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文檔簡介
1、<p><b> 彩</b></p><p><b> 燈</b></p><p><b> 控</b></p><p><b> 制</b></p><p><b> 器</b></p><p
2、><b> 的</b></p><p><b> 設(shè)</b></p><p><b> 計(jì)</b></p><p> 專業(yè):YYYYYYYYYYYYY</p><p> 學(xué)號(hào):YYYYYYYYYYYYy</p><p><b>
3、 姓名:YYY</b></p><p><b> 目錄</b></p><p> 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?</p><p> 二、設(shè)計(jì)題目與思路…………………………………………………………3</p><p> 三、總體方案的設(shè)計(jì)與選擇…………………………………
4、………………3</p><p> 1、總體方案的設(shè)計(jì) ………………………………………………………3</p><p> 2、總體方案的選擇 ………………………………………………………4</p><p> 四、單元電路的設(shè)計(jì)…………………………………………………………5</p><p> 1、花型演示電路 …………………………………………
5、………………5</p><p> 2、花型控制信號(hào)電路 ……………………………………………………5</p><p> 3、交替節(jié)拍控制電路 ……………………………………………………6</p><p> 4、時(shí)鐘信號(hào)電路 …………………………………………………………7</p><p> 五、總體電路圖(見附頁)…………………………………
6、………………7</p><p> 六、使用元件…………………………………………………………………9</p><p> 七、電路組裝、調(diào)試過程中遇到的問題及解決辦法………………………9</p><p> 八、分析與心得………………………………………………………………10</p><p><b> 一 、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?lt;/b&g
7、t;</p><p> 進(jìn)一步掌握數(shù)字電路課程所學(xué)的理論知識(shí)。</p><p> 了解數(shù)字電路設(shè)計(jì)的基本思想和方法,學(xué)會(huì)科學(xué)分析和解決問題。</p><p> 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(huì)使用其進(jìn)行電路設(shè)計(jì)。</p><p> 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。</p><
8、p> 二 、設(shè)計(jì)題目與思路</p><p> 本次數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)我選擇的題目是“多路彩燈控制器”。</p><p> 這個(gè)系統(tǒng)的主要功能是:</p><p> 1.自動(dòng)控制多路彩燈按預(yù)設(shè)的花型進(jìn)行變換;</p><p> 2、花型種類不少于三種,花型自擬;</p><p> 3.分別用快慢兩種節(jié)拍實(shí)
9、現(xiàn)花型變換。</p><p> 4.選擇:用可編輯邏輯器件實(shí)現(xiàn)。</p><p> 三、總體方案的設(shè)計(jì)與選擇</p><p><b> 1.總體方案的設(shè)計(jì)</b></p><p> 經(jīng)過分析問題及初步的整體思考,擬定以下二種方案:</p><p> 方案一:總體電路共分三大塊。第一塊實(shí)現(xiàn)
10、花型的演示;第二塊實(shí)現(xiàn)花型的控制及節(jié)拍控制;第三塊實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘信號(hào)的產(chǎn)生。</p><p><b> 主體框圖如下: </b></p><p> 方案二:在方案一的基礎(chǔ)上將整體電路分為四塊。第一塊實(shí)現(xiàn)花型的演示;第二塊實(shí)現(xiàn)花型的控制;第三塊實(shí)現(xiàn)節(jié)拍控制;第四塊實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘信號(hào)的產(chǎn)生。并在部分電路的設(shè)計(jì)上與方案一采用了完全不同的方法,如花型的控制。</p>
11、<p><b> 主體框圖如下:</b></p><p><b> 2.總體方案的選擇</b></p><p> 方案一與方案二最大的不同就在,前者將花型控制與節(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(duì)簡單。如此設(shè)計(jì),其優(yōu)點(diǎn)在于:設(shè)計(jì)思想比較簡單。元件種類使用少,且都較熟悉易于組裝電路。缺
12、點(diǎn)則是:中間單元電路連線過于繁多,容易出錯(cuò)。且可能出現(xiàn)線與線關(guān)系。要避免這些,則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。</p><p> 而后者則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(duì)后面的電路組裝及電路調(diào)試帶來方便。缺點(diǎn)則是:節(jié)拍控制電路采用可編輯邏輯電路,原理相對(duì)復(fù)雜,不易理解?;ㄐ涂刂齐娐泛唵?,花型也比較簡單。</p>
13、<p> 基于以上原因,加上為了成功的實(shí)現(xiàn)課程設(shè)計(jì),我選擇了連線少,易于組裝和調(diào)試的方案二。</p><p> 四、 單元電路的設(shè)計(jì)</p><p><b> 1.花型演示電路</b></p><p> 由二片移位寄存器194級(jí)聯(lián)實(shí)現(xiàn)。其八個(gè)輸出信號(hào)端連接八個(gè)發(fā)光二極管,用其輸出信號(hào)控制發(fā)光二級(jí)管的亮滅實(shí)現(xiàn)花型演示。<
14、/p><p><b> 電路圖如下:</b></p><p> 2.花型控制信號(hào)電路</p><p> 由二片161級(jí)聯(lián)的模22(三種花型節(jié)拍總數(shù))計(jì)數(shù)器加D觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)。將其幾個(gè)輸出信號(hào)加上適當(dāng)門電路產(chǎn)生三種花型所需的輸入信號(hào),并將計(jì)數(shù)器的重置(計(jì)數(shù)器用置數(shù)法設(shè)計(jì))信號(hào)通過D觸發(fā)器(確保每個(gè)狀態(tài)保持22拍)反饋到節(jié)拍控制電路。</p&g
15、t;<p><b> 電路圖如下:</b></p><p> 3.交替節(jié)拍控制電路</p><p> 由一片74139和一片74194級(jí)聯(lián)實(shí)現(xiàn)。將上一單元電路的反饋信號(hào)作為139的地址端,從而改變194的工作狀態(tài),整體上實(shí)現(xiàn)脈沖頻率的變換,即交替產(chǎn)生快慢節(jié)拍。</p><p><b> 電路圖如下:</b&
16、gt;</p><p><b> 4.時(shí)鐘信號(hào)電路</b></p><p> 由一片555加上適當(dāng)電容及電阻實(shí)現(xiàn)。</p><p> 電容?。?.7μf 0.01μf</p><p> 電阻取:150 kΩ 4.7 kΩ</p><p> 時(shí)鐘信號(hào)頻率為: f=1/T=1/
17、0.7(R1+R2)c=1hz</p><p><b> 電路圖如下:</b></p><p> 五、總體電路圖(見附頁)</p><p><b> 六、 使用元件</b></p><p> 1.設(shè)計(jì)所需的元件:</p><p> 74LS161(四位二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)
18、器) ---------------------- 2個(gè);</p><p> 74LS194(移位寄存器) -------------------------------- 3個(gè);</p><p> 74LS139 (雙二線——四線譯碼器) ---------------------- -1個(gè);</p><p> 74LS74(雙D 觸發(fā)器) -
19、-------------------------------- 1個(gè);</p><p> 74LS20(雙四輸入與非門) ------------------------------- 1個(gè);</p><p> 74LS04(六非門) ----------------------------------------- 1個(gè);</p><p> 發(fā)光二
20、極管-------------------------------------------------------8個(gè);</p><p> 電容: 4.7μf-----------------------------------------------------1個(gè);</p><p> 0.01μf-------------------------------------------
21、--------- 1個(gè);</p><p> 電阻 :150kΩ---------------------------------------------------1個(gè);</p><p> 4.7kΩ-------------------------------------------------- 1個(gè);</p><p> 270Ω------------
22、----------------------------------------1個(gè);</p><p><b> 實(shí)驗(yàn)板一個(gè);</b></p><p><b> 萬用表一個(gè);</b></p><p><b> 導(dǎo)線若干;</b></p><p> 七、電路組裝、調(diào)試過程
23、中遇到的問題及解決辦法</p><p> 在電路組裝過程中,遇到的最大問題是,當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)時(shí)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(huì)給后來的調(diào)試帶來不必要的麻煩。當(dāng)時(shí)已經(jīng)布線不少,不可能重新開始,再三權(quán)衡,最后只移動(dòng)了一個(gè)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,
24、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(duì)于別的辦法,我選擇了導(dǎo)線顯式連通,因?yàn)槠涓魑?,更易?shí)現(xiàn)。對(duì)于高阻導(dǎo)線則只能換掉。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(shí)鐘信號(hào)電路的信號(hào)是否正常產(chǎn)生,控制信號(hào)電路中的計(jì)數(shù)器能否正常計(jì)數(shù),D觸發(fā)器能否每22拍翻轉(zhuǎn)一次,最后在整體上測試一遍。</p><p> 在整個(gè)調(diào)試完成后,卻遇到的新問題:彩燈演示時(shí)有時(shí)正常有時(shí)混亂。在排除其它可能的情
25、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。</p><p><b> 八、分析與心得</b></p><p> 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(gè)系統(tǒng)根據(jù)不同的功能化分成模塊,
26、再分別進(jìn)行設(shè)計(jì),逐個(gè)攻破,最后再將其整合即可。</p><p> 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(gè)小小的錯(cuò)誤也會(huì)使結(jié)果出不來。只好一條線一條線地查,一個(gè)孔一個(gè)孔地測。結(jié)果終于出來了,又發(fā)現(xiàn)有的地方還應(yīng)改進(jìn)。如快慢節(jié)拍不是很明顯,花型比較簡單,且555產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)頻率太小等等。</p><p> 通過這次課程設(shè)計(jì),使我
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