計方面游刃有余。接觸到課程設計的時候才知道原來設計是完全靠自己自由發揮的，不過現在我更加感謝課程設計是這么一個可以讓我們自由發揮的舞臺，因為在這說長不長說短不短的兩周時間里我重新拾起了很多以前忘記的知識，現在想起來發現原來我們學習的很多東西都是互相聯系的，并且與實際也密切相關，在課程設計當中我有因為成功開心過，也曾因為電路試驗失敗而沮喪過，但是在操作過程中我真正感覺到了課程設計的魅力。要想真正接

12、好一個電路，我們不能一上來就接線，首先要明白我們設計的主要功能是什么，通過什么芯片以什么方式來實現，還要想清楚在實際過程中可能會遇到些什么問題。根據老師的要求，我們組劃分了5個模塊，分別是自然數列模塊、奇數列模塊、偶數列模塊、音樂模塊以及總控制模塊。在這5個模塊中，最讓我們組費神的是總控制模塊。可是當我們滿以為一切都沒問題的時候我們又發現了一個重大的問題，一塊十幾厘米見方的電板上密密麻麻的布滿了插線孔。十幾個塊芯片插在板子上后，很多條細線擺在眼前都不知道哪個孔哪個芯片接的是哪根線。當我們第一次接好線路試電的時候，沒有成功我們看著那密密麻麻的線路想著又要重新接過還不知道下次是不是能成功，于是我們又接了一次，又不成功，我們再接一次。就這樣，時間在接線的指尖走過。我們幾次都想放棄，但是我們還是靜下心來，我們能夠接好的，我們再檢查一下線路一定能夠查出原因，后面我們也越來越有信心了。通過這次課程設計，我們更加懂得鍥而不舍的