多功能彩灯控制器课程设计

辽宁工程技术大学电子技术课程设计

综述

为了设计好多功能彩灯控制器，我仔细学习了由阎石主编的《数字电子技术基础》第五版.北京：高等教育出版社，2006.,在学校电子实验室了解了不少的集成电路和电子元器件，参考了大量网站资源，从红旗山电子网上具体学到到了很多集成电路，电子元器件的具体功能和使用方法，参考了百度文库，百度图片，豆丁网等很多网站，在这里我想他们表示感谢。

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徐佳麒：多功能彩灯控制器

1 总体方案的选择

1.1 总体方案的设计

针对题目设计要求，经过分析与思考，拟定以下二种方案：

方案一：总体电路共分三大块。第一块实现花型的演示；第二块实现花型的控制及节拍控制；第三块实现时钟信号的产生。 主体框图如下：

方案二：在方案一的基础上将整体电路分为四块。第一块实现花型的演示；第二块实现花型的控制；第三块实现节拍控制；第四块实现时钟信号的产生。并在部分电路的设计上与方案一采用了完全不同的方法，如花型的控制。 主体框图如下：

1.2 总体方案的选择

方案一与方案二最大的不同就在，前者将花型控制与节拍控制两种功能融合在一起，是考虑到只要计数器就可以实现其全部功能的原因，且原理相对简单。这样设计，其优点在于：设计思想比较简单。元件种类使用少，且都较熟悉易于组装电路。缺点则是：中间单元电路连线过于繁多，容易出错。且可能出现线与关系。要避免这些，则势必造成门电路使用过多。导致电路不稳定，抗干扰能力下降。而后者则将以上两种功能分开设计，各单元电路只实现一种功能。其优点在于：电路设计模块化，易于检查电路，对后面的电路组装及电路调试带来方便。缺点则是：节拍控制电路采用可编辑逻辑电路，原理相对复杂，不易理解。花型控制电路简单，花型也比较简单。

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基于以上原因，加上为了确保短时间内完成课程设计，我选择了连线少，易于组装和调试的方案二。

根据所提供的实验器材各模块总体思路如下：

时钟信号CP电路：参见高等教育出版社 王淑银主编的《数字电路与逻辑设计》图10-3-6（a）;

花型控制电路：由1614位二进制同步计数器完成；

花型演示电路：由194双向移位寄存器完成（可左移右移完成花型变化）；

节拍控制电路：节拍变化由151八选一数据选择器完成，节拍的快慢变化可有74双上升沿D触发器完成，它可实现二分频。

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徐佳麒：多功能彩灯控制器

2 单元电路的设计

2.1 设计所使用的元件及工具：

74LS161（四位二进制同步计数器） ---------------------------- 2个； 74LS194（移位寄存器） ----------------------------------- 2个； 74LS151（八选一数据选择器） -------------------------------- 1个； 74LS74（双D 触发器） --------------------------------------- 1个； 74LS00（四二输入与非门） ---------------------------- ------1个； 74LS04（六非门） ------------------------------------------- 1个； 发光二极管--------------------------------------------- ------8个； 555 ----------------------------------------------------- 1个； 电容： 4.7μf ----------------------------------------------1个；

0．01μf -----------------------------------------------1个；

电阻： 150kΩ ------------------------------------------------------------ ---------1个；

100Ω ----------------------------------------------4个； 4.7kΩ ------------------------------------------------1个；

实验板一块； 万用表一个； 钳子一个； 导线若干。

2.2各个单元电路

2.2.1花型演示电路

由二片移位寄存器194实现。其八个输出信号端连接八个发光二极管，用其输出信号控制发光二级管的亮灭实现花型演示。而花型之间的变化通过花型控制电路的输出即161级联的计数器输出控制（它们由同一个CP脉冲控制）。 三种花型变换样式

花型1：8路灯分两半。从左至右渐亮，全亮后，再分两半从左至右渐灭。循环两次； 花型2：从中间到两边对称地逐次渐亮，全亮后仍由中间到两边逐次渐灭。循环两次； 花型3：从左至右顺次渐亮。全亮后逆序渐灭。循环两次。

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