《电工电子综合课程设计-音乐数字彩灯控制器设计》.doc

武汉理工大学《电工电子综合课程设计》说明书 PAGE \* MERGEFORMAT17 音乐数字彩灯控制器设计 设计意义及要求 1.1设计意义 数字电子技术在日常生活中的应用无处不在，数字音乐数字彩灯在节日装饰中起着十分重要的作用。数字电子技术在实际应用中已经有相当纯熟的技术。作为当代大学生我们应当与社会的需求接轨，了解社会的需求，通过自己所学的只是造福社会。虽然现在掌握的知识还很狭隘，但是为了更好的掌握目前学习了的知识和更好的去学习更深入的知识，我们应当学会利用自己已经掌握的知识，将其应用到实践中，在实践中检验和巩固自己的所学的知识。 我们应当明白，理论知识应当结合实际应用，单纯的学习理论知识终究只会是纸上谈兵，知识因应用而美，在实际应用中加深对理论知识的理解，增强我们独立思考、团队协作、动手能力。为将来的学习和工作打下坚实的基础。 首先，我们的设计既是独立思考又是团队协作的成果。接到任务的最初阶段，我们独立思考，各自设计出自己的个人方案，并通过仿真软件仿真检验结果。然后我们在一起，各自阐述自己的思路和想法，听取别人的思路和想法，集思广益，讨论设计出思路清晰、芯片用的少、工作最稳定的最佳的方案。 其次，这对个人能力、团队协作能力也是一次考验。个人做的好，如果没有团队精神，团队离心离德，做不出满意的设计。只有我们都把自己的想法毫无保留地和大家分享，才会产生思想的火花，才会有更加优化的方案产生。 在今后的学习和生活中，尤其是工作以后，很多事情都是要靠团队的力量来完成的，一方面我们要学好知识培养自己的个人能力，另一方面我们应当培养自己的团队协作能力要有团队精神，这样我们才能让知识与智慧散发出迷人的光芒。 1.2设计要求 1）数码管自动依次显示数字队列0，1，2，3，4，5，6，7，8，9（自然数列）；1，3，5，7，9（奇数列）；0，2，4，6，8（偶数列）；0，1，2，3，4，5，6，7，0，1（音乐数列）。然后又依次显示同上数列，不断循环； 2）打开电源开关，自动清零，即通电后最先显示出自然数列的0，再显示出1，然后按上述规律变化； 3）每个数字一次显示时间（从数码管显示之时起到消失之时止）基本相等。 4）严格按照课程设计说明书要求撰写课程设计说明书。 方案设计 2.1设计思路 奇偶序列 奇偶序列 自然序列 音乐数列 数 码 显 示 图2-1 设计思路图 通过分析设计要求，音乐数字彩灯要实现三个数列的循环：自然序列、奇偶数列和音乐数列。自然序列：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9的实现容易想到用十进制计数器来实现，然后通过译码显示电路即可显示。奇偶序列：1、3、5、7、9、0、2、4、6、8刚好十个数，也可以用十进制计数器来实现，不过要通过译码器和与非门来实现，把它转换成自然二进制，然后通过译码显示电路即可显示。音乐序列：0、1、2、3、4、5、6、7、0、1刚好也是十个数，也可以用十进制来实现，通过十进制计数器和门电路来实现其功能，易于实现。 显然上述单元电路，独立的实现各自功能是很简单的。现在我们要实现自然序列、奇偶数列、音乐数列的循环。于是想到了用十进制计数器设计一个三十进制的计数器来实现循环。三十进制000000-001111实现自然序列的显示，010000-011111实现奇偶数列的显示，100000-101111实现音乐数列的显示，如此循环即可实现上述要求的功能。三十进制高两位选择自然序列、奇偶数列显示、音乐数列显示的变化为00、01、10，利用高两位的变化情况，是适当的用一些门电路即选择自然序列、奇偶数列、音乐数列电路的工作。 当高两位为00时为了选择自然序列单元电路的工作，将输出的高两位通过一个或非门再与CP脉冲通过一个与门来充当自然序列单元电路的CP脉冲输入。当高两位为01时选择次高位直接与CP脉冲接一个与门即可控制奇偶序列单元电路的工作于停止。当高两位为10时选择最高位直接与CP脉冲接一个与门即可控制音乐序列单元电路的工作与停止。显然00时，只有自然序列单元电路有CP脉冲输入，01时只有奇偶数列单元电路有CP脉冲输入，10时只有音乐数列单元电路有CP脉冲输入，电路如此循环。 自然序列、奇偶数列、音乐数列单元电路，其中一个工作的时候，另外两个单元电路没有脉冲输入信号，不工作，输出端均为零。分别将三个单元电路的输出对应二进制位通过一个或门接到译码显示电路，即可实现译码显示。 平时做实验的时候，CP脉冲都是实验直接有现成的用，所以最后才想到还要设计CP脉冲产生电路。CP脉冲产生电路，通过555定时器容易实现，通过计算选择合适参数即可。 此外清零/复位，暂停功能的实现，在实际设计过程中逐步实现。以上是基本的大体设计思路，细节部分后面做详细分析。 2.2方案设计 2.2.1方案一（个人设计方案) 本方