1、武漢理工大學電工電子綜合課程設計說明書引言課程設計作為實踐教學的一個重要環節，對提高學生的創新能力有著重要的作用。通過這次課程設計，學生不僅能加強對理論知識的理解，而且提高了學生的動手能力，除此之外，還提高了學生解決問題的能力。隨著社會的不斷發展，廣告的地位和影響日益壯大，尤其實在當今的經濟時代，很多的商品都是依靠廣告來引導消費者的。因此，廣告作為一種很重要的媒介，已經成為了社會宣傳的主導方式。由于起多樣性決定了其巨大的開發空間。霓虹彩燈作為廣告的一個重要元素，也漸漸成為廣告的靈魂，也成為了城市夜景一道靚麗的風景線。剛剛學完了數電知識，正好通過這次課程設計，進一步鞏固了理論知識，而且全面掌握了

2、課設的基本流程，此外，分析與解決問題的能力也得到了相應的提升。此次設計我們用到了555構成的秒脈沖發生器，74LS194，74LS161，74LS139以及邏輯門電路來實現方案，充分利用了模電和數電的知識來不斷解決實驗過程中發現的問題，這也是這次課程設計的目的和意義所在。1.設計意義及要求1.1設計意義在日常生活中，霓虹彩燈已成為一道靚麗的風景線。燈的種類繁多，變化多樣，所以霓虹彩燈的設計具有重大的實際意義。學校安排此次課程設計，不僅讓我們聯系了所學知識，加以應用和分析，而且提高了自我分析問題解決問題的能力并加強了團隊合作的精神。通過這次課程設計，我熟悉了各種元件的功能及用法，也鍛煉了思維能力

3、，最值得說的是，我們講所學知識轉化為實物，得到了極大的成就感和滿足感。1.2設計要求現有9只彩燈，紅綠藍紅綠藍紅綠藍排成一條直線，試設計一控制電路，要求彩燈能實現如下追逐圖案：1） 紅綠2種燈從前往后驅動點亮閃爍，每06秒往前進一步；2） 藍燈從后往前驅動點亮閃爍，每06秒進一步； 3） 霓虹燈控制工作狀態按照上述2至3步自動重復循環。2.方案設計2.1設計思路霓虹燈3種顏色的燈都需要產生0.6秒的變化跳動，所以必須給電器元件1.67Hz的脈沖信號。考慮到這點，首先很簡單想到555定時器構成的多諧振蕩器，因為多諧振蕩器可以根據調節電阻與電容值產生不同的輸出脈沖信號，使用方便，易于設計。再觀察設

4、計要求可發現紅綠燈從前至后0.6秒有規律跳動，藍燈從后至前0.6秒跳動，三種燈變化頻率相同，閃亮的時刻也相同。所以可以考慮設計一個循環輸出信號，輸出端與發光二極管相連，這樣既滿足題意，設計又簡單。2.2方案設計2.1.1設計方案一（個人方案）電路圖如下上圖左邊是用555設計的脈沖振蕩器，產生1.67HZ的脈沖信號輸入CT74LS194中，然后通過74LS194輸出四進制循環信號。其中輸出端Q0接1、2、9號燈，Q1接4、5、6號燈，Q2接3、7、8號燈，再加上一個三輸入的或非門74LS27，或非門輸入端與74LS194的三個輸出端Q0、Q1、Q2相連，輸入端與S1相連，這樣就能產生循環發光的霓

5、虹燈。2.1.2設計方案二（小組方案）電路圖如下本電路是由555定時器組成0.6s的脈沖信號，用一片74LS161制作成4進制計數器。用一片74LS139四進制譯碼器分別控制9盞燈。其中第1、2、9號燈接74LS139的Q0輸出端，第4、5、6號燈接74LS139的Q1輸出端，第3、7、8號燈接74LS139的Q0輸出端。當74LS161計數產生00,01,10，11信號并送到74LS139，74LS139控制燈按順序閃爍。2.2.3方案比較方案一直接利用了移位寄存器74LS194的右移循環功能，方案二利用了計數器74LS161和譯碼器74LS139譯碼器實現了循環右移的功能。兩個方案各有伯仲

6、。3.部分電路設計3.1 555構成的脈沖發生器介紹脈沖產生部分電路：圖3.1 脈沖產生電路DVCC555定時器的引腳圖：8 4 76 32 5 1VI1VoVI2VicGND 圖3.2 555定時器引腳圖功能表：輸入輸出閾值輸入（VI1）觸發輸入（VI2）復位（D）輸出（Vo）放電管Txx00導通<<11截止>>10導通<>1不變不變表3.1 555定時器功能表如圖3.1所示，該部分電路是由555定時器構成的一個多諧振蕩器，它能夠產生連續的脈沖信號并且頻率是可以調節的。接通電源后，電容C沒充電，當VC上升到時,使V0為低電平，同時放電三極管T導通，此時電容

7、C通過R2和T放電，VC下降。當VC下降到到時，V0翻轉為高電平。電容器C放電所需的時間為：tPL=R2Cln 20.7R2C當放電結束后，T截止，VCC將通過R1、R2向電容器C充電，VC由上升到所需的時間為：tpH=（R1+R2）Cln 20.7（R1+R2）C當VC上升到時，電路又翻轉為低電平。如此周而復始，于是，在電路的輸出端就得到一個周期性的矩形波。電路的工作波形如下圖所示，其震蕩頻率為=這樣，我們可以通過改變電容和電阻的數值就可以算出特定的頻率。題目要求的是2赫茲，這樣我們可以得到R1=26.5K，R2=30K，C=10。3.2 CT74LS194引腳圖及功能介紹 具有移位功能的寄

8、存器成為移位寄存器。一位功能是指寄存器中所存代碼能夠在一位脈沖的作用下一次進行左移或者右移。只需要改變左、右移位的控制信號便可實現左移位或者右移位要求的移位寄存器稱為雙向寄存器。CT74LS194是一種功能比較齊全的雙向移位寄存器。它具有清除、保持、并行輸入、右移位串行輸入和左移位串行輸入數據等五種功能。其引腳圖與功能表如下圖：引腳圖：圖3-3功能表：圖3-4本次設計所用的為循環右移功能。當S1=0 S0=1 SR與Q2相連，置入一個初始數據1000，在連續加4次脈沖，194芯片就可以實現循環右移。根據方案一電路圖知，CT74LS194芯片得到了1.67Hz脈沖，通過CT74LS194產生了循

9、環四進制輸出信號，使得二極管可以循環發光。3.3 74LS27功能介紹74LS27為三組3輸入端或非門（正邏輯）引出端符號1A-3A 輸入端1B-3B 輸入端1C-3C 輸入端1Y-3Y 輸出端邏輯圖如下功能表如下4 調試與檢測4.1調試中故障及解決辦法調試中遇到了兩個問題。第一次發現多諧振蕩器設計正確，連線也正確，但是在proteus上面無法產生脈沖信號。檢驗了好幾遍不知道什么問題，后來經過和小組其他成員的討論，猜想是由于接地，電源這兩種畫圖沒有統一標注，畫的比較隨便。經過同意與調試之后，終于成功的將多諧振蕩器調整好了。第二次在振蕩器調整好之后，CT74LS194接受的輸入脈沖信號正確，右循

10、環連接線路也好正確。可彩燈就是不亮。排查好久終于發現是接地符號沒有用導線與二極管相連，沒有產生電氣節點。調整了一下接地符號的位置，電路就開始循環了。4.2調試與運行結果點擊運行，第一組紅綠燈亮，第三組藍燈亮；然后第二組紅綠藍燈亮；接著第一組藍燈亮，第三組紅綠燈亮；然后全滅，再至第一組紅綠燈亮，第三組藍燈亮，三組彩燈發生循環變化，設計成功。結束語本次課程設計，我從中收益良多：首先，這次的廣告彩燈控制電路的設計，綜合運用了數電所學的各種元器件，并且鞏固了數電理論知識，以及提高用理論聯系實際的能力。這次的課程設計，加強了我的動手、思考和解決問題的能力。其次，在這次課程設計中，我了解了以前一知半解的東

11、西，比如一些芯片的用法，如74LS194、74LS161等芯片的功能及用法。第三，為了這次的課程設計，我專門學習了proteus軟件，對其基本操作有了深入的了解與掌握。而且，通過這次的學習，我的自學能力也得到了進一步的提升。第四，在做小組方案時，出現了很多的意見與分歧，但在經過激烈討論之后我們達成了共識。這個過程讓我意識到了團隊合作的重要性，并且學會了如何去分配工作，如何去解決設計過程的問題。第五，通過這次課設，我基本掌握了課程設計的流程，過程中要學會如何去學習你沒有遇到過的東西，如何去調試過程中出現的問題，這些都是關鍵，并且要在此基礎上不斷創新，這就是我們可是的目的與意義所在。第六，做實物的時候，一定要有耐心，認真調試，才能得出正確的結果。遇見問題要冷靜對待，從調試中獲得一份快樂和一份知識，這樣才能更好的鍛煉自己的能力。第七，痛苦是必不可少的過程，但只要堅持，付出就會有收獲，這樣才能感受到成功的喜悅。對我而言，知識上的收獲很重要，精神上的滿足也令我十分開心。挫折是一份財富，經歷是一份擁有，通過這次的課設，我真真正正的學習懂了書本上所沒有的知識和寶貴的經驗。參考文獻1 康華光.電子技術基礎-數字部分（第五版），高等