多花样自动切换的彩灯控制器设计

课程设计任务书

学生姓名： 专业班级： 指导教师： 工作单位： 初始条件：

1． 运用所学的模拟电路和数字电路等知识；

2． 用到的元件：实验板、电源、连接导线、74系列芯片、555芯片等。

题 目: 多花样自动切换的彩灯控制器设计

要求完成的主要任务:

1． 现有8只彩灯，试设计一控制器，要求彩灯能实现如下追逐图案： 2． 第1种花样为彩灯从右到左,然后从左到右逐次点亮,全灭全亮, 3． 第2种花样为彩灯两边同时亮1个逐次向中间移动再散开; 4． 2种花样自动变换,循环往复。时间间隔为1秒。 5． 严格按照课程设计说明书要求撰写课程设计说明书。

时间安排：

第1天 下达课程设计任务书，根据任务书查找资料；

第2～4天 进行方案论证，软件模拟仿真并确定设计方案； 第5天 提交电路图，经审查后领取元器件；

第6～8天 组装电路并调试，检查错误并提出问题；

第9～11天 结果分析整理，撰写课程设计报告，验收调试结果； 第12～14天 补充完成课程设计报告和答辩。

指导教师签名： 2012年 6月25日 系主任（或责任教师）签名： 2012年 6月25日

目 录

1 设计意义及要求 .................................................................................................. 1

1.1 设计意义 ......................................... 1 1.2 设计要求 ......................................... 2 2 方案设计 ............................................................................................................................... 3

2.1 设计思路 ......................................... 3 2.2 方案设计 ......................................... 5

2.2.1设计方案一电路图 ........................... 5 2.2.2设计方案二电路图 简单说明 .................. 6 2.3 方案比较 ......................................... 7 3 部分电路设计 ........................................................................................................................

3.1 8155显示单元 ......................................... 9 3.2 ADC0809转换单元 ................................ 10 3.3 单片机处理单元 .................................. 11 3.4 脉冲输出电路 .................................................................................................. 12 3.5 译码及显示电路 .................................. 15 4 调试与检测（包括遇到的问题和解决办法，重点方案一调试） ..... 16

4.1 调试中故障及解决办法（分析产生的原因）（不能拷贝） .. 17 4.2 调试与运行结果（调试及仿真过程的叙述） 18 5 仿真操作步骤及使用说明 ............................... 19 结束语 ..................................................................................................................... 20 参考文献 ................................................................................................................ 21 附录 电路图 ......................................................................................................... 23 本科生课程设计成绩评定表

武汉理工大学《电工电子综合课程设计》说明书

多花样自动切换的彩灯控制器设计

1.设计意义及要求

1.1设计意义

对《数字电子技术基础》学习，我们掌握一些关于数字电子技术的基础知识和基本技能，具备了在日常生活与学习中应用数字技术解决问题的基本态度与基本能力但是对于各种门电路、元器件芯片的结构及其工作原理等知识，我们的理解依然比较肤浅。通过为期两周的课程设计，可以让我们对课堂上的知识有更深入的理解，同时做到理论与实际相结合，增强了我们电子电路的设计能力。此外，课程设计能够最直接有效的训练我们的创新思维，提高分析问题、解决问题的能力。

1.2设计要求

1． 现有8只彩灯，试设计一控制器，要求彩灯能实现如下追逐图案： 2． 第1种花样为彩灯从右到左,然后从左到右逐次点亮,全灭全亮, 3． 第2种花样为彩灯两边同时亮1个逐次向中间移动再散开; 4． 2种花样自动变换,循环往复。时间间隔为1秒。

2．方案设计

2.1

设计思路

首先需要个脉冲源信号刺激，灯的移位功能可以采取双向移位寄存器来实现，要

完成花样的转换，则要改变移位寄存器移位寄存器移位信号控制端的状态，移位寄存器功能控制端通过外围计数器电路的输出结合逻辑门电路得到状态变换信号，由于控制端的信号需要保持一定的脉冲时间，所以要在移位信号控制端设置状态锁存电路。实现自动切换，即实现左移，右移，置数，清零循环。本设计方案的主控制电路为74LS90构成的二十四进制的计数器。功能实现电路采用的是74LS194和74LS198芯片，主要实现移位功能。总体方案共分为五部分。第一部分为脉冲产生电路，第二部分为计数器反馈电路，第三部分为移位寄存器控制信号锁存电路，第四部分为移位寄存器与LED

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连接电路，第五部分为反馈清零循环电路。

2.2 方案设计

2.2.1设计方案一和方案二功能框图 从左右向中间逐次 对称点亮 全灭全亮 右移循环 左移循环 计数器 时钟信号

从中间向两边 散开点亮 方案一电路图见附录图2-1

2.2.2方案一（个人方案）工作原理与功能实现

555定时器构成多谐振荡器产生脉冲输入至计数器和74LS194移位寄

存器脉冲输入端。两片74LS90，构成27进制计数器。一片74LS198的输出端分别与八个二输入的或门的一个输入端连接，八个或门另一个输入端与74LS194输出端的连接如电路图2-2所示。同时，74LS194双向移位寄存器的八个输出端与一个八输入的或非门连接，74LS194的四个输出端分别与一个四输入的或非门输入端连接，二者的输出反馈输入到移

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位寄存器的SR,SL端。由于移位寄存器在上电的初始状态为零，所以SR与SL的输入信号为1，使得移位寄存器的移位输入信号只有一个1，即使只有一个灯亮。

74LS198的控制信号的初始状态为S1=0，S0=1，实现左移功能；当27进制计数器计数到Q7Q6Q5Q4Q3Q2Q1Q0=00000111时，输出通过门电路反馈至D触发器，通过D触发器的输出改变移位寄存器移位控制信号为S1=1，S0=0，实现右移；当计数器计数到一定数值时，相继完成清零，置数和清零，封锁198的脉冲开启194的脉冲，完成花样二，功能完成后通过计数器反馈清零（所有芯片），实现循环功能。

方案一电路图见附录图2-2

2.2.3方案二（小组方案）功能原理及功能实现

方案二与方案一大体相同 ，区别在于第二花样的控制电路部分不同,方案二采用两片译码器，它们输出端的高低位错位连接到二输入与门的两个输入端，连接电路如附录电路图2-2所示。

2.3方案比较

方案一与方案二复杂程度差不多，主要是移位寄存器的控制端信号控制电路。但方案

二所用的芯片比方案一多，但的实现功能相同。

3.3部分电路设计 方案一部分电路

3. 1脉冲产生电路

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