移位寄存器型彩灯控制器实验报告.doc

课程设计(综合实验)报告 ( 2009 -- 2010 年度第 二 学期) 名 称： 电子技术综合实验 题 目：移位寄存器型彩灯控制器 院 系：能源动力与机械工程学院 班 级： 热能0809班 学 号： 1081170903 学生姓名： 陈新林 指导教师： 设计周数： 第十九周 成 绩： 日期：2009 年 7 月 6 日 课程 课程设计（综合实验）报告  PAGE 8 《电子技术》综合实验 任 务 书 一、 目的与要求 1.目的 1.1综合实验是教学中必不可少的重要环节，通过综合实验巩固、深化和扩展学生的理论知识与初步的专业技能，提高综合运用知识的能力，逐步增强实际工程训练。 1.2注重培养学生正确的设计思想，掌握综合实验的主要内容、步骤和方法。 1.3培养学生获取信息和综合处理信息的能力、文字和语言表达能力以及协作工作能力。 1.4提高学生运用所学的理论知识和技能解决实际问题的能力及其基本工程素质。 2.要求 2.1 能够根据设计任务和指标要求，综合运用电子技术课程中所学到的理论知识与实践技能独立完成一个设计课题。 2.2根据课题需要选择参考书籍，查阅手册、图表等有关文献资料。要求通过独立思考、深入钻研综合实验中所遇到的问题，培养自己分析、解决问题的能力。 2.3进一步熟悉常用电子器件的类型和特性，掌握合理选用的原则。 2.4学会电子电路的安装与调试技能，掌握常用仪器设备的正确使用方法。利用“观察、判断、实验、再判断”的基本方法，解决实验中出现的问题。 2.5学会撰写综合实验总结报告。 2.6通过综合实验，逐步形成严肃认真、一丝不苟、实事求是的工作作风和科学态度，培养学生树立一定的生产观点、经济观点和全局观点。要求学生在设计过程中，坚持勤俭节约的原则，从现有条件出发，力争少损坏元件。 2.7在综合实验过程中，要做到爱护公物、遵守纪律、团结协作、注意安全。 四、 设计（实验）成果要求 1.学生根据所选课题的任务、要求和条件进行总体方案的设计，通过论证与选择，确定总体方案；然后???方案中单元电路进行选择和设计计算；最后画出总体电路图。 2.预设计经指导教师审查通过后，学生即可向实验室领取所需元器件等材料，在面包板上组装、调试电路，使之达到设计指标要求。 3.在Multisim软件平台上学生可直接设计、仿真和实现，直至达到设计要求。 课题一 移位寄存器型彩灯控制器 彩灯控制器可以自动控制多路彩灯按不同的节拍循环显示各种灯光变换花型，它广泛用于大型灯会、舞台灯光控制、体育馆灯光控制以及节假日灯光装饰中。实现彩灯控制的方法很多，如用EPROM编程、单片机、纯硬件电路等。当彩灯路数较少且花型变换较为简单时，可采用移位寄存器进行控制。 一、课程设计(综合实验)的目的与要求 1 要求三种变换花型 八路彩灯从左至右顺次渐亮，全亮后逆序渐灭；循环２次 八路彩灯从中间到两边对称地逐次渐亮，全亮后仍由中间到两边对称地逐次渐灭；循环２次 八路彩灯分两半，从左至右顺次渐亮，全亮后则灭；循环３次 2 三种花型先以慢节拍显示一遍,再以快节拍显示一遍,构成一次大循环,然后重复. 二、设计（实验）正文 1、原理框图 彩灯控制器以某种节拍按一定规律改变彩灯的输入电平值，控制彩灯的亮与灭，按预定规律显示一定的花型。因此彩灯控制器需要一个能够按一定规律输出不同高低电平编码信号的编码发生器，同时还需要编码发生器所要求的时序信号和控制信号。由于实际应用场合所带彩灯可能是功率较大的白炽灯或其它，因此还需要一定的驱动电路，实验中因采用发光二极管或指示灯，故可省略驱动电路。彩灯控制器的原理框图如图3.1.1所示。 图1.1 彩灯控制器原理框图 2、设计思路 2.1 明确设计要求 彩灯控制器的对外接口信号示意图如图10-22所示。 Qh3 彩灯控制器 Qg Qf 复位信号 接彩灯 Qe Qd 时钟信号 Qc Qb Qa 图10-22 彩灯控制器的对外接口信号示意图 设彩灯控制器输出为1时可以点亮彩灯，为0时不能点亮彩灯。根据原题要求列出彩灯控制器的各花型的状态列表，花型1的状态列表如表10-6所示，花型2的状态列表如表10-7所示，花型3的状态列表如表10-8所示。表10-9为一次总循环所需要的状态列表，其中加入了第64个状态并规定为清零，是为了使状态总数等于26，以简化控制器电路。