eda彩灯控制器设计 EDA课程设计—彩灯控制器.doc

eda彩灯控制器设计 EDA课程设计—彩灯控制器 燕 山 大 学 EDA课程设计报告书 题目： 彩灯控制器 姓名： 班级： 成绩： 一．设计要求具备两种彩灯花样显示，通过功能切换按钮选择花样。 花样一要求：1．有十只LED，L0……L92．显示方式（初态为全亮）：先奇数灯依次灭（灭的灯当下一个灯… 湖北理工学院电气与电子信息工程学院《电气控制与 PLC 实训》 设计报告名称： 市中心双向六车道十字路口红绿灯控制 电气工程及其自动化 2012 级电气本一班 201240220145 彭兴旺 高海洲、胡学芝 2015 年 4 月 27 日—5 月 … 课题一 数字式温度测量仪的设计1． 技术指标及功能（1） 测温范围： 0—+150℃，测量精度：误差 燕 山 大 学 EDA课程设计报告书 题目： 彩灯控制器 姓名： 班级： 成绩： 一．设计要求 具备两种彩灯花样显示，通过功能切换按钮选择花样。 花样一要求： 1．有十只LED，L0……L9 2．显示方式（初态为全亮）： 先奇数灯依次灭（灭的灯当下一个灯动作时，本灯回复原状态） 再偶数灯依次灭（同上） 再由L0到L9依次灭（同上） 3．显示间隔0.5S，1S可调。 花样二要求： 1．有八只LED，L0……L7 2．显示顺序如下表 3．显示间隔为0.5S，1S可调。 二、设计过程及内容 总体设计思路：彩灯控制器的总电路图主要由三大模块组成，分别是分频和选频模块、花样一模块和花样二模块。 1、分频和选频模块 （1）、分频模块 利用三个74160做成183进制的计数器，将732HZ的频率分成4HZ的频率，再在4HZ的基础上，利用T触发器，调节信号的占空比，得到2Hz的Y信号。电路图如下： 仿真图： （2）、选频模块 利用JK触发器上升沿触发将Y信号改变成1Hz的信号，再用M信号控制1Hz和2Hz信号的选择，即题目要求中实现时间间隔0.5s和1s可调。控制端M为低电平时，输出2HZ的脉冲；控制端M为高电平时，输出1HZ的脉冲。电路图如下： 仿真图： M为低电平时： M为高电平时： 分频和选频模块合并后的电路图为： 2、花样一模块 花样一中有两大模块：计数模块和控制模块。 （1）、计数模块 用一片76161制成11进制计数器，其中进位信号经过JK触发器得到占空比为1:2的C信号，作为控制模块的片选端输入，输出的QA、QB、QC、QD作为控制模块的输入。电路图为： 仿真图： （2）、控制模块 用计数模块输出的C信号控制两片74154译码器轮流工作。当C为低电平时，第一片译码器工作，实现十个彩灯的初态全亮、奇数灯依次灭和偶数灯依次灭；当C为高电平时，第二片译码器工作，实现十个彩灯的依次灭。两片译码器的输出端用逻辑门与彩灯相连。电路图如下： 花样一模块的电路图为： 仿真图为： 3、花样二模块 （1）、花样二中用两片74161制成一个33进制计数器，用来实现题目中33种状态的循环。电路图如下： （2）、利用9片74138制成6—64线译码器，其输入端由计数器输出的QF、QE、QD、QC、QB、QA控制。电路图如下： （3）、利用与门和与非门制成8个有17个输入端的与非门，输出端与8个彩灯相连，输入端根据每个彩灯33种状态的真值表与译码器相连。电路图如下： 仿真图如下： 4、将上述的三大模块用一定的逻辑门电路连接，N信号控制花样一与花样二，当N为高电平时，花样一工作；当N为低电平时，花样二工作。得到总电路图： 仿真图： 当N为高电平时 当N为低电平时 三、设计结论 刚拿到这个题目的时候觉得很简单也很熟悉。可是看似简单的题目在开始的一周并没有什么实质进展。首先我们对如何分频和选频的概念是模糊的，查阅了资料有了了解后分频和选频模块做出来了。花样一我们用了最保守的方法，用计数器和译码器和逻辑门电路实现了。花样二我们起初用的是计数器，四个移位寄存器和级联的数据选择器去实现的，但是因为中间的控制电路没做好仿真波形始终都出现不了。咨询了老师，我们又加以改进用逻辑门电路实现控制，出现了33种状态所分的四组状态但是顺序是颠倒的。又加以改进想用计数器去实现控制，但实现有困难。绕了一大圈最后我们决定仿照花样一，用计数器和扩展的译码器和一定的逻辑门电路终于实现了花样二。过程其中，花样一和花样二模块在仿真时遇到了个别灯的输出不正常的问题，经改进后正确输出了波形了，但是在三个模块组合后仿真波形却出不来。这两个问题都是因为逻辑电路出错了。经改进最终实现了花样一和花样二的状态转换也实现了题目要求。那一刻真的由衷的高兴。一个看似简