《数字电子线路》课程设计题目：学院：专业：班级：班级学号：姓名：指导教师：完成日期：2010 年11 月1 日节日彩灯控制电路设计摘要：彩灯控制器是用来使彩灯按照一定的形式和规律闪亮，起到烘托节日氛围、吸引公众注意力的作用，应用前景较为广泛。
彩灯控制器实现方法多种多样，本次设计的这台彩灯控制器主要功能有：（1）可以控制8路彩灯或彩灯串；（2）既可以使彩灯向左移动，也可以使彩灯向右移动，还可以左右交替移动；（3）彩灯起始状态可以预置；（4）移动速度和左右交替速度可调节。
关键词：彩灯控制器速度可调市电彩灯一.设计内容1．系统设计框图经过多种设计方案的比较和论证，最终选择了以双向移位寄存器74LS194芯片为核心的设计方法。
系统设计框图如下：图1-1（1）整个电路系统以双向移位寄存器为核心。
（2）彩灯初值设定为0。
（3）555定时器是多谐振荡电路，为全电路提供脉冲，通过调整充电电容及电阻的大小可以改变脉冲频率，脉冲频率决定彩灯移动的速度。
（4）花样选择电路由74LS161的输出端决定74LS194移位寄存器是移位还是触发，于选择彩灯左移、右移、左右交替移动三种花样。
555定时器用于定时的输出高低电平来选择左右交替移动的时间。
（5）彩灯控制电路由发光二极管、限流电阻组成。
2.所用器件发光二极管八个，74LS194移位寄存器两片，74LS161一片，10uF电容0.01uF电容各一个，74LS04一片，NE555一片，330电阻一个，100K电阻两个。
3．分模块电路原理分析（1）脉冲产生电路脉冲产生电路如图1-1图1-2脉冲产生电路由555定时器组成，将555芯片的第2脚和第6脚短接，构成多谐振荡电路，这时芯片输出引脚第3脚将输出频率稳定的脉冲信号。
脉冲信号的频率可以通过调节充电电容和电阻的大小来改变。
电容容值和电阻阻值的大小与输出脉冲周期的关系可以由下式计算得出：T=T充＋T放=0.7（R1＋2R2）C那么通过调节R2的大小就可以改变输出脉冲的周期及频率。
（2）移位寄存及初值设定电路移位寄存及初值设定电路如图1-2。
图1-3。
CEP与CET接高电平，pe与mr接低电平，使161正常工作，Q0输出CP的二分频，Q2输出的使八分频，Q3输出的是十六分频。
其中，Q0使74LS194移位寄存器触发时ABCD 的赋值，Q2是74LS194移位寄存器左移右移时的赋值，Q3是74LS194移位寄存器的控制端，决定74LS194移位寄存器是左移右移还是触发。
这里74LS161其计数的作用，所以没有赋初值，使其从0开始，从而电路也得到了一定的简化。
（3）花样选择电路花样选择电路如图1-4。
如图，八盏彩灯是共阴极接发，由一个电阻做限流电阻，保护电路。
在前八个脉冲，由于Q3一直是低电平，两片74LS194移位寄存器均处在移位状况，这时，161Q0输出的值过了八个脉冲后，Q3由0变成1，，两片74LS194移位寄存器由触发态变为移位状况。
上片74LS194移位寄存器左移1，下片74LS194移位寄存器右移1，呈对称分布，彩灯由中间到两边依次变亮的效果；再过四个脉冲后，上片74LS194移位寄存器左移0，下片74LS194移位寄存器右移0，呈现出彩灯由中间到两边依次变暗的效果。
在前八个脉冲，由于Q3一直是低电平，两片74LS194移位寄存器均处在触发态，这时，161Q0输出的值直接赋给了74LS194移位寄存器的P0P1P2P3,因为Q0=P0,Q1=P1,Q2=P2,Q3=P3,且非门保证了输入到P1.P3与P2.P0的值一直相反，所以可以在彩灯上看到相应的明暗变化，即为彩灯交替闪烁。
当十六个脉冲后，161自动清零，再从头计数，如此往复，不会间断。
图1-4全电路图如下，如图1-5如图1-54.该电路彩灯闪烁的真值表如下；表1-1 二、作品调试及仿真1.该电路图的PCB图如图2-1图2-12. 时序仿真图2-23.调试调试时，为保证集成块安全，应把集成块全部拿下来，用万用表逐步测各管脚电压，和理论值比较。
三、作品设计制作总结1．设计总结在本次设计的学习和研究过程中我感觉受益很深，不但让我懂得了许多理论知识，更给了我一个理论联系实际的机会，让我学到了许多书上学不到的东西。
总结这次设计，我经过自己的努力在参考资料不足的情况下独立将设计项目完成，这令人可喜的地方，但是在整个过程中依然暴露出了有许多不足：（1）在整个设计的时间分配上，出现了比较大的失误。
在设计的初期，由于自己在方案选择上举棋不定，花费了大量的时间用于查找各种资料，耽误了许多时间，这直接导致了设计后期出现时间紧张的情况。
（2）本次设计的核心和创新点就在于彩灯循环速度以及循环时间都，而速度的调节是通过改变电阻来实现的，由于选择的电阻调节精度较低，所以速度控制很难达到精确无误。
（3）由于开始我对161计数器的工作原理不太了解，不会用它特有的分频作用，还加了多余的D触发器，导致电路无用的繁琐，经过老师的耐心指导，终于完成了用最少器件完成尽可能多的功能。
（4）开始对555振荡器的理论上产生震荡周期不甚熟悉，导致在计算脉冲周期，观察彩灯闪烁周期时遇到了一系列麻烦。
（5）在焊接时，161的1号管脚没接好，导致电路不工作。
（6）在接电压时，为保证安全性，应先用万用表测电源电压。
2．创新改进意见设计已经圆满完成，各项功能指标也都已经达到了预期目标，但整个电路系统依然有许多有待改进的地方。
（1）控制的彩灯不需要局限于8路，只要用相同的方法，运用多个74LS194芯片进行大规模级连就可以实现多路彩灯的循环控制功能，这样能使得整个电路系统更贴近于实际应用。
（2）将555定时电路中的滑动变阻器改为可以精密调节的，这样可以对彩灯的循环时间进行精确的控制。
另外还可以采用分立元件组成的多谐振荡电路来代替555定时电路以降低整个设计的成本。
四、参考文献《数字电路基础与应用》李响初编著《图表细说数字电路入门》胡斌，葛彦华编著《数字电路和数字系统:实验与课程设计实训教》杨萍编著《数字电路基础》刘红云, 邱太俊编著《数字电路基础》严仲兴主编《数字电路基础》人力资源和社会保障部教材办公室组织写《数字电路基础及快速识图》陈永甫编著《数字电路基础教程》中国工控网组织写《数字电路基础教程》沈云虎刘效群编著《数字电路基础》刘红云、邱太俊编著《数字电路基础与应用》李响初、李响初编著《数字集成电路应用基础》汤湘林编著《数字电路基础与技能实训教程》孙余凯、吴鸣山、项绮明编著《数字电路实验基础》崔葛瑾编著收获经过一个月的实验的学习让我受益菲浅。
在实验课即将结束之时，我对在这一个月来的学习进行了总结，总结这一个月来的收获与不足。
取之长、补之短，在今后的学习和工作中有所受用。
在这一个月实验课的学习中，让我受益颇多。
一、实验让我养成了预习的好习惯。
一直以来就没能养预习的好习惯（虽然一直认为预习是很重要的），但经过这一个月，让我深深的懂得预习的重要。
只有在进行了认真的预习，才能在实验室更好的学习，收获的更多、掌握的更多。
二、实验培养了我的动手能力。
“实验就是为了让你动手做，去探索一些你未知的或是你尚不是深刻理解的东西。
”现在，大学生的动手能力越来越被人们重视，实验正好为我们提供了这一平台。
让实验我亲自去做，不放弃锻炼的机会。
经过这一个月，让我的动手能力有了明显的提高。
三、实验让我在探索中求得真知。
那些伟大的科学家之所以伟大就是他们利用实验证明了他们的伟大。
实验是检验理论正确与否的试金石。
为了要使你的理论被人接受，你必须用事实（实验）来证明，让那些怀疑的人哑口无言。
虽说我们的实验只是对前人的经典实验的重复，但是对于一个知识尚浅、探索能力还不够的人来说，这些探索也非一件易事。
实验都是一些经典的给人类带来了难以想象的便利与财富。
对于这些实验，我在探索中学习、在模仿中理解、在实践中掌握。
实验让我慢慢开始“摸着石头过河”。
学习就是为了能自我学习，这正是实验课的核心，它让我在探索、自我学习中获得知识。
四、实验教会了我处理数据的能力。
实验就有数据，有数据就得处理，这些数据处理的是否得当将直接影响你的实验成功与否。
经过这一个月，我学会了数学方程法、图像法等处理数据的方法，让我对其它课程的学习也是得心应手。
经过这一个月的实验课的学习，让我收获多多。
但在这中间，我也发现了我存在的很多不足。
我的动手能力还不够强，当有些实验需要很强的动手能力时我还不能从容应对；我的探索方式还有待改善，当面对一些复杂的实验时我还不能很快很好的完成；我的数据处理能力还得提高，当眼前摆着一大堆复杂数据时我处理的方式及能力还不足，不能用最佳的处理手段使实验误差减小到最小程度……总之，实验课让我收获颇丰，同时也让我发现了自身的不足。
在实验实验室学得的，我将发挥到其它中去，也将在今后的学习和工作中不断提高、完善；在此间发现的不足，我将努力改善，通过学习、实践等方式不断提高，克服那些不应成为学习、获得知识的障碍。
在今后的学习、工作中有更大的收获，在不断地探索中、在无私的学习、奉献中实现自己的人身价值！- 11 -。
