數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)-音樂數(shù)字彩燈控制器

PAGE17課程設(shè)計(jì)任務(wù)書課題名稱音樂數(shù)字彩燈控制器姓名專業(yè)班級學(xué)號指導(dǎo)老師劉建課程設(shè)計(jì)時(shí)間一、任務(wù)及要求1.數(shù)碼管自動依次顯示數(shù)字隊(duì)列0，1，2，3，4，5，6，7，8，9（自然數(shù)列）；1，3，5，7，9（奇數(shù)列）；0，2，4，6，8（偶數(shù)列）；0，1，2，3，4，5，6，7，0，1（音樂數(shù)列）。然后又依次顯示同上數(shù)列，不斷循環(huán)；2.打開電源開關(guān)，自動清零，即通電后最先顯示出自然數(shù)列的0，再顯示出1，然后按上述規(guī)律變化.3.每個(gè)數(shù)字的一次顯示時(shí)間（從數(shù)碼管顯示之時(shí)起到消失之時(shí)止）基本相等。4.嚴(yán)格按照課程設(shè)計(jì)說明書要求撰寫課程設(shè)計(jì)說明書二、進(jìn)度安排第一周：周一：課題內(nèi)容介紹和查找資料；周二～周三：方案設(shè)計(jì)，電路仿真，周三下午檢查設(shè)計(jì)方案及仿真結(jié)果；周四～周日：周四上午領(lǐng)元器件；安裝、調(diào)試電路；第二周：周一～周三：安裝、調(diào)試電路；周四：驗(yàn)收電路，收元器件，整理實(shí)驗(yàn)室，撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告，打印相關(guān)圖紙；周五：答辯，收設(shè)計(jì)報(bào)告。三、參考資料1、賈立新，王涌.電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐(第2版).清華大學(xué)出版社.2011.22、謝自美.電子線路設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)、測試(第3版).華中科技大學(xué)出版社.2013.83、湯山俊夫.數(shù)字電路設(shè)計(jì)與制作.科學(xué)出版社.2005.4目錄一、 課程設(shè)計(jì)的任務(wù)要求 2二、設(shè)計(jì)方案 2(一) 整體設(shè)計(jì) 3(二) 芯片設(shè)計(jì) 3(三) 電路設(shè)計(jì) 6三、單元電路（子模塊，子程序）分析 6(一) 自然數(shù)列 6(二) 奇數(shù)列 6(三) 偶數(shù)列 7(四) 音樂數(shù)列 7(五) 總控制 7四、系統(tǒng)仿真/測試 8五、電路安裝調(diào)試 11(一) 安裝 11(二) 調(diào)試 12(三) 故障 14(四) 產(chǎn)生故障的主要原因及解決方法 14六、元件清單 14七、總結(jié) 15課程設(shè)計(jì)的任務(wù)要求數(shù)碼管自動依次顯示數(shù)字隊(duì)列0，1，2，3，4，5，6，7，8，9（自然數(shù)列）；1，3，5，7，9（奇數(shù)列）；0，2，4，6，8（偶數(shù)列）；0，1，2，3，4，5，6，7，0，1（音樂數(shù)列）。然后又依次顯示同上數(shù)列，不斷循環(huán)；打開電源開關(guān)，自動清零，即通電后最先顯示出自然數(shù)列的0，再顯示出1，然后按上述規(guī)律變化.每個(gè)數(shù)字的一次顯示時(shí)間（從數(shù)碼管顯示之時(shí)起到消失之時(shí)止）基本相等。二、設(shè)計(jì)方案整體設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)要求，要依次輸出四個(gè)數(shù)列，并且要循環(huán)輸出?？砂匆韵鲁绦蚩驁D2.1.1：總控制總控制奇數(shù)列奇數(shù)列音樂數(shù)列偶數(shù)列自然數(shù)列音樂數(shù)列偶數(shù)列自然數(shù)列圖2.1.1芯片設(shè)計(jì)自然數(shù)列和音樂數(shù)列輸出都有十個(gè)數(shù)字，偶數(shù)列和奇數(shù)列都為十以內(nèi)數(shù)字。由此，可以選用十進(jìn)制的芯片，進(jìn)行十個(gè)數(shù)字的輸出。在所學(xué)的芯片中，74LS160和74LS161都可以進(jìn)行十進(jìn)制輸出。如圖2.2.1是74LS161芯片的管腳，圖2.2.2為74LS160芯片的管腳。圖2.2.1圖2.2.2表2.2.174LS160芯片功能表表2.2.1是74LS160的功能表，可以使用其計(jì)數(shù)功能，進(jìn)行從0到9的計(jì)數(shù)。74LS160是同步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，74LS161是同步二進(jìn)制加法器。相比之下，74LS160本身就是十進(jìn)制，更方便進(jìn)行在本次實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行計(jì)數(shù)?？梢允褂盟膫€(gè)74LS160分別輸出自然數(shù)列、奇數(shù)列、偶數(shù)和音樂數(shù)列。在進(jìn)行電路總控制時(shí)，要求依次輸出數(shù)列，那么必須要有一個(gè)芯片可是使四個(gè)74LS160依次進(jìn)行輸出。為了減少芯片使用，使用組合邏輯器件和時(shí)序邏輯器件配合進(jìn)行電路總控制進(jìn)行計(jì)數(shù)輸出。表2.2.2和圖2.2.3分別為74LS138芯片的功能表和管腳圖，可知，輸出項(xiàng)每項(xiàng)都只有一個(gè)0，利用這一特點(diǎn)，可以用來使控制僅一個(gè)芯片輸出。表2.2.274LS138真值表圖2.2.3電路設(shè)計(jì)在74LS160芯片計(jì)數(shù)時(shí)，進(jìn)行自然數(shù)列輸出時(shí)，只要給個(gè)上升脈沖，芯片自動會進(jìn)行0~9的輸出。而對于奇數(shù)列，要求輸出為0001,0011，0111,1111。由此可見，輸出奇數(shù)列的低位都是1，所以要將輸出奇數(shù)列的芯片的低位要置1。對于偶數(shù)列，芯片要輸出0000,0010,0100,1000，則輸出偶數(shù)列的芯片的低位要置0。對于音樂數(shù)列，要輸出0000~0111，那么只需將輸出音樂數(shù)列的高位置0.對于74LS138芯片，只需用到四個(gè)輸出端口，那么輸入端口只需兩個(gè)就行，而且74LS138要對74LS160進(jìn)行控制，那么輸出端口是要分別連到74LS160的。三、單元電路（子模塊，子程序）分析自然數(shù)列圖3.1.1奇數(shù)列圖3.2.1偶數(shù)列圖3.3.1音樂數(shù)列圖3.4.1總控制圖3.5.1四、系統(tǒng)仿真/測試在對各個(gè)分電路進(jìn)行設(shè)計(jì)后，將電路總體畫出，圖4.0.0為線路圖，分別進(jìn)行測試。圖4.0.0圖4.0.1圖4.0.2圖4.0.3圖4.0.4五、電路安裝調(diào)試安裝將線路接好后，進(jìn)行電路的調(diào)試，對每一個(gè)芯片分別測試，最后將芯片按照線路圖連貫起來以下為測試電路圖片：圖5.0.0圖5.0.1調(diào)試把各芯片安到面板上，合理布局芯片。合理的布局會為以后的接線帶來很大的方便。這是最基本的一步。現(xiàn)在就可以接線由于考慮到如果將所有銜接起來再檢查的話可能比較麻煩，改線路也可能因?yàn)榫€多而又要重接，所以我們按照各個(gè)模塊接好當(dāng)場檢查，并且再接線路之前我們還需要檢查我們的各個(gè)器件和工具箱是否可用。圖5.0.2先觀察面板和實(shí)驗(yàn)箱的相關(guān)器件是否完善，儀器的好壞直接決定了實(shí)習(xí)的功敗垂成。然后再觀察它們的構(gòu)造，因?yàn)楸容^熟悉其構(gòu)造和功能，才能使以后的操作更加迅捷。檢測各個(gè)芯片及導(dǎo)線，只有好的芯片和導(dǎo)線才有可能實(shí)現(xiàn)其功能。如果是壞的芯片或?qū)Ь€，設(shè)計(jì)的再好的電路也不可能實(shí)現(xiàn)功能，所以不要小看這個(gè)步驟，這了。按照已經(jīng)設(shè)計(jì)好的電路圖接線，由于線路比較復(fù)雜，所以接線也要合理，美觀。這樣對以后的線路檢查也會帶來方便。圖5.0.3而對于接好了，但不能正常工作的部分需要進(jìn)行調(diào)試處理。對不能正確工作的模塊進(jìn)行檢查，檢查接觸是否良好，有沒有短路，有沒有少接或多接了線。如果上述步驟沒用，則對該模塊的上級模塊進(jìn)行檢查。直到檢查出問題并解決出現(xiàn)的問題為止。當(dāng)然最后還是通電看看所有功能是否能按照任務(wù)書上的顯示，如果沒錯(cuò)，那么就成功了。圖5.0.4故障在本次課程設(shè)計(jì)中我們遇到了常見的幾個(gè)故障現(xiàn)象：（1）顯示管顯示不正確；（2）LED顯示順序錯(cuò)誤；（3）不能正確置數(shù)。產(chǎn)生故障的主要原因及解決方法產(chǎn)生故障的原因很多，情況也很復(fù)雜，故障可以是由于一種原因產(chǎn)生的也可能是由于多方面的因素導(dǎo)致線路產(chǎn)生了故障。在這里我就我們小組所遇到的困難分析原因及提出解決方法：（1）顯示管顯示不正確原因及解決方法：1導(dǎo)線接觸不好，這個(gè)原因在我們這個(gè)小組最明顯，我們不得不反復(fù)檢查線路，反復(fù)接線。2芯片損壞。在使用的時(shí)候由于短路造成芯片損壞，換了一個(gè)芯片就可以了。3接線錯(cuò)誤。改成正確的接線。（2）LED顯示順序錯(cuò)誤原因及解決方法：1發(fā)光二極管接線順序錯(cuò)誤。按照電路圖重新接線（3）不能正確置數(shù)原因及解決方法：（1）置數(shù)模塊線路接觸不良。一個(gè)一個(gè)排查導(dǎo)線和插槽；（2）被置數(shù)的192芯片沒有收到置數(shù)信號。重新接線，確保接觸良好。六、元件清單芯片數(shù)量74LS00374LS04274LS20374LS160574LS1381七、總結(jié)課程設(shè)計(jì)是一個(gè)增長知識的課堂，通過本次實(shí)驗(yàn)，我設(shè)計(jì)數(shù)字循序控制器，雖然只是幾個(gè)數(shù)字，要用芯片表達(dá)出來卻不是那么容易的事，最后實(shí)現(xiàn)仿真與課本上的知識有了更深一步的體會，其中的過程讓我體會到書本上的知識是做任何實(shí)踐的基礎(chǔ)，只有對基礎(chǔ)知識了解透徹，才會在設(shè)計(jì)方面游刃有余。接觸到課程設(shè)計(jì)的時(shí)候才知道原來設(shè)計(jì)是完全靠自己自由發(fā)揮的，不過現(xiàn)在我更加感謝課程設(shè)計(jì)是這么一個(gè)可以讓我們自由發(fā)揮的舞臺，因?yàn)樵谶@說長不長說短不短的兩周時(shí)間里我重新拾起了很多以前忘記的知識，現(xiàn)在想起來發(fā)現(xiàn)原來我們學(xué)習(xí)的很多東西都是互相聯(lián)系的，并且與實(shí)際也密切相關(guān)，在課程設(shè)計(jì)當(dāng)中我有因?yàn)槌晒﹂_心過，也曾因?yàn)殡娐吩囼?yàn)失敗而沮喪過，但是在操作過程中我真正感覺到了課程設(shè)計(jì)的魅力。要想真正接好一個(gè)電路，我們不能一上來就接線，首先要明白我們設(shè)計(jì)的主要功能是什么，通過什么芯片以什么方式來實(shí)現(xiàn)，還要想清楚在實(shí)際過程中可能會遇到些什么問題。根據(jù)老師的要求，我們組劃分了5個(gè)模塊，分別是自然數(shù)列模塊、奇數(shù)列模塊、偶數(shù)列模塊、音樂模塊以及總控制模塊。在這5個(gè)模塊中，最讓我們組費(fèi)神的是總控制模塊?？墒钱?dāng)我們滿以為一切都沒問題的時(shí)候我們又發(fā)現(xiàn)了一個(gè)重大的問題，一塊十幾厘米見方的電板上密密麻麻的布滿了插線孔。十幾個(gè)塊芯片插在板子上后，很多條細(xì)線擺在眼前都不知道哪個(gè)孔哪個(gè)芯片接的是哪根線。當(dāng)我們第一次接好線路試電的時(shí)候，沒有成功我們看著那密密麻麻的線路想著又要重新接過還不知道下次是不是能成功，于是我們又接了一次，又不成功，我們再接一次。就這樣，時(shí)間在接線的指尖走過。我們幾次都想放棄，但是我們還是靜下心來，我們能夠接好的，我們再檢查一下線路一定能夠查出原因，后面我們也越來越有信心了。通過這次課程設(shè)計(jì)，我們更加懂得鍥而不舍的內(nèi)涵，要想做成事，就必須一遍又一遍的嘗試、改進(jìn)。

電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)評分標(biāo)準(zhǔn)環(huán)節(jié)項(xiàng)目評價(jià)優(yōu)良中及格不及格實(shí)踐環(huán)節(jié)（70%）設(shè)計(jì)方案合理性與創(chuàng)造性軟件仿真完成情況硬件調(diào)試完成情況答辯情況任務(wù)完成情況獨(dú)立工作能力出勤情況設(shè)計(jì)報(bào)告（30%）設(shè)計(jì)報(bào)告內(nèi)容完整、規(guī)范，圖紙正確、清晰，設(shè)計(jì)步驟規(guī)范、正確，設(shè)計(jì)結(jié)果可行。綜合評價(jià)課程設(shè)計(jì)成績評定為：□優(yōu)□良□中□及格□不及格指導(dǎo)老師簽名：________________日期：________________基于C8051F單片機(jī)直流電動機(jī)反饋控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的嵌入式Web服務(wù)器的研究MOTOROLA單片機(jī)MC68HC（8）05PV8/A內(nèi)嵌EEPROM的工藝和制程方法及對良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的研制基于MCS-51系列單片機(jī)的通用控制模塊的研究基于單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的供暖系統(tǒng)最佳啟停自校正（STR）調(diào)節(jié)器單片機(jī)控制的二級倒立擺系統(tǒng)的研究基于增強(qiáng)型51系列單片機(jī)的TCP/IP協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的蓄電池自動監(jiān)測系統(tǒng)基于32位嵌入式單片機(jī)系統(tǒng)的圖像采集與處理技術(shù)的研究基于單片機(jī)的作物營養(yǎng)診斷專家系統(tǒng)的研究基于單片機(jī)的交流伺服電機(jī)運(yùn)動控制系統(tǒng)研究與開發(fā)基于單片機(jī)的泵管內(nèi)壁硬度測試儀的研制基于單片機(jī)的自動找平控制系統(tǒng)研究基于C8051F040單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基于單片機(jī)的液壓動力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測儀開發(fā)模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機(jī)實(shí)現(xiàn)一種基于單片機(jī)的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機(jī)沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究基于CYGNAL單片機(jī)的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機(jī)的噴油泵試驗(yàn)臺控制器的研制基于單片機(jī)的軟起動器的研究和設(shè)計(jì)基于單片機(jī)控制的高速快走絲電火花線切割機(jī)床短循環(huán)走絲方式研究基于單片機(jī)的機(jī)電產(chǎn)品控制系統(tǒng)開發(fā)基于PIC單片機(jī)的智能手機(jī)充電器基于單片機(jī)的實(shí)時(shí)內(nèi)核設(shè)計(jì)及其應(yīng)用研究基于單片機(jī)的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的煙氣二氧化硫濃度檢測儀的研制基于微型光譜儀的單片機(jī)系統(tǒng)單片機(jī)系統(tǒng)軟件構(gòu)件開發(fā)的技術(shù)研究基于單片機(jī)的液體點(diǎn)滴速度自動檢測儀的研制基于單片機(jī)系統(tǒng)的多功能溫度測量儀的研制基于PIC單片機(jī)的電能采集終端的設(shè)計(jì)和應(yīng)用基于單片機(jī)的光纖光柵解調(diào)儀的研制氣壓式線性摩擦焊機(jī)單片機(jī)控制系統(tǒng)的研制基于單片機(jī)的數(shù)字磁通門傳感器基于單片機(jī)的旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的研究基于單片機(jī)的光纖Bragg光柵解調(diào)系統(tǒng)的研究單片機(jī)控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機(jī)的多生理信號檢測儀基于單片機(jī)的電機(jī)運(yùn)動控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)Pico專用單片機(jī)核的可測性設(shè)計(jì)研究基于MCS-51單片機(jī)的熱量計(jì)基于雙單片機(jī)的智能遙測微型氣象站MCS-51單片機(jī)構(gòu)建機(jī)器人的實(shí)踐研究基于單片機(jī)的輪軌力檢測基于單片機(jī)的GPS定位儀的研究與實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的電液伺服控制系統(tǒng)用于單片機(jī)系統(tǒng)的MMC卡文件系統(tǒng)研制基于單片機(jī)的時(shí)控和計(jì)數(shù)系統(tǒng)性能優(yōu)化的研究基于單片機(jī)和CPLD的粗光柵位移測量系統(tǒng)研究單片機(jī)控制的后備式方波UPS提升高職學(xué)生單片機(jī)應(yīng)用能力的探究基于單片機(jī)控制的自動低頻減載裝置研究基于單片機(jī)控制的水下焊接電源的研究基于單片機(jī)的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于uPSD3234單片機(jī)的氚表面污染測量儀的研制基于單片機(jī)的紅外測油儀的研究96系列單片機(jī)仿真器研究與設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的單晶金剛石刀具刃磨設(shè)備的數(shù)控改造基于單片機(jī)的溫度智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)基于MSP430單片機(jī)的電梯門機(jī)控制器的研制基于單片機(jī)的氣體測漏儀的研究基于三菱M16C/6N系列單片機(jī)的CAN/USB協(xié)議轉(zhuǎn)換器基于單片機(jī)和DSP的變壓器油色譜在線監(jiān)測技術(shù)研究基于單片機(jī)的膛壁溫度報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)基于AVR單片機(jī)的低壓無功補(bǔ)償控制器的設(shè)計(jì)基于單片機(jī)船舶電力推進(jìn)電機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)基于單片機(jī)網(wǎng)絡(luò)的振動信號的采集系統(tǒng)基于單片機(jī)的大容量數(shù)據(jù)存儲技術(shù)的應(yīng)用研究基于單片機(jī)的疊圖機(jī)研究與教學(xué)方法實(shí)踐基于單片機(jī)嵌入式Web服務(wù)器技術(shù)的研究及實(shí)現(xiàn)基于AT89S52單片機(jī)的通用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于單片機(jī)的多道脈沖幅度分析儀研究機(jī)器人旋轉(zhuǎn)電弧傳感角焊縫跟蹤單片機(jī)控制系統(tǒng)基于單片機(jī)的控制系統(tǒng)在PLC虛擬教學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用研究基于單片機(jī)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信研究與應(yīng)用基于PIC16F877單片機(jī)的莫爾斯碼自動譯碼系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的模糊控制器在工業(yè)電阻爐上的應(yīng)用研究基于雙單片機(jī)沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究與開發(fā)基于Cygnal單片機(jī)的μC/OS-Ⅱ的研究基于單片機(jī)的一體化智能差示掃描量熱儀系統(tǒng)研究基于TCP/IP協(xié)議的單片機(jī)與Internet互聯(lián)的研究與實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速液壓電梯單片機(jī)控制器的研究基于單片機(jī)γ-免疫計(jì)數(shù)器自動換樣功能的研究與實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的倒立擺控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)單片機(jī)嵌入式以太網(wǎng)防盜報(bào)警系統(tǒng)基于51單片機(jī)的嵌入式Internet系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)單片機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)在擠壓機(jī)上的應(yīng)用MSP430單片機(jī)在智能水表系統(tǒng)上的研究與應(yīng)用基于單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)中TCP/IP協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用單片機(jī)在高樓恒壓供水系統(tǒng)中的應(yīng)用基于ATmega16單片機(jī)的流量控制器的開發(fā)基于MSP430單片機(jī)的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)及智能網(wǎng)絡(luò)水表的設(shè)計(jì)基于MSP430單片機(jī)具有數(shù)據(jù)存儲與回放功能的嵌入式電子血壓計(jì)的設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的氨分解率檢測系統(tǒng)的研究與開發(fā)鍋爐的單片機(jī)控制系統(tǒng)基于單片機(jī)控制的電磁振動式播種控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)HYPERLINK"/de