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数电74LS161+74LS194+ne555可控制8路彩灯控制器设计

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楼主
ID:485421 发表于 2019-3-6 11:00 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
目录
1 设计指标及要求
1.1              设计指标
1.2              设计要求
1.3              实现效果
2 系统方案设计
2.1 设计方案一
2.2 设计方案二
2.3 方案选择
3 系统方案设计
3.1 整体电路说明及系统框图
3.2 单元电路介绍
3.2.1 节拍信号发生器电路
3.2.2双向移动控制电路
3.2.3 时钟信号电路
4系统调试
5 结    论参 考 文 献
附录A 电路整体原理图
附录B 产品展示
附录C 器件清单

1 设计指标及要求  
1.1     设计指标

(1)控制器可控制8路彩灯

(2)假如节拍为1秒,该控制器实现的循环花样为:

1.彩灯自左向右全亮到全灭(间隔一秒)

2.彩灯自左向右全灭到全亮

3.彩灯自右向左全亮到全灭

4.彩灯自右向左全灭到全亮

5.彩灯全亮8秒

6.彩灯全灭8秒

7.彩灯间隔点亮8秒


1.2     设计要求
  • 彩灯控制器的节拍频率可以0.5~5HZ可调;
  • 控制器可以固定在上述其中花样之一输出                                                             

1.3     实现效果
  • 彩灯自左向右全亮到全灭(间隔一秒)→自左向右全灭到全亮→自右向左全亮到全灭→自右向左全灭到全亮→全亮8秒→全灭8秒→间隔点亮8秒

  • 彩灯控制器的节拍频率可以0.5~5HZ可调


2 系统方案设计2.1 设计方案一



2.2 设计方案二




2.3 方案选择

选择设计方案一,完成了实验的基本要求,拓展只做出了1 彩灯控制器的节拍频率可以0.5~5HZ可调,经多次尝试,达不成顺序控制器电路的要求,止步设计方案一。

3 系统方案设计
3.1 整体电路说明及系统框图


通过两个74LS161N计数器并联,加入逻辑门电路设计电路图实现对两个74LS194N芯片功能的选择与控制,两个74LS194N芯片的输出端顺序由低位到高位连接彩灯,控制彩灯的亮灭情况,用一个555定时器及相应电阻电容设计电路成多谐振荡器,频率为0.5Hz—5Hz的可调时钟电路。总电路图实现多路彩灯控制器的课程设计基本要求以及部分拓展功能。


3.2 单元电路介绍3.2.1 节拍信号发生器电路

两个74LS161N计数器并联,加入逻辑门电路设计电路图实现对两个74LS194N芯片功能的选择与控制。


3.2.2双向移动控制电路

两个74LS194N芯片的输出端顺序由低位到高位连接彩灯,控制彩灯的亮灭情况。


3.2.3 时钟信号电路

一个555定时器及相应电阻电容设计电路成多谐振荡器,频率为0.5Hz—5Hz的可调时钟电路。                                             

4系统调试
1.连接时钟电路时,给出的稳定时钟信号达不到设计要求,不知道应该连接多大阻值的电阻和电容,通过查阅教科书,简单了解了给出频率大小与电容,电阻大小的关系,又通过百度查询,相应计算工具的辅助,获取了理想元器件规格,但是在实际的电路连接中,元器件正常规格大小没有仿真所需大小,然后变通采用 近似的规格组合。
2.了解一定知识后连接555定时器与电位器时,最初忽略了当电位器阻值调节至0的情况,导致仿真过程中555定时器损坏,后加保护电子解决问题。

3.彩灯电路的设计先从基础的74LS194芯片开始,实现左移、右移、常亮、长灭的设计要求。进一步查阅资料,向老师请教,使用74LS161芯片和逻辑门电路组合使用,用来控制74LS194的工作状态,设计过程很是困难。要好好学习啊。

4.在用面包板连接电路方针时,连接了部分电路后,如时钟电路,打算初步试一下好不好用,发现没有现象,经过几次检验,电路连接没有问题,后来考虑到事硬件的问题,拆了之后,破而后立,每根导线使用时先用万用表测试下是否良好,最终完成的电路符合要求。  

5 结    论

选择这个题目时觉得并不难,在我们的可控范围内,所以打算把所有要求的花型都做出来,并且拓展也做出来。但从开始仿真的时候就发现其实并没有想象中容易。如果没有掌握扎实的数电和模电基础是不能把整个电路按模块一点一点拼成一个整体的。前期我们在网上搜索了多路彩灯的基本框架、设计思路等,后期连面包板时又在网上搜索了各个器件的引脚图,电阻电容如何从彩条判断阻值等。最终也只是做出了一个拓展,并不能智能控制花型。调试时总是出现一些细节方面的问题,不是小灯只能亮三四个,就是小灯无法自己亮,甚至有几次555定时器都无法工作。一开始出现问题的时候,我们还干劲十足,觉得找出问题就一定能好,当问题接二连三的出来,我们有些崩溃。最后下定决心,从零开始。于是我们把所有导线都拆了,重新按照模块一部分一部分的连接电路,并且在连线之前测量了每一根导线的好坏。连接完最后一根线,我们满怀希望的摁下开关,终于,小灯按我们的要求亮了。

完成这个课程设计用了很长时间,从构思到仿真再到实施,每一个步骤都是我们的心血。通过这个课设,让我们加深了对数电模电的理解,同时,也学会了合作,加深了同学友谊,感谢互相帮助与耐心,感谢老师指导,让我们对自己的能力认识有了新的了解,收获非凡。这对我们来说是一次很有意义的体验。





附录A 电路整体原理图
附录B 产品展示

附录C 器件清单

器件型号
个数
开关
74LS194N
74LS161N
7402N
7404N
7408J
4066BD_5V
4073BD_5V
4071BD_5V
4077BD_5V
NE555定时器
电容10uF
电容10nF
电位器564kΩ
电位器1340kΩ
电阻  47kΩ
电阻  100kΩ
发光二极管红、橙、黄、绿
各2个

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沙发
ID:575625 发表于 2019-7-4 10:00 | 只看该作者
求仿真图
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板凳
ID:868618 发表于 2020-12-27 09:51 | 只看该作者
求仿真
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地板
ID:853896 发表于 2020-12-31 18:10 | 只看该作者
感觉电路好复杂额,用单片机做的话,估计会大大的简化电路
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