数电课程设计7..doc

课 程 设 计 报 告 题目 多路彩灯控制器设计 2013-2014 第二学期 班 级 电气一班 姓 名 尹星星 学 号 201295014014 指导教师 韩芝侠 单 位 宝 鸡 文 理 学 院 2014 年 9 月 6 日  1 设计任务和要求 4 任务1 4 任务2 4 2 总设计 4 3 模块设计 5 任务1 5 3.1.1 多谐振荡器的设计 5 3.1.2 计数器的设计 5 3．1.3 3-8译码器与显示电路的设计 6 1）3-8译码器 6 2）显示电路 6 任务2 7 3.2.1 移位寄存器的设计 7 3.2.2 八进制计数器的设计 7 3.2.3 模四计数器的设计 8 3.2.4 显示电路 8 4 设计总原理图 9 任务1 9 任务2 10 5 设计总结 11 6 参考文献 11 附录1 需要用到的元件引脚图 12 多路彩灯控制器设计 [摘 要] 随着科学技术的发展以及人民生活水平的提高,在现代生活中, 彩灯作为一种装饰既可以增强人们的感观,起到广告宣传的作用,又可以增添节日气氛,为人们的生活增添亮丽。由于电子技术的发展, 应用系统向着小型化、快速化、大容量、重量轻的方向发展，彩灯作为一种景观应用越来越多。在电子电路设计领域中，电子设计自动化工具已成为主要的设计手段，通过对电路的控制来控制彩灯的变化状况。 本次设计是八路彩灯控制器, 针对题目设计要求，经过分析与思考，拟定以下二种方案：方案一：总体电路共分三大块。第一块实现花型的演示；第二块实现花型的控制及节拍控制；第三块实现时钟信号的产生； 方案二：在方案一的基础上将整体电路分为四块。第一块实现花型的演示；第二块实现花型的控制；第三块实现节拍控制；第四块实现时钟信号的产生。并在部分电路的设计上与方案一采用了完全不同的方法，如花型的控制。 方案一与方案二最大的不同就在，前者将花型控制与节拍控制两种功能融合在一起，是考虑到只要计数器就可以实现其全部功能的原因，且原理相对简单。这样设计，其优点在于：设计思想比较简单。元件种类使用少，且都较熟悉易于组装电路。缺点则是：中间单元电路连线过于繁多，容易出错。且可能出现线与关系。要避免这些，则势必造成门电路使用过多。导致电路不稳定，抗干扰能力下降。而后者则将以上两种功能分开设计，各单元电路只实现一种功能。其优点在于：电路设计模块化，易于检查电路，对后面的电路组装及电路调试带来方便。缺点则是：节拍控制电路采用可编辑逻辑电路，原理相对复杂，不易理解。花型控制电路简单，花型也比较简单。 基于以上原因，加上为了确保短时间内完成课程设计，在设计中使用了振荡电路、显示电路、译码器、计数器、分频器、移位寄存器等各种电路，能大大地提高了设计的灵活性、可靠性和可扩展性, 因此我选择了连线少，设计思想比较简单，元件种类使用少，易于组装和调试的方案一。 [关键词] 自动控制；工作可靠； 彩灯控制器； 1 设计任务和要求 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。彩灯控制器是以高低电平来控制彩灯的亮灭，彩灯控制采用移位寄存器实现。在实际应用场合彩灯可能是功率较大的发光器件，需要加以一定的驱动电路。本课题用发光二极管LED模拟彩灯，可以不用驱动，可以实现对八盏LED彩灯的简单控制。 现要求设计一个8路移存型彩灯控制器，彩灯用发光二极管LED模拟，具体要求如下： 任务1 （1）彩灯能够自动循环点亮，产生一种流动变化的效果，俗称流水灯控制； （2）彩灯循环显示且频率快慢可调。 （3）该控制电路具有8路输出。 任务2 八个发光二极管（代替彩灯）一字排开，以它们的明暗构成彩灯图形，其循环模式为： （1）彩灯全熄4秒钟； （2）彩灯自左向右在4秒钟内依次点亮； （3）彩灯自右向左在4秒钟内依次熄灭； （4）彩灯全亮4秒钟； 2 总设计 根据题目的任务、要求和性能指标，经过分析与思考，得出以下方案： 整体电路分为三个模块：第一个模块实现节拍的发生；第二个模块实现彩灯明暗变化的控制；第三个模块实现彩灯变化的显示。 主体框图如下： 图1 任务1原理框图 图2 任务2原理框图 在本方案中，各单元电路只实现一种功能。其优点在