彩灯控制方案设计.doc

湖南涉外经济学院

课程设计报告

课程名称： 电子技术课程设计

报告题目： 彩灯控制器设计
学生姓名：
所在学院：
专业班级：
学生学号：
指引教师：

20 13 年 12 月 25 日

彩灯控制器设计
报告题目
彩灯控制器设计
完毕时间
/12/25
学生姓名

专业班级

指引教师

职称
讲师
总体设计规定和技术要点
一、设计规定
1、用16个三色LED灯构成一种彩灯模型；
2、循环显示不少于16种不同显示状态，具备一定观赏性；
3、每种状态显示时间在1S-2S可调；
4、具备加电复位功能

二、技术要点
系统框图如下：

摘要
当代电子技术课程设计重要运用EWB或Multisim软件进行电路图绘制及仿真设计。依照课题任务、规定和条件进行总体方案设计，并通过论证与选取，拟定总统方案。此后是对方案中单元电路进行选取和设计计算，涉及元器件选用和电路参数计算。并用电子设计软件对电路进行辅助设计和
模仿仿真。最后画出总体电路图。预设计经指引教师审查通过后，从实验室领取所需元件和材料，并在实验板上焊接电路。此后运用测试仪表进行电路调试，排除电路故障，调节元器件，修改电路，使之达到设计指标规定。课程设计总结报告是对学生写科学论文和科研总结报告能力训练。通过写报告，不但把设计、组装、调试内容进行全面总结，并且把实践内容上升到理论高度。
当代电子技术课程设计应达到如下基本规定：
1)综合运用电子技术课程中所学到理论知识去独立完毕一种设计课题；2)通过查阅手册和文献资料，培养学生独立分析和解决实际问题能力；3)进一步熟悉惯用电子器件类型和特性，并掌握合理选用原则；
4)学会电子电路安装与调试技能；
5)进一步熟悉电子仪器对的用法；
6)学会撰写课程设计总结报告；
7)培养严肃认真工作作风和严谨科学态度。
核心词：多谐振荡器 计数器 译码器 EWB 频率

目录
一、概述 1
二、设计方案选取和电路框图 1
2.1、设计目 1
2.2、题目分析 1
2.3、题目设计 1
2.4、构造框图 1
三、设计原理 1
四、各单元电路设计、计算和阐明(本人负责某些) 2
（一）74LS161计数某些 2
（二）74LS138译码电路 2
五、整体电路图 4
六、所用元器件及器材 5
七、芯片功能 5
7.1、NE555 5
7.2、74LS138 6
7.2.1、译码器简介 6
7.2.2 74LS138 应用 6
7.3、74LS161 7
7.3.1、74LS161简介 7
7.3.2、74LS161应用 7
八、结论与心得 8
九、参照文献 9

一、概述
彩灯控制器设计简介：运用移位寄存器和计数器等设计一彩灯控制电路，变化电路不同工作状态，控制彩灯变幻出不同闪烁效果。电路实用，也可以通过计算机仿真直观地看到循环彩灯控制效果，综合运用所学数字电路知识，学会设计和调试办法，从而产生浓厚兴趣。如果稍微改动控制电路，可以更加完善，完毕基于移位寄存器彩灯控制器设计。
二、设计方案选取和电路框图
2.1设计目
设计一种运用发光二极管作为彩灯批示实现发光二极管依次点亮形成移动光点并不断循环彩灯循环控制电路，规定可以实现彩灯循环变化规律可以调节。
1）学会分析、设计和测试用555定期器构成多谐振荡器。
2）熟悉译码器和中规模集成计数器工作原理。
3）运用译码器和计数器设计彩灯控制电路，实现不同闪烁效果
2.2 题目分析
咱们设计流水灯事实上是重要使用一种74LS161，两个74LS138，四个74LS00和一种555定期器这五个芯片对24个LED进行控制，产生循环控制效果。
2.3题目设计
用附加电容、电阻把555定期器接成一多谐震荡器，产生脉冲信号。两个74LS138扩展成4-16线译码器，与LED向接。74LS161作为计数器。
555时序电路
74LS161计数某些
2.4构造框图
如图1.

74LS138译码器电路某些
LED显示某些

图1 构造框图
三、设计原理
设计彩灯循环控制电路，规定该电路彩灯循环显示频率快慢可调，控制器具备多路输出。该电路由555定期器、74LS161计数器和138译码器构成。74LS191计数器时钟信号由555振荡电路提供。计数器输出信号输人至138译码器，由138译码，依照计数器输出不同计数成果，即可控制138译码器译码得到不同输出信号，决定彩灯循环变化。显然，不同计数器与译码器电路，得到是不同彩灯循环控制成果。若译码变，在计数器控制端输入不同控制信号，进行不同计数，则在输出端可见不同彩灯循环输出。
四、各单元电路设计、计算和阐明
（一）74LS161计数某些
由于在实验中需要一种16进制计数器，因而采用74LS161同步计数器。咱们可以变化计数器加减来控制LED亮灭方向。
置数端A、B、C、D分别置0。7、10、9、1 脚接高电平，9脚为异步置数控制端，地电平有效，接高电平。2脚接脉冲信号，同555定期器OUT脚向接。

图3 74LS161计数器电路
（二）74LS138译码电路
用两片3线-8线译码器74LS138构成4线-16线译码器，将输入4位二进制代码译成16个独立低电平信号。如下图。取第（1）片74LS138和作为它第四个地址输入端（在同一种时间令），取第（2）片作为它第四个地址输入端（在同一种时间令），取两片、、，并将第（1）片和接至，将第（2）片接至，如下图所示，于是得到两片74LS138输出分别为式（3.3.8）表白时第（1）片74LS138工作而第（2）片74LS138禁止，将0000～0111这8个代码译成8个低电平信号。而式（3.3.9）表白时，第（2）片74LS138工作，第（1）片74LS138禁止，将1000～1111这8个代码译成8个低电平信号。

五、整体电路图

图五 电路总体图
六、所用元器件及器材
1、芯片：NE555 一块；74LS161一块；74LS138两块；
2、电阻220Ω24个；1KΩ2个；
3、电容：4.7μF,1个；0.01μF1个；
4、LED：红色，8个；绿色，8个；黄色，8个。
5、面包板：SYB-120，一块。
七、芯片功能
7.1、NE555
NE555 (Timer IC)大概在1971年由Signetics Corporation发布，在当时是唯一非常迅速且商业化Timer IC，在往后30年来非常普遍被使用，且延伸出许多应用电路，尽管近年來CMOS技术版本Timer IC如MOTOROLAMC1455已被大量使用，但原规格NE555依然正常在市场上供应，尽管新版IC在功能上有部份改进，但其脚位劲能并没变化，因此到当前都可直接代用。

NE555是属于555系列计时IC其中一种型号，555系列IC接脚功能及运用都是相容，只是型号不同因其价格不同其稳定度、省电、可产生振荡频率也不大相似；而555是一种用途很广且相称普遍计时IC，只需少数电阻和电容，便可产生数位电路所需各种不同频率脉波讯号。
555定期器是一种模仿和数字功能相结合中规模集成器件。普通用双极性工艺制作称为555,用CMOS工艺制作称为7555,除单定期器外,尚有相应双定期器556 /7556。555定期器电源电压范畴宽,可在4. 5V～16V工作，7555
可在3～18V工作，输出驱动电流约为200mA ,因而其输出可与TTL、CMOS或者模仿电路电平兼容。
555定期器成本低性能可靠只需要外接几种电阻、电容就可以实现多谐振荡器、稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。它也常作为定期器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制等方面。
7.2、74LS138
7.2.1、译码器简介
74LS138 3-8线译码器，译码器也称解码器，译码过程事实上是一种翻译过程,即编码逆过程。译码器输入是n位二值代码，输出是m个表征代码原意状态信号（或另一种代码）。普通状况下有m不大于等于2n次方，即译码器输入线比输出线要少。
译码器按其功能可分为三大类：
1）变量译码器：将输入二进制代码还原为原始输入信号。例如有两位二进制代码（0 ，1），可经译码器还原为四个信号状态（0，0）（0，1）（10) (11)
2）代码变换译码器：用于将一种数据不同代码之间互相转换。例如二－十进制译码器可将8421码转换为十个状态。
3）显示译码器：将数字、文字或符号代码还原成相应数字、文字、符号并显示出来电路。
7.2.2 74LS138 应用
74LS138管脚图、如图六。

图六74LS138管脚图
74LS138功能表，如图七。

图七 74LS138功能表

用两片74LS138接成4线－16线译码器、如图八。
74LS138扩展

图八 74LS138扩展
7.3 74LS161
7.3.1 74LS161简介
74LS161是惯用四位二进制可预置同步加法计数器，她可以灵活运用在各种数字电路，以及单片机系统种实现分频器等诸多重要功能。
从74LS161功能表功能表中可以懂得，当清零端CR=“0”，计数器输出Q3、Q2、Q1、Q0及时为全“0”，这个时候为异步复位功能。当CR=“1”且LD=“0”时，在CP信号上升沿作用后，74LS161输出端Q3、Q2、Q1、Q0状态分别与并行数据输入端D3，D2，D1，D0状态同样，为同步置数功能。而只有当CR=LD=EP=ET=“1”、CP脉冲上升沿作用后，计数器加1。74LS161尚有一种进位输出端CO，其逻辑关系是CO= Q0·Q1·Q2·Q3·CET。合理应用计数器清零功能和置数功能，一片74LS161可以构成16进制如下任意进制分频器。
7.3.2 74LS161应用
74LS161管脚示意图，图九。

图九74LS161管脚图
八、结论与心得
在本次课程设计中，板子焊接是我完毕，开始时候觉得这是一种很轻松事情，可是等到开始焊接时候，才发现我想多了。从板子排版，到如何走线，都要通过深思熟虑，步步小心，不能浮现短路、虚焊。最后通过千辛万苦努力终于圆满完毕了，使得自己非常有成就感，感觉时间花值。
通过这次课程设计让我体会到：设计中浮现问题越多其实学到得就越多。由于浮现了问题，因此咱们要想办法解决问题；由于有理解决问题办法，因此在解决问题中就学到了更多。同步也让我体会到理论知识和实践也有很大差距。理论知识学好了并不意味着实际操作就会做了，仿真出来了并不意味着就能调试出来，中间浮现问题是无法预料。发现问题，解决问题是我这次课程设计学到最多地方。

九、参照文献
[1]康华光《电子技术基本数字某些（第五版）》 高等教诲出版社
[2]王廷才《电子线路辅助设计Protel99SE》 高等教诲出版社
[3] 陈汝全《电子技术惯用器件应用手册》 机械工业出版社
[4]谢自美《电子线路设计安装调试》 华东科技大学出版
[5]包兴、胡明《电子器件导论》 北京理工大学出版社
[6]阎石《数字电子技术基本》 高等教诲出版社

教师评语及设计成绩
教师评语：

课程设计成绩：

指引教师： （签名）
日期： 年 月 日