1、遼寧工程技術大學遼寧工程技術大學課程設計名稱:課程設計名稱:電子技術課程設計目:彩,燈控制善談讓學期：學13.2014學年第2學期專業:.電氣工程及其直動化.班級：姓名：學號：指導教師：劉桂芬課程設計成績評定表評定標準評定指標標準評定合格不合格單元電路及整體設計方案合理性正確性創新性仿真或實踐是否進行仿真或實踐技術指標或性能符合設計要求有完成結果設計報告格式正確內容充實語言流暢標準說明：以上三大項指標中，每大項中有兩小項或三小項合格，視為總成績合格。總成績日期年月日課程設計任務書一、設計題目彩燈控制器設計二、設計任務.有六只LED彩燈.控制順序是：全亮一奇數燈依次滅一偶數燈依次滅一依次亮一依次

2、滅一全亮一全滅.彩燈點亮時間為0.5S。三、設計計劃電子技術課程設計共1周。1天：選題，查資料；2天：方案分析比較，確定設計方案;34天：電路原理設計與電路仿真；5天：編寫整理設計說明書。四、設計要求.畫出整體電路圖。.對所設計的電路全部或部分進行仿真，使之達到設計任務要求。.寫出設計說明書。指導教師：劉桂芬日期：2014年6月18日摘要近年來，由于集成電路的迅速發展，使得數字邏輯電路的設計發生了根本性的變化。在設計中更多的使用中規模集成電路，不僅可以減少電路組件的數目，使電路簡捷，而且能提高電路的可靠性，降低成本。因此用集成電路來實現更多更復雜的器件功能則成為必然。現代生活中，彩燈越來越成為

3、人們的裝飾品，它不僅能美化環境，渲染氣氛，還可用于娛樂場所和電子玩具中，現以該課題為例進行分析與設計可編程的彩燈控制的電路很多，構成方式和采用的集成片種類、數目更是五花八門，而且有專門的可編程循環彩燈控制電路。絕大多數的彩燈控制電路都是用數字電路來實現的，例如，用中規模集成電路實現的彩燈控制器主要用計數器，譯碼器，分配器和移位寄存器等集成。本次設計的可編程彩燈控制電路就是用寄存器、計數器和譯碼器等來實現，其特點是用發光二極管顯示，實現可預置編程循環功能。關鍵詞：集成電路；計數器；譯碼器;目錄TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark27 2方案設計與分析2 HYPER

4、LINK l bookmark29 3電路設計框圖及功能描述3 HYPERLINK l bookmark31 4電路原理設計及參數計算4 HYPERLINK l bookmark33 4.121進制計數器4 HYPERLINK l bookmark35 4.25-32譯碼器4 HYPERLINK l bookmark37 4.3真值表5 HYPERLINK l bookmark39 5各單元電路的制作6 HYPERLINK l bookmark41 21進制計數器的實現6 HYPERLINK l bookmark43 5-32譯碼器的實現7 HYPERLINK l bookmark45 控制電

5、路的實現7 HYPERLINK l bookmark47 電路圖及仿真8 HYPERLINK l bookmark51 6課程設計體會9 HYPERLINK l bookmark53 參考文獻10遼寧工程技術大學電子技術課程技術遼寧工程技術大學電子技術課程技術遼寧工程技術大學電子技術課程技術遼寧工程技術大學電子技術課程技術1綜述隨著科學技術的發展以及人民生活水平的提高，在生活中使用彩燈作為一種裝飾越來越流行，彩燈既可以增強人們的視覺效果，乂可以增添節日氣氛，為人們的生活增添了亮麗的色彩。現代數字電子技術的發展逐漸趨向于小型化，快速化，精確化，控制使用簡易方便的方向發展。在數字電子技術廣泛應用的

6、階段，人們追求貫徹整個系統的自動化設計,整個過程通過集成塊完成自動控制，提高了設計的質量和效率，大大降低了故障產生的機會。彩燈控制器設計彩燈控制器設計遼寧工程技術大學電子技術課程技術遼寧工程技術大學電子技術課程技術 方案設計與分析方案一：利用兩片十六進制計數器74LS161設計一個21進制計數器，用從0到20種狀態來控制這21種狀態，然后通過譯碼器翻譯成可以實現的高低電平。最后寫出這21種狀態和計數器數字對應的真值表，計算出邏輯式，便可實現所要求的彩燈控制。該方案思路簡單明確，控制產生的現象明顯，穩定，易于實現。方案二：利用兩片十進制計數器74160設計一個40進制計數器，再用個位的0到9輸出

7、狀態與十位的0到3四種輸出狀態通過邏輯器件構成LED燈的控制電路，實現彩燈的亮滅控制。該方案LED燈的控制電路比較復雜，邏輯門器件容易出現延遲，競爭冒險風險,從而影響對LED燈的控制結果。3電路設計框圖及功能描述按課程設計題目來看，要求實現彩燈的21種狀態(開始燈全部亮1種狀態，奇數的燈依次滅3種狀態，偶數的燈依次滅3種狀態，然后依次亮6種狀態，依次滅6種狀態，然后再全亮1種狀態，全滅1種狀態，共21種)。此處可以用一個21進制的計數器實現，從0到20種狀態來控制這21種狀態(00000-10110),然后把計數器用譯碼器譯成可以實現的高低電平。再寫出這21種狀態和計數器數字對應的真值表，計算

8、出邏輯式，便可實現題目要求的彩燈控制。由上分析可知需要一個21進制的計數器，然后需要一個5-32譯碼器，然后在由門電路連接LED燈。總體設計思路圖如下所示：23進制計數器時鐘脈沖信號電路圖L1整體設計方案的框圖LED23進制計數器時鐘脈沖信號電路圖L1整體設計方案的框圖LED燈4電路原理設計及參數計算21進制計數器21進制計數器是由兩個16進制計數器構成，并且將21進制計數器的每個狀態輸出，令其對應LED的每一種狀態。21進制計數器：用2片74LS161(具有異步清零，同步置數的功能)擴展成21進制計數器，采用并行進位方式、整體置數法。因為計數器需要23種狀態(00000-10100),所以先

9、用兩片74LS161連接成256(16*16)進制計數器，然后在輸出為10100(20)時，用與非門來控制兩計數器的LDN端預置數到零，完成一次完整的循環計數。5-32譯碼器5線-32線譯碼器是由5片74LS138譯碼器實現，它的擴展原理同用2片74LS138進行4線一16線擴展類似。正常的5線-32線譯碼器應該需要5片74LS138譯碼器來擴展實現，但由于本設計中要求控制彩燈變化的狀態只有23種，故只需要用4片74LS138即可實現5線-24線的譯碼功能，左邊的一片74LS138芯片用于控制選擇右邊的三片74LS138芯片的工作或者鎖定狀態，右邊的三片74LS138芯片每片都可控制八種輸出狀

10、態，共可控制輸出24種狀態，而題目要求為21種，所以能滿足題目的要求。當接通時，先通過左邊的芯片控制右邊芯片的使能端來控制其是否工作，然后右邊的芯片再進行移位變化控制終端LED彩燈的狀態，從而實現21種狀態的循環。真值表由21進制計數器輸入一個五位二進制數(00000-10110),輸出彩燈所對應的狀態(1表示燈亮，0表示燈滅)，對應的真值表如下：表4-3真值表L0L1L2L3L4L50111111110111121010113101010400101050000106000000710000081100009111000101111001111111012111111130111111400

11、11111500011116000011170000011800000019111111200000005各單元電路的制作21進制計數器的實現21進制計數器是由兩個16進制計數器構成，并且將21進制計數器的每個狀態輸出,令其對應LED的每一種狀態，計數器實現如圖5-1。U4DCDHEXU5DCDHEX74LS161NAQABQBCQCDQDENPRCOENT-LOADCLR，CLKU4DCDHEXU5DCDHEX74LS161NAQABQBCQCDQDENPRCOENT-LOADCLR，CLK10圖5-121進制計數器及仿真5-32譯碼器的實現5-32譯碼器是由5個74LS138實現，它的實現

12、原理同用2個74LS138實現4-16譯碼器的原理，設計圖如圖5-2。控制電路的實現由真值表可得到各個LED燈的邏輯表達式如下：LO=MO+M1+M2十M3+M7+M8十M9+M10+M11+MI2+M19；Ll=M0+M8+M9+M10+M11+MI2+M13+M19；L2=M0+M1+M2十M3十M4十M9十M10+M11+M12+M13+M14+M19；L3=M0+M1+M10+M11+MI2+M13+MI4+M15+M19；L4=M0+M1+M2+M3+M4+M5+M11+MI2+M13+MI4+M15+MI6+M19；L5=M0+M1+M2+M12+M13+MI4+M15+MI6+M

13、17+M19：U4圖5-25-32譯碼器74LS138DU55.4電路圖及仿真74LS138D2mAWU3AroNy74HC01N2Vs74LS161NggdcbTP3苫InyKLKsee74LS13BDU574LS13BDU6KLS13BDcbaZQO.OO.-unXFG1LED1500Q74sl33DVu4sl33D且UI2UY年一I、4s133DHUI3LED5XXfvr500Q500Q圖3整體電路圖74LSENLED6of500Qu4sl33D6課程設計體會在這次的課程設計中，我收獲很大，具體有以下幾方面：.學以致用。在學習數字電路的過程中，上課我們都是些理論上的東西，并且在做實驗的過

14、程中也是照著書本上給出設計好的電路連線，不需要自己設計，一直都沒有運用到自己所學的知識來設計一個電路。而這次的課程設計真正讓我們通過自己的知識和努力，通過自己查閱資料、分析來解決問題。這不但能鞏固我們所學的理論知識，乂能提高我們的實踐能力。.學會分析解決設計上的問題。在設計電路的過程中，每一步都要自己去思考分析，遇到問題時，經常都要經過多次的嘗試來解決改善問題，有時一點微小的錯誤都會影響到結果的正確以否，而這些微小的錯誤經常都是很難發現,這就需要我們學會仔細分析問題。.懂得了如何去安裝調試電路。設計電路，關鍵步驟還在于解決實際遇到的問題，安裝調試出正確的結果，這一步是至關重要也是最為困難的。很多時候，理論分析正確，調試卻不一定正確，這關鍵也在于調試過程是否正確。我們必須遵循一些安裝調試步驟，先單個調試，然后再整體調試，先局部再整體，切不可一次安裝后調試，因為這樣是很難查出錯誤來。總之，這次的課程設計的收獲是很大的，通過這幾天的努力，終于設計出“彩燈控制器”的電路。從開始的無從下手到熟悉各種芯片的功能，到嘗試著設計各個單元電路，再到每個細節問題錯誤的改進和矯正，這里的每一步都是一個大大的提高，特別是許多的細節問題都是很棘手的。但是結果證明，只要不斷地努力，不斷地思考，目標是一定會實現的。彩燈控制器設計彩燈控制器設計彩燈控制器設計彩燈控制器設計參考文獻1閆石主編數字電路技