彩灯控制电路的设计与制作

《数字逻辑电路》实训报告专业：学生姓名：学号：指导教师：1彩灯控制电路的设计与制作1整机设计1.1设计要求（1）设置外部操作开关，它具有控制彩灯亮点的右移、左移、全亮及全灭等功能；（2）彩灯亮点移动时间间隔取1秒；（3）彩灯的布图形状随意；（4）让学号的最后两位编码点亮相应的灯，能实现循环左右移，可控制彩灯亮灭速度。1.1.1设计任务两片74LS194移位寄存器构成核心部件，74LS194的S0、S1控制彩灯循环的方向，即左移右移，控制端MR可实现清零功能；一片555构成多谐振荡器输出时间脉冲；设计制作一个8路彩灯控制器。1.1.2性能指标要求彩灯能实现循环左移，右移，全亮，全灭等基本功能，和预置数的扩展功能。1.2整机实现的基本原理及框图1.2.1基本原理由555构成的多谐振荡器输出时间脉冲提供给74LS194；通过1个拨码开关控制2个74LS194的清零端，实现全亮、全灭功能；通过两组4位共8个拨码开关来控制8个彩灯的预置；通过2个拨码开关来选择S1,S0的状态，分别实现彩灯的左右移动、保持和预置的功能。1.2.2总体框图22各功能电路实现原理及电路设计由555构成的多谐振荡器主要用来产生脉冲信号。555定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。一般用双极性工艺制作的称为555，用CMOS工艺制作的称为7555，除单定时器外，还有对应的双定时器556/7556。555定时器的电源电压范围宽，可在5~16V工作，最大负载电流可达200mA，7555可在3~18V工作，最大负载电流可达4mA，因而其输出可与TTL、CMOS或者模拟电路电平兼容。555定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。按一下运行键后，可看见输出端是出现高低电平交替，时间间隔是由电路中的电容和电阻决定。两片74LS194芯片来实现彩灯的左右移功能。33制作与调试过程制作：首先读懂老师给的基本原理图后，通过查找资料自行加上时钟信号发生器部分。然后领取器件，画原理图和PCB图。接着去板房打印、腐蚀、打孔、制板。最后进行焊接组装元器件。调试：给电路板通5V的电源，进行全亮全灭，预置学号及左右移循环测试。4电路测试4.1测试仪器与设备万用表，5V直流电源4.2指标测试接通电源后电源灯正常点亮，其他8盏灯基本能实现所要求的全亮全灭、左移、右移、保持和改变频率等功能，但是闪烁时间间隔有些许的误差。4.3误差分析555组成时基电路输出的秒脉冲会有误差，主要是因为电阻和电容的数值不够准确。5实训结论通过本次实训，让我知道了基本功是很重要的，不管是理论还是cad制图布线都与实训是密不可分的。由于上学期数电理论没学好所以这次实训不得不去翻阅《数字逻辑电路》，这也让我加深了数电的理论知识。本次PCB的制作过程尤为艰难，由于当初想把电路板弄的有创意些，便把LED灯布成了心形。从而导致线路过于复杂，自动布线都出不来，只能老老实实手动布线，整整花了两天时间才布完线，跳线也多达11根，真是拣了芝麻丢了西瓜，好在做出板子以后功能都基本上能实现。这次实训使我更加牢固的掌握了我们上课时所作的实验，进一步了解了74LS194和4555的工作原理和注意事项。既巩固了课堂上学到的理论知识，又掌握了常用集成电路芯片的使用。在此基础上学习了数字逻辑电路设计的基本思想和方法。参考文献[1]谢自美等编著.电子线路设计.实验.测试（第三版）[M].武汉：华中科技大学出版社,2006.[2]阎石编著.数字电子技术基础（第四版）[M].北京：高等教育出版社,1998.[3]江国强编著.新编数字逻辑电路[M].北京：北京邮电大学出版社,2006.[4]江国强、蒋艳红编著.现代数字逻辑电路实验指导[M].北京：电子工业出版社,2003.5附录1、元件明细表9个LED灯5个拨码开关2个74LS194寄存器1个555芯片1个极性电容1个稳压二极管1个瓷片103电容8个200欧的电阻2个51k欧的电阻2个4.7k欧的电阻1个1k的电阻2、电路原理图