四花样彩灯控制器--课程设计123

彩灯控制器逻辑电路设计11课题要求及目的1.1题目彩灯控制器逻辑电路设计1.2基本要求在电子技术实验教学中设计了一种四花样自动切换的彩灯控制器。其电路简单、取材容易，无需调试。即使不懂电子技术，只要按图连接，亦能制作成功。彩灯控制器的第一种花样为彩灯一亮一灭，从左向右移动；第二种花样为彩灯两亮两灭，从左向右移动；第三种花样为彩灯四亮四灭，从左向右移动；第四种花样为彩灯1到8从左到右逐次点亮，又从左到右逐次熄灭。4种花样自动变换，循环往复。1.3实验目的1．进一步掌握数字电路课程所学的理论知识。2．熟悉几种常用集成数字芯片，并掌握其工作原理，进一步学会使用其进行电路设计。3.了解数字系统设计的基本思想和方法，学会科学分析和解决问题。4.培养认真严谨的工作作风和实事求是的工作态度。彩灯控制器逻辑电路设计22电路原理2.1电路组成原理彩灯控制器电原理。ICl、IC2由555接成多谐振荡器。IC3由4位2进制计数器74LS93接成16进制计数器，其4个输出端可分别输出对计数脉冲的2、4、8、16分频信号。IC4是双D触发器74LS74，在这里接成两位2进制加法计数器。IC5是双4选l数据选择器74LSl53，这里只用了它的一组4选1数据通道。IC6是3位单向移位寄存器74LSl64，它是产生移动灯光信号的核心器件。驱动电路用8只三极管组成8路射随器作缓冲放大，去触发作电流开关的8只双向可控硅，以控制彩灯发光。电路的十5V电源由220V／9V变压器降压，经D1一D4桥式整流，7805稳压后给控制电路供电。2.2电路工作原理从ICl⑧脚出来的脉冲信号分为两路：一路作为计数脉冲送到IC3的⑩脚；另一路作为移位时钟脉冲加到IC6的⑧脚。调节RWl改变ICl的振荡频率，可以改变灯光的移动速度，以得到不同的动态效果。IC2、IC4、IC5共同组成了一个电子开关。IC2输出的计数脉冲经IC4两位二进制计数，在IC4的两个输出端共可得到“00”一“11”4个逻辑状态。这4个状态作为IC5的4个数据通道选择信号，对应从IC3输送到IC5的QA、QB、QC、QD4个分频信号。其作用相当于一个受控的一刀四位的机械转换开关。当IC4输出为“00”时，选通IC5的⑧脚；为“01”时，选定IC5的⑤脚……。调节RW2改变IC2的输出脉冲周期，可以改变开关的切换时间，用以选择每种花样出现时间的长短。彩灯控制器逻辑电路设计3从IC5第⑦脚输出的数据信号送到IC6的输入端，在时钟脉冲作用下，数据在IC6的8位并行输出端从Q0一Q7顺序移动。这一移动的8位控制信号经功率驱动电路去推动8路彩灯，就出现了8路4花样自动循环切换的流水彩灯。图2-1电路工作原理实物图3四花样彩灯控制器电路图主要由555震荡电路产生两种不同周期的矩形脉冲，一个控制74LS161模十六计数器和八位移位寄存器,要能看到彩灯的流动,另一个555产生的矩形脉冲控制彩灯的自动转换，在经74LS93分频后得到四路分频信号，由74LS74，74LS153组成的先通电路来控制彩灯亮灭的顺序，从而出现四花样自动切换。彩灯控制器逻辑电路设计43.174ls93工作原理74LS93属于一类计数器IC。它一般在电子时钟领域用的比较广泛。在电子时钟中，74LS93计数器一般和一种数码管显示芯片共同构成，时钟信号是由时钟模块产生，74LS93输出经过数码管显示芯片被译码输出到数码管显示屏；由于74LS93为16进制计数器，这时所使用的数码管显示芯片可选用一种10进制显示管，即最终显示的正确数码为0-9，而数码10-15则被默认为乱码。3.274LS74介绍74ls74引脚代码和功能：彩灯控制器逻辑电路设计574ls74引脚图如下：图3-174ls74引脚图彩灯控制器逻辑电路设计63.374LS153引脚图管脚功能表74ls153是常用的双4选1数据选择器/多路选择器，在各种数字电路和单片机系统的显示系统中经常用到。74ls153引脚图如下：图3-274ls153引脚图74153里面有两个地址码共用的4选1数据选择器。通过输入不同的地址码A1，A0，可以控制输出Y选择4个输入数据D0～D3中的一个,4选1数据选择器74ls153逻辑功能表:表3.174ls153逻辑功能表A1A01Y2Y1O0O0ФФO0O11011001D102D201D112D211D122D221D132D23彩灯控制器逻辑电路设计774ls153逻辑图与封装：图3-374ls153逻辑图图3-474ls153封装图彩灯控制器逻辑电路设计83.4彩灯控制器电路总图图3-5彩灯控制器总图彩灯控制器逻辑电路设计94电路的调试在调试过程中，先检查线路是否连好，在电路组装过程中有时芯片分布不合理，会导致线路十分复杂，不利于对线路的调试，还会影响布线速度，而在布线上要求也很高，不但需要横平竖直而且要求不准交叉。检查显示线路连接正常后就可以用数字万用表检查各模块的功能，检查时先用万用表欧姆档测试，再接电后用万用表的电压档测试单元电路的状态。如发现问题，就进行修改，发现错误原因，及时修正错误，直到达到设计要求。我们在调试过程中发现彩灯只能进行一种花样变化，没有其他的花样。最后发现原来是74LS74不能产生周期性的两位二进制码，于是我们更换了一片好的74LS74芯片，问题得到解决。U1A74LS04D21U1B74LS04D43U1C74LS04D65U1D74LS04D89U2B74LS08D456U2C74LS08D9108U42Y92C0102C1112C2122C313A14B2~1G11Y71C061C151C241C33~2G1574LS153DU5A1D21Q5~1Q6~1CLR13~1PR474LS74DU5B2D122Q9~2Q8~2CLR1311~2PR1074LS74DU6QA3QB4QC5QD6A1B2~CLR9CLK8QE10QF11QG12QH1374LS164DLED1R10.51kohmR20.51kohmR30.51kohmR40.51kohmR50.51kohmR60.51kohmR70.51kohmR80.51kohmLED5LED2LED3LED4LED6LED7LED85VVCCQA14QB13QC12QD11RCO15A3B4C5D6ENP7ENT10~LOAD9~CLR1CLK2U374LS161DU71DIS7OUT3RST48THR6CON5TRI2GNDVCCLM555CNR91kohmR1051kohmC110uFC30.01uFU81DIS7OUT3RST48THR6CON5TRI2GNDVCCLM555CNR111kohmR121MohmC210uFC40.01uF