彩燈控制器課程設(shè)計(jì)-流水彩燈控制器

實(shí)驗(yàn)題目：流水彩燈控制器一 、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．進(jìn)一步掌握數(shù)字電路課程所學(xué)的理論知識。2.了解數(shù)字電路設(shè)計(jì)的根本思想和方法，學(xué)會科學(xué)分析和解決問題。3熟悉幾種常用集成數(shù)字芯片，并掌握其工作原理，進(jìn)一步學(xué)會使用其進(jìn)行電路設(shè)計(jì)。4.培養(yǎng)認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)和實(shí)事求是的工作態(tài)度。二、設(shè)計(jì)題目與思路本次數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)我選擇的題目是“彩燈控制器設(shè)計(jì)“。三、總體方案的設(shè)計(jì)與選擇1．總體方案的設(shè)計(jì)經(jīng)過分析問題及初步的整體思考，擬定以下二種方案：方案一：總體電路共分三大塊。第一塊實(shí)現(xiàn)流水燈的演示，流水燈的控制及節(jié)拍控制；第二局部實(shí)現(xiàn)彩燈夜亮?xí)兿?。主體框圖如下：流水燈流水燈演示控制節(jié)拍控制電路彩燈夜亮?xí)兿ú薀粢沽習(xí)兿ǚ桨付涸诜桨敢坏母咨蠈⒄w電路分為四塊。第一塊實(shí)現(xiàn)流水燈的演示和控制；第二塊實(shí)現(xiàn)節(jié)拍控制；，第三塊實(shí)現(xiàn)彩燈夜亮?xí)兿ā２⒃诰植侩娐返脑O(shè)計(jì)上與方案一采用了完全不同的方法，如流水燈的控制。主體框圖如下：彩燈夜亮?xí)兿魉疅粞菔究刂齐娐凡薀粢沽習(xí)兿魉疅粞菔究刂齐娐饭?jié)拍控制電路節(jié)拍控制電路2．總體方案的選擇方案一與方案二最大的不同就在，前者將流水燈控制與節(jié)拍控制兩種功能融合在一起，是考慮到只要計(jì)數(shù)器就可以實(shí)現(xiàn)其全部功能的原因，且原理相對簡單。如此設(shè)計(jì)，其優(yōu)點(diǎn)在于：設(shè)計(jì)思想比擬簡單。元件種類使用少，且都較熟悉易于組裝電路。缺點(diǎn)那么是：中間單元電路連線過于繁多，容易出錯。且可能出現(xiàn)線與線關(guān)系。要防止這些，那么勢必造成門電路使用過多。導(dǎo)致電路不穩(wěn)定，抗干擾能力下降。而后者那么將以上兩種功能分開設(shè)計(jì)，各單元電路只實(shí)現(xiàn)一種功能。其優(yōu)點(diǎn)在于：電路設(shè)計(jì)模塊化，易于檢查電路，對后面的電路組裝及電路調(diào)試帶來方便。缺點(diǎn)那么是：節(jié)拍控制電路采用可編輯邏輯電路，原理相對復(fù)雜，不易理解。流水燈控制電路簡單，流水燈也比擬簡單?；谝陨显?，加上為了成功的實(shí)現(xiàn)課程設(shè)計(jì)，我選擇了連線少，易于裝和調(diào)試的方案二。四、單元電路的設(shè)計(jì)1．流水燈演示控制電路由一片74LS161芯片以及一些邏輯門電路實(shí)現(xiàn)。其三個輸出信號端連接三個彩燈，用其輸出信號控制彩燈的亮滅實(shí)現(xiàn)流水燈演示。電路圖如下：2．交替節(jié)拍控制電路由兩片NE555級聯(lián)實(shí)現(xiàn)。電路圖如下3.彩燈夜亮?xí)兿刂齐娐?4.總體電路仿真圖六、使用元件1.設(shè)計(jì)所需的元件：NE555〔集成定時器〕----------------------2個；74LS08〔與門〕--------------------------------2個；74LS161〔4位二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器〕----------------------1個；74LS32〔或門〕---------------------------------3個；74LS00〔輸入與門〕-------------------------------1個；74LS03〔非門〕-----------------------------------------3個；彩燈-------------------------------------------------------3個；電容：1000μf-----------------------------------------------------1個；10μf----------------------------------------------------1個；電阻：150kΩ---------------------------------------------------1個；4.7kΩ--------------------------------------------------1個；270Ω----------------------------------------------------1個；七、電路組裝、調(diào)試過程中遇到的問題及解決方法在電路組裝過程中，遇到的最大問題是，當(dāng)時設(shè)計(jì)時考慮不周全，芯片分布不夠合理，出現(xiàn)了許多“特長線〞。不但影響布線速度，而且也會給后來的調(diào)試帶來不必要的麻煩。當(dāng)時已經(jīng)布線不少，不可能重新開始，再三權(quán)衡，最后只移動了一個芯片，問題就得到了很大改善。其次就是布線，因?yàn)橐蟛粶?zhǔn)交叉，且橫平豎直，所以在保證連通的情況下，在布線上也下了不少工夫。調(diào)試過程中，第一輪用萬用表歐姆檔測試，就遇了實(shí)驗(yàn)板上有插孔不通的情況，導(dǎo)致芯片不能正常工作。相對于別的方法，我選擇了導(dǎo)線顯式連通，因?yàn)槠涓魑?，更易?shí)現(xiàn)。對于高阻導(dǎo)線那么只能換掉。第二輪接電后，用萬用表的電壓檔測試單元電路的狀態(tài)。如：時鐘信號電路的信號是否正常產(chǎn)生，控制信號電路中的計(jì)數(shù)器能否正常計(jì)數(shù)，觸發(fā)器能否每22拍翻轉(zhuǎn)一次，最后在整體上測試一遍。在整個調(diào)試完成后，卻遇到的新問題：彩燈演示時有時正常有時混亂。在排除其它可能的情況下，我仔細(xì)檢查各端子的連接情況，發(fā)現(xiàn)清“0〞端在清“0〞后懸空了。將其插到電源正極后，發(fā)現(xiàn)問題解決了。八、分析與心得課程設(shè)計(jì)剛開始，拿著選定的題目不知如何入手。畢竟課程設(shè)計(jì)不同于實(shí)驗(yàn)課，電路圖都要自己設(shè)計(jì)。靜下心來，仔細(xì)分析題目，再加上指導(dǎo)老師的說明與提示，心中才有了譜。將整個系統(tǒng)根據(jù)不同的功能化分成模塊，再分別進(jìn)行設(shè)計(jì)，逐個攻破，最后再將其整合即可。在設(shè)計(jì)過程中，既有用過的芯片，又有沒用過的，只能自己查表，分析功能。即學(xué)即用。最后調(diào)試階段，哪怕一個小小的錯誤也會使結(jié)果出不來。只好一條線一條線地查，一個孔一個孔地測。結(jié)果終于出來了，又發(fā)現(xiàn)有的地方還應(yīng)改良。如快慢節(jié)拍不是很明顯，流水燈比擬簡單，且555產(chǎn)生的時鐘信號頻率太小等等。通過這次課程設(shè)計(jì)，