數(shù)電實(shí)訓(xùn)彩燈控制電路設(shè)計(jì).doc

桂林電子科技大學(xué)信息科技學(xué)院數(shù)字邏輯電路實(shí)訓(xùn)報(bào)告學(xué) 號(hào) 1051100425 姓 名 文曉 指導(dǎo)教師：鄒老師 覃老師 2010 年 07 月 13 日多路彩燈控制電路1.整機(jī)設(shè)計(jì)1.1 設(shè)計(jì)要求（1）功能要求：八個(gè)彩燈用8個(gè)放光二極管代替；（2）設(shè)置外部操作開關(guān)，它具有控制彩燈亮點(diǎn)的右移、左移、全亮及全滅等功能；（3）彩燈亮點(diǎn)移動(dòng)時(shí)間間隔取1秒；（4）彩燈的布圖形狀隨意；（5）讓學(xué)號(hào)的最后兩位編碼點(diǎn)亮相應(yīng)的燈，能實(shí)現(xiàn)循環(huán)左右移，可控制彩燈亮滅速度1.1.1 設(shè)計(jì)任務(wù)通過查找資料設(shè)計(jì)彩燈的原理圖PCB圖使其能實(shí)現(xiàn)全亮全滅左移右移等功能，讓學(xué)號(hào)的最后兩位編碼點(diǎn)亮相應(yīng)的燈，能實(shí)現(xiàn)循環(huán)左右移，可控制彩燈亮滅速度1.1.2 性能指標(biāo)要求 彩燈亮點(diǎn)的時(shí)間間隔為1秒，占空比為50%1.2 整機(jī)實(shí)現(xiàn)的基本原理及框圖1.2.1 基本原理 通過兩片集成雙向移位寄存器74LS194和撥碼開關(guān)控制右移左移和一個(gè)撥碼開關(guān)進(jìn)行預(yù)置端讓其全亮全滅和一個(gè)由555芯片構(gòu)成的CP產(chǎn)生電路其主要原理框圖如下：1.2.2 總體框圖電源接入電路555構(gòu)成CP產(chǎn)生電路彩燈控制電路彩燈展示電路總體框圖2各功能電路實(shí)現(xiàn)原理及電路設(shè)計(jì)（1）彩燈演示電路2片移位寄存器74LS194級(jí)聯(lián)實(shí)現(xiàn)。其八個(gè)輸出信號(hào)端連接八個(gè)300歐電阻（保護(hù)發(fā)光二極管）和八個(gè)發(fā)光二極管。其電路圖如下彩燈演示電路圖 （2）彩燈控制電路 移位寄存器是一個(gè)具有移位功能的寄存器。寄存器中所存的代碼能夠在移位脈沖的作用下依次左移或右移。既能左移又能右移的叫雙向移位寄存器。根據(jù)移位寄存器存取信息的方式不同分：串行串出，串入并出，并入串出，并入并出4種形式。 本電路由2片移位寄存器74LS194級(jí)聯(lián)實(shí)現(xiàn)。其八個(gè)輸出信號(hào)端連接八個(gè)300歐電阻（保護(hù)發(fā)光二極管）和八個(gè)發(fā)光二極管和一片74LS04（控制彩燈循環(huán)亮的作用）和撥碼開關(guān)控制輸入的高低電平。其圖如下：彩燈控制電路圖CRCRDSLDSRCP 74LS194Q0Q1Q2Q3S1S0D0D1D2D3CP移位脈沖動(dòng)=輸入端CR非異步置0低電平有效工作方式控制端S1 S0 = 00 時(shí)，保持功能。 S1 S0 = 01 時(shí)，右移功能。S1 S0 = 10時(shí)，左移功能。S1 S0 = 11 時(shí)，并行置數(shù)功能。DSR右移串行數(shù)碼輸入端Q3Q0并行數(shù)據(jù)輸出端，從高位到低位依次為 Q3 Q074LS19494的功能表d0000保 持01左移輸入00Q3Q2Q111左移輸入11Q3Q2Q11011右移輸入0Q2Q1Q000101右移輸入1Q2Q1Q011101并行置數(shù)d3d2d1d0d3d2d1111保 持01置零00000Q3Q2Q1Q0D3D2D1D0DSRDSLCPS0S1CR說明輸 出輸 入Q3Q2Q1Q0S1S0DSLDSRCPCR 74LS194D3D2D1D0CR74LS194功能表（3）CP產(chǎn)生電路 由555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振動(dòng)器，電路沒有穩(wěn)態(tài)，只有兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)，電路也不需要外加觸發(fā)信號(hào)，利用電阻和電容也產(chǎn)生放電和充電電容C在1/3VCC和2/3VCC之間充電和放電。 方案一：由555定時(shí)器接成多諧振動(dòng)器。其圖如下：555定時(shí)器接成多諧振動(dòng)器圖振動(dòng)周期：振蕩周期：T=0.7(R1+2R2)C輸出脈沖占空比: 方案二：由555定時(shí)器接成多諧振動(dòng)器但其占空比可調(diào)。其圖如下（4）電源輸入接口：由一個(gè)接口構(gòu)成便于接電源。其電路圖如下： 電源輸入接口 （5）總體電路3制作與調(diào)試過程第一步，找材料理解每一部分電路的結(jié)構(gòu)和功能，在原有的基礎(chǔ)上加上自己所要求的，填寫自己所需的元器件的清單 。第二步，畫原理圖，不懂的及時(shí)找輔導(dǎo)老師或自己查找材料并或者向其他同學(xué)詢問畫出正確的原理圖。第三步，把原理圖導(dǎo)入到PCB版去并合理的擺放元器件，認(rèn)真核對原理圖和PCB圖的管腳是否一一對應(yīng)，根據(jù)試驗(yàn)板的大小在PCB板上設(shè)計(jì)大小，以及合理的設(shè)置走線規(guī)則和焊盤大小，不同的器件注意不同的焊盤大小，各個(gè)網(wǎng)絡(luò)線的大小不同，走線時(shí)應(yīng)盡量避免自動(dòng)布線和走直角。第四步，用砂紙把銅板上的氧化物磨掉。打印并轉(zhuǎn)印PCB圖到銅板上，一般轉(zhuǎn)印兩次（150C時(shí)）如果轉(zhuǎn)印的不是很理想應(yīng)在腐蝕前拿油性筆把不好的線補(bǔ)起。腐蝕時(shí)應(yīng)注意人體不要和腐蝕液接觸而且不要腐蝕過久。第五步，打孔，選擇孔針為1毫米，以便于插入芯片等較大的管腳，打孔時(shí)要注意用力要均勻，要在板干的時(shí)候打孔，不要把放元器件的那面板打鼓起來。第六步，把板上的油墨擦掉，并清洗干凈。在銅板的那面擦上松香水以防止銅板氧化，晾干銅板。第七步，焊接元器件，在焊時(shí)注意，注意元器件的管腳，尤其是芯片是否對準(zhǔn)，尤其注意精調(diào)電阻、開關(guān)、極性電容等的管腳。在電路組裝和焊接的過程中注意不要將VCC與GND短接導(dǎo)致電路損壞，最后插入芯片時(shí)注意不要裝反，以免損壞芯片 。4電路測試4.1 測試儀器與設(shè)備:萬能表上學(xué)期制作的直流電源電路一塊4.2 指標(biāo)測試：撥動(dòng)開關(guān)4看其是否可實(shí)現(xiàn)全亮全滅。對電路板進(jìn)行預(yù)置后進(jìn)行調(diào)試看其是否能實(shí)現(xiàn)左移和右移5實(shí)訓(xùn)心得體會(huì) 在電路組裝和焊接的過程中最大的問題是當(dāng)初畫原理圖以及布局的時(shí)候不小心將開關(guān)以及精調(diào)電阻的管腳設(shè)置錯(cuò)誤，導(dǎo)致開始時(shí)電路板不能正常的工作，最后選擇了外接開關(guān)以及外接精調(diào)電阻，卻又不小心損壞了焊盤，且不小心將GND與VCC焊在了一起，不得已重做了一塊板子，最后解決了問題，前期任務(wù)的不小心得到了教訓(xùn) 。 通過這次數(shù)字邏輯電路的實(shí)訓(xùn)的設(shè)計(jì)，使我受益很多，也因?yàn)槲业牟恍⌒牡玫搅撕芏嘟逃?xùn)。更加牢固的掌握了我們上課時(shí)所作的實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步了解了74LS194和74LS04以及NE555的工作原理和注意事項(xiàng)，74LS194和74LS04以及NE555芯片的工作電壓在4.5V和5.5V之間。既鞏固了課堂上學(xué)到的理論知識(shí)，又掌握了常用集成電路芯片的使用。在此基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)了數(shù)字邏輯電路設(shè)計(jì)的基本思想和方法。學(xué)會(huì)了科學(xué)的分析實(shí)際問題，通過查資料