四路彩燈顯示電路數(shù)字邏輯課程設(shè)計之歐陽治創(chuàng)編

經(jīng)典word整理文檔，僅參考，雙擊此處可刪除頁眉頁腳。本資料屬于網(wǎng)絡(luò)整理，如有侵權(quán)，請聯(lián)系刪除，謝謝！歐陽治創(chuàng)編創(chuàng)編歐陽治數(shù)字電路邏輯設(shè)計時間創(chuàng)作：歐陽治課程設(shè)計設(shè)計題目：四路彩燈顯示系統(tǒng)專業(yè)班級：姓名：學(xué)號：設(shè)計課題：四路彩燈顯示系統(tǒng)設(shè)計設(shè)計任務(wù)和要求1.設(shè)計一個四路彩燈控制器,設(shè)計要求如下：接通電源后，彩燈可以自動按預(yù)先設(shè)置的（1）程序循環(huán)閃爍。設(shè)置的彩燈花型由三個節(jié)拍組成：（2）第一節(jié)拍：四路彩燈從左向右逐次漸亮，歐陽治創(chuàng)編創(chuàng)編歐陽治歐陽治創(chuàng)編創(chuàng)編歐陽治燈亮?xí)r間1s，共用4s；第二節(jié)拍：四路彩燈從右向左逐次漸滅，也需4s；第三節(jié)拍：四路彩燈同時亮0.5s,然后同時變暗,進(jìn)行4次,所需時間也為4s。（3）三個節(jié)拍完成一個循環(huán)，一共需要12s。一次循環(huán)之后重復(fù)進(jìn)行閃爍。2.設(shè)計分析四路彩燈既有四路輸出，設(shè)依次為、、、QQQdcb，若“1”表示燈亮，“0”表示燈滅，由課題要Qa求可知四路彩燈顯示系統(tǒng)要求如下表1所示的輸出顯示。表1四路彩燈輸出顯示輸出dba開機(jī)初態(tài)00011第一節(jié)拍逐次漸亮11101100100000001s1s1s1s第二節(jié)拍逆序漸滅歐陽治創(chuàng)編歐陽治創(chuàng)編歐陽治創(chuàng)編創(chuàng)編歐陽治1010101010101010101010100.5s0.5s0.5s0.5s0.5s0.5s0.5s0.5s0101010拍然后同時滅0.5s，進(jìn)行四次由上表可知，需要一個分頻器起節(jié)拍產(chǎn)生和控制作用，每4s個節(jié)拍共12s后反復(fù)循環(huán)。一個節(jié)拍結(jié)束后應(yīng)產(chǎn)生一個信號到節(jié)拍程序執(zhí)行器，完成彩燈漸亮、漸滅、同時亮、同時滅等功能。分頻及節(jié)拍控制可以用一個模12計數(shù)器來完成；彩燈漸亮、漸滅可以用器件的左移、右移功能來實現(xiàn)，因此可選用移位寄存器74194來完成。同時亮0.5s、同時滅0.5s可考慮把1Hz的秒脈沖信號直接加到輸出顯示端來完成。綜上所述，要完成四路彩燈顯示功能需要有分頻器、節(jié)拍控制器、節(jié)拍程序執(zhí)行器及脈沖源等電路。記第一，二，三節(jié)拍分別為有效時間應(yīng)為YYY0124秒，結(jié)束馬上開始，后馬上開始，如此循Y0Y1Y1Y2環(huán)不斷。為此可考慮采用移位寄存器構(gòu)成的移位型歐陽治創(chuàng)編創(chuàng)編歐陽治歐陽治創(chuàng)編創(chuàng)編歐陽治控制器。由于有三個狀態(tài)，因此需要用三個觸發(fā)器對現(xiàn)時狀態(tài)進(jìn)行記憶，為使各狀態(tài)的有效時間間隔為4秒，則驅(qū)動該移位控制器動作時鐘周期應(yīng)為4秒。應(yīng)在開機(jī)瞬間，使移位型控制器的狀態(tài)被確定下來，即YYY012節(jié)拍應(yīng)為100，可控制輸入信號使觸發(fā)器置位、復(fù)位來實現(xiàn)。為實現(xiàn)YY1功能要求器件具有右移功能，為實現(xiàn)0功能要求器件有左移功能；而且左、右移輸入可為“0”也可為“1”；為實現(xiàn)功能，要求器件同時Y2具有并行置數(shù)功能。因此可選用一種具有左移、右移和并行置數(shù)功能的通用移位寄存器74LS194。74LS194具有并行輸入端A、B、C、D，并行輸出端、、、，右移輸入端SR，左移輸入端SLQQQQABCD和模式控制輸入端，以及一個無條件直接清除SS10端CLR。模式控制輸入，有00、01、10、11四SS10種組合方式，分別表示雙向移位寄存器所具有的四種功能，即禁止、右移、左移和并行置數(shù)。為了使當(dāng)=100時，=01（右移），=010時，012YYY012SSYYY01=10（左移），當(dāng)=001時=11（并行置01SS0YYY012SS1數(shù)）。歐陽治創(chuàng)編歐陽治創(chuàng)編歐陽治創(chuàng)編創(chuàng)編歐陽治74LS194的輸出端初態(tài)均為零，在開機(jī)瞬間，使移位控制端的狀態(tài)被確定下來，即=100SSYYY01201時，=01右移串行數(shù)據(jù)輸入端SR經(jīng)脈沖信號經(jīng)SS01四分頻電路和通過兩或門組成的節(jié)拍電路，使四路彩燈從右到左依次亮共4秒，當(dāng)YYY=010=10SS01012左移串行數(shù)據(jù)輸入端SL經(jīng)脈沖信號經(jīng)四分頻電路和通過兩或門組成的節(jié)拍電路，使四路彩燈從左到右依次滅共4秒，YYY=001=11并行數(shù)據(jù)輸入端SS01012A、B、C、D經(jīng)脈沖信號經(jīng)四分頻電路和通過兩或門組成的節(jié)拍電路，使四路彩燈同時為“1”0.5秒、同時為“0”0.5秒，重復(fù)4遍共4秒，完成一個循環(huán)共需12秒，12個CP脈沖。3.設(shè)計方案分析以上設(shè)計任務(wù)，該控制系統(tǒng)完成如圖3-4所示的控制流程，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖3-5所示。其中脈沖源采用秒脈沖發(fā)生器，用以提供頻率為1Hz的時鐘信號；分頻器將1Hz的時鐘信號四分頻，用以產(chǎn)生0.25Hz（即4S）的時鐘信號；節(jié)拍控制器產(chǎn)生三個節(jié)拍循環(huán)的控制信號；節(jié)拍程序執(zhí)行器完成在每個節(jié)拍下的系統(tǒng)動作，即數(shù)據(jù)的左移、右移和歐陽治創(chuàng)編創(chuàng)編歐陽治歐陽治創(chuàng)編創(chuàng)編歐陽治送數(shù)功能，可以使用雙向通用移位寄存器74LS194完成；顯示電路完成系統(tǒng)循環(huán)演示的指示，可以用發(fā)光二極管模擬。系統(tǒng)控制流程圖及控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如下圖所示：圖1：四路彩燈控制流程圖圖2：四路彩燈控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖4.設(shè)計實現(xiàn)下圖為四路彩燈顯示的一種簡易實現(xiàn)電路。該電路選用同步十六進(jìn)制計數(shù)器74161實現(xiàn)模12分頻及節(jié)拍控制，用4位雙向移位寄存器74191實現(xiàn)彩燈的漸亮、漸滅功能。圖3：四路彩燈顯示系統(tǒng)的一種實現(xiàn)電路四路彩燈顯示系統(tǒng)的工作過程如表2所示。74161的輸出為；QQQQ2；74194的輸出為QQQQ013ABCD四路彩燈的輸出為。74194的工作方式控制。在第一節(jié)拍中，MQQQQQQabcd端，MQQ132032，74194實現(xiàn)右移功能，即在時鐘脈沖作用MM0110下，把D1逐次移進(jìn)；在第二節(jié)拍中，SRMM10，1074194實現(xiàn)左移功能，即在時鐘脈沖作用下，把逐次反方向移進(jìn)。由于前兩個節(jié)拍中，D0SRQ03歐陽治創(chuàng)編歐陽治創(chuàng)編歐陽治創(chuàng)編創(chuàng)編歐陽治門G關(guān)閉，輸出為0，因此四路彩燈的輸出。在第三節(jié)拍中，，MM10QQQQQQQQabcdABCD1074194仍然左移，一直保持為0000。此時QQQQCABD，門G打開，時鐘脈沖CP同時加到四個輸出Q13端QQQQ，由于CP是1Hz秒脈沖，在1s時間內(nèi)高abcd電平和低電平持續(xù)時間均為0.5s，因此實現(xiàn)QQQQcabd同時亮0.5s、同時滅0.5s，在4s內(nèi)共進(jìn)行4次。第三節(jié)拍結(jié)束后返回第一節(jié)拍，如此反復(fù)，實現(xiàn)四路彩燈循環(huán)顯示。表2四路彩燈工作過程彩燈輸出秒脈沖00ACDabd0000110001000111000000111101100011101111010101110111101100010101000110001000011000歐陽治創(chuàng)編歐陽治創(chuàng)編歐陽治創(chuàng)編創(chuàng)編歐陽治000001Hz時鐘0000CP0000101010110注：時鐘由第三節(jié)拍的1011返回到第一節(jié)拍的0000循環(huán)進(jìn)行5.四路彩燈系統(tǒng)程序表ABDY14s6.設(shè)計說明歐陽治創(chuàng)編創(chuàng)編歐陽治歐陽治創(chuàng)編創(chuàng)編歐陽治利用74LS02N節(jié)拍控制器、74LS74D組成的四分頻電路，74LS194D左右雙向移位。下面是它們的引腳圖：7.所需器件74LS325個、74LS194D1個、74LS004個、74LS102個、74LS1611個開關(guān)1個、時鐘源10000HZ5V1個、5V電壓源1個、探燈4個、導(dǎo)線若干條。8.Multisim仿真電路圖通過Multisim仿真，該電路可以實現(xiàn)實驗要求的四路彩燈顯示系統(tǒng)及其循環(huán)。9.設(shè)計實現(xiàn)功能系統(tǒng)啟動后按開關(guān)兩次,自動從初始狀態(tài)按照規(guī)定程序完成3個節(jié)拍的循環(huán)演示。第一節(jié)拍：四路彩燈從左向右逐次漸亮。第二節(jié)拍：四路彩燈從右向左逐次漸滅。第三節(jié)拍：四路彩燈同時亮,然后同時變暗。10.實際電路的連接和調(diào)試按照仿真的電路圖和上面芯片的引腳圖在面包板上連好線路，經(jīng)檢查無誤后，接通電源可看到四歐陽治創(chuàng)編創(chuàng)編歐陽治歐陽治創(chuàng)編創(chuàng)編歐陽治個二極管都亮，拔動開關(guān)，調(diào)好脈沖，觀察二極管的變化，可以看到電路和仿真的一樣。11.設(shè)計應(yīng)用該設(shè)計制作成飾燈,增加彩燈的數(shù)量可現(xiàn)實所需要的圖形輸出，作閃爍燈光使用可應(yīng)用于商業(yè)廣告或者霓虹燈和家居裝飾品。12.經(jīng)驗總結(jié)通過本學(xué)期對數(shù)字電路邏輯設(shè)計一書的學(xué)習(xí)，通過查找資料和網(wǎng)上搜索相關(guān)資料，完成了本次課程設(shè)計。我又一次運(yùn)用了所學(xué)知識，進(jìn)一步了解到自己所學(xué)的知識的作用。下面是我這次課程設(shè)計的心得體會。首先是四路彩燈電路的設(shè)計，我發(fā)現(xiàn)自己對芯片的功能還是不太了解，后來又重新查了一遍，選擇了合適的芯片。但又在連線時出了問題，出了問題并不重要，重要的是讓自己冷靜下來，用心去找出問題的所在。然后用自己所學(xué)知識解決掉問題，硬是不能解決的，可以去請教別人，但在問別人的時候，一定要理解對方是怎樣解決掉這個問題的，否則你將一無所獲，下次遇到這個問題你一樣又不歐陽治創(chuàng)編創(chuàng)編歐陽治歐陽治創(chuàng)編創(chuàng)編歐陽治知道。其次是電路的連接，線路連接比畫圖難多了。在連接的時候先要檢查芯片、電線等。在連接的時候也要非常的細(xì)心，而且要有耐心，