节日彩灯控制电路

CompanyLogo循环彩灯控制电路的设计学院：专业：班级：学号：姓名：指导老师：CompanyLogo课程设计任务书一循环彩灯设计背景二设计要求及任务三设计说明及原理框图四整体电路图五参考文献CompanyLogo循环彩灯设计背景通过学习数字电子技术课程，了解基本的数字电路知识，学习基本的集成元件的连接方法，以掌握电子设计的基础知识，并且运用这些知识设计循环彩灯电路。了解基本的集成芯片并且运用之以根据要求设计循环彩灯电路。利用移位寄存器和计数器等设计一彩灯控制电路，改变电路的不同工作状态，控制彩灯变换出不同的闪烁效果。电路试实用，也可以通过计算机仿真直观的看到循环彩灯的控制效果，综合运用所学数字电路知识，学会设计和调试方法，从而产生浓厚兴趣。如果稍微改动控制电路，可以更加完善，完成基于移位寄存器的彩灯控制器设计。CompanyLogo设计要求（1）彩灯为16个，可以用光二极管模拟（2）彩灯的闪耀模式按一定规则变化（至少3种）：1.依次亮;2.隔一个亮一个；3。两个一组亮一次（3)电路有复位控制，复位按钮闭合时彩灯循环输出，复位按钮断开时彩灯熄灭；(4)可设定彩灯闪烁时间，彩灯闪耀的时间可以通过开关控制。CompanyLogo课题的原理框图如下：节日彩灯控制电路原理框图时钟信号发生器计数器译码器控制电路彩灯CompanyLogo设计原理A,B,C为3个输入，有8种组合，即可输出彩灯的8路，使用两块74138即可实现16路彩灯信号输出。设定第一块74138输出的灯为L1~L8，第二块为L9~L16。本案中采用了两块集成电路数据选择器74151，用以对两块译码器进行控制，达到实现多种亮法的目的。这一块74151中，A、C、GN接地，B接全电路的一个开关EN（工作时置1），所以当工作时，此块74151的输出Y恒为0，WN恒为1，这使得两块74138的各有部分控制借口处于工作状态。这一块74151中，输出端WN悬空；Y的输出结果由输入端B控制，而B即是本电路的亮法控制按钮INPUT2；当input2置0时，Y输出结果为D0，D0即是计数器74161的QD输出端；当input2置1时，Y=D2，D2是74161QD的反信号。CompanyLogo计算机74161对电路亮法的驱动与控制：本案采用一块集成计数器74161进行信号的脉冲激励和对两块74138的控制以实现不同亮法的控制。本案唯一的计数器74161中，输入端ABCD全接地，ENT和ENP接高电平，三者确保器件工作；预置端和置零端在工作时置1，CLK为脉冲信号产生源。在输出端中，QA、QB、QC皆连接到两块译码器74138的ABC三个输入端，以计数器工作时的时序信号产生不同的组合使彩灯闪烁。其中QA和一个输入开关INPUT1进行与关系后才接入74138，这样的作用是，当INPUT1置1时，电路中QA的信号正常输入给两块74138的A端，彩灯依次亮起；当INPUT1置0时，AQ的信号被屏蔽，根据74161的工作状态表，两块74138所接收到的信号隔一才有，所以可以使彩灯的亮法依次闪烁和隔一闪烁手动可调。74161的QD输入端，分两种路径连接到两块74138，连接到第一块的G2AN和G2BN，作用是只使得该74138接收计算机的前8种状态，用以一一控制8盏灯。连接到第二块74138的方法为：先分别以正反两信号接到74151中（如前文所述），再由该74151的Y输出端接到第二块74138的G1端。这样设计的巧妙之处在于，当INPUT2置0时，74151的Y输入为计数器74161的QD，如前文所述，当74161QD为0时，第一块74138工作；当QD运行到1时，第一块74138不工作，而第二块开始工作，使得16路彩灯依次闪烁；当INPUT2置1时，74151的Y输出为QD的反信号，所以两块74138一起工作，使得16路彩灯实行8-8两路同时闪烁。综上，两块74138用以彩灯输出；一块74161及两块74151皆用语控制彩灯的亮法；输入断INPUT1的功能为控制16路彩灯是否间隔输出：0为间隔，1为依次；INPUT2控制是否分两路：1为两路，0为顺序输出。CompanyLogo74138译码器CompanyLogo74LS161计数部分CompanyLogo数据选择器74151CompanyLogo74LS138译码电路与LED显示部分74LS138为3——8译码器，只有8个输出端，而在实验中须驱动16个LED，所以用两个74LS138扩展成4——16线译码器。扩展后形成的四个输入端分别同74LS191计数器的QA,QB,QC,QD相接。通过改变QA,QB,QC,QD与四个输入端的连接方法来控制LED的亮灭顺序。因为74LS138译码器输出端低电平有效，所以LED显示部分采用共阳极接法，负极分别接在74LS138的输出端上。CompanyLogo74LS138译码电路与LED显示部分的电路图CompanyLogo整体电路图CompanyLogo01态仿真结果CompanyLogo11态仿真结果CompanyLogo00态仿真结果CompanyLogo10态仿真结果CompanyLogo三种模式下16个彩灯的逻辑功能表控制信号Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7Y8Y9Y10Y11Y12Y13Y14Y15Y16QA=11亮2亮3亮4亮5亮6亮7亮8亮9亮10亮11亮12亮13亮14亮15亮16亮QB=11亮3亮5亮7亮9亮11亮13亮15亮QC=11亮2亮3亮4亮5亮6亮7亮8亮9亮10亮11亮12亮13亮14亮15亮16亮CompanyLogo参考文献数字电子技术第二版（郭永贞版）,南京；东南大学出版社，2008数字电子技术实验与课程设计指导（许小军），南京；东南大学出版社，2007数字电路实验及课程设计指导书（郁汉琪），北京；中国电力出版社，2007电子电路计算机仿真技术（周常森），济南；山东科学技术出版社，2006模拟电子技术基础第五版（康华光），北京；高等教育出版社，2005CompanyLogo