彩灯控制器课程设计.doc

湖南工程学院

课 程 设 计

课程名称 数 字 电 子 技 术
课题名称 彩 灯 控 制 器

专 业 测控技术与仪器
班 级
学 号
姓 名
指导教师 曾 钢 燕

2011 年 11 月 20 日

湖南工程学院

课程设计任务书

课程名称: 数 字 电 子 技 术
题 目: 彩 灯 控 制 器
专业班级:
学生姓名: 学号:
指导老师: 曾 钢 燕
审 批:

任务书下达日期 2011年11月 7日星期一
设计完成日期 2011年11月20日星期日

设计内容与设计要求

一． 设计内容：
1、 设计彩灯控制器要求如下:
控制红、绿、黄一组彩灯循环闪亮，变化的规律是：红 → 红绿 → 绿 → 黄绿 → 黄 → 全亮 → 全灭 → 红。
2、 用EWB进行仿真
3、 在实验室组装实际电路并调试通过
4、 写出设计报告
二、设计要求：
1、思路清晰，给出整体设计框图和总电路图；
2、单元电路设计，给出具体设计思路和电路；
3、写出设计报告；

主要设计条件
1． 提供调试用实验室；
2． 提供调试用实验箱和电路所需元件及芯片；

说明书格式
1． 课程设计封面；
2． 任务书；
3． 说明书目录；
4． 设计总体思路，基本原理和框图（总电路图）；
5． 单元电路设计（各单元电路图）；
6． 安装、调试步骤；
7． 故障分析与电路改进；
8． 总结与体会；
9． 附录（元器件清单）；
10． 参考文献
11、课程设计成绩评分表

进度安排
第一周星期一 上午 布置任务、讲解
星期一 下午---星期二下午 查资料进行设计
第二周星期一上午 领元件（实验楼四楼电子实习实验室）
星期一 下午---星期四下午调试电路（实验楼四 楼电子实习实验室）
星期五 答辩
参考文献
«数字电子技术基础» 周良权编
«电子技术课程设计指导» 彭介华编
«电子技术基础实验» 陈大钦编

目 录

一、设计总体思路，基本原理和框图（总电路图）………………..7
二、单元电路设计……………………………………………………..8
三、安装、调试步骤…………………………………………………..9
四、故障分析与电路改进……………………………………………..9
五、总结与体会………………………………………………………..9
六、附录（元器件清单）………………………………………….….10

一、 设计总体思路，基本原理和框图（总电路图）
1、设计总体思路
控制红、绿、黄一组彩灯循环闪亮，变化的规律是：红 → 红绿 → 绿 → 黄绿 → 黄 → 全亮 → 全灭 → 红。

2、基本原理
彩灯的亮灭共有七种情况，可设计一个七进制的计数器，用计数器的状态控制彩灯的亮灭；计数器应能够自启动。

3、 框图（总电路图）
a、框图：

逻辑电路
七进制计数器

脉冲信号源
彩 灯

b、总电路：

二、 单元电路设计
1、 七进制计数器
利用置数端的反馈式做七进制计数器：

2、组合逻辑电路
利用3位（3线-8线）二进制译码器将输入的一组二进制代码输出位一一对应的高、低电平信号。
3位2进制译码器的真值表：

根据彩灯输出顺序 001到110依次为红、红绿、绿、黄绿、黄、全亮、全灭。根据真值表可以得到红灯亮有Y1、Y2、Y6，黄灯有Y4、Y5、Y6，绿灯有Y2、Y3、Y4、Y6。
所以其单元电路图为：

备注：从上到下三灯为红、黄、 绿。

三、 安装、调试步骤
把选好的160、138等芯片插在电路板上，做好相应的布局，用导线按照电路图接好线，就可以调试了。

四、 故障分析和电路改进
在电路组装过程中，遇到的最大问题是，当时设计时考虑不周全，芯片分布不够合理，出现了许多“特长线”。不但影响布线速度，而且也会给后来的调试带来不必要的麻烦。当时已经布线不少，不可能重新开始，再三权衡，最后只移动了一个芯片，问题就得到了很大改善。其次就是布线，因为要求不准交叉，且横平竖直，所以在保证连通的情况下，在布线上也下了不少工夫。调试过程中，就遇了实验板上有插孔不通的情况，导致芯片不能正常工作。只有选择其他插孔。
在整个调试完成后，却遇到的新问题：彩灯演示时有时正常有时混乱。经过检查，发现138芯片一个输出端口坏了，只有更换芯片。最后再接好线，所以问题都好了。
五、 总结与体会
课程设计刚开始，拿着选定的题目不知如何入手。毕竟课程设计不同于实验课，电路图都要自己设计。静下心来，仔细分析题目，再加上指导老师的说明与提示，心中才有了谱。将整个系统根据不同的功能化分成模块，再分别进行设计，逐个攻破，最后再将其整合即可。
在设计过程中，既有用过的芯片，又有没用过的，只能自己查表，分析功能。即学即用。最后调试阶段，哪怕一个小小的错误也会使结果出不来。只好一条线一条线地查，一个孔一个孔地测。拆了好几次线，发现有的地方还应改进。
通过这次课程设计，使我受益颇多。既巩固了课堂上学到的理论知识，又掌握了常用集成电路芯片的使用。在此基础上学习了数字系统设计的基本思想和方法，学会了科学地分析实际问题，通过查资料、分析资料及请教老师和同学等多种途径，独立解决问题。同时，也培养了我认真严谨的工作作风。
最大的收获就是自己动手，丰衣足食！

六、 附录（元器件清单）
74LS161一个；
74LS138一个；
74LS00一个;
74SL10一个；
74LS20一个；
导线若干、电路板一块、发光二极管3个等。

电气与信息工程系课程设计评分表
项 目
评 价
优
良
中
及格
差
设计方案的合理性与创造性(10%)

硬件设计或软件编程完成情况(10%)

硬件测试或软件调试结果*(10%)

设计说明书质量(10%)

设计图纸质量(10%)

答辩汇报的条理性和独特见解(10%)

答辩中对所提问题的回答情况(10%)

完成任务情况(10%)

独立工作能力(10%)

出勤情况（10%）

综 合 评 分

指导教师签名：________________
日 期：________________
注：①表中标*号项目是硬件制作或软件编程类课题必填内容；
②此表装订在课程设计说明书的最后一页。课程设计说明书装订顺序：封面、任务书、目录、正文、评分表、附件（非16K大小的图纸及程序清单）。

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