循环彩灯控制器
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循环彩灯控制器的设计课程设计循环彩灯控制器设计课程设计设计目的:本课程设计的目的是让学生学习如何设计一个简单的循环彩灯控制器。
通过学习这个课程,学生将了解控制器的工作原理、电路设计、软件编程等方面的知识,并且掌握一定的实践操作能力。
课程目标:1. 理解循环彩灯控制器的工作原理;2. 掌握电路设计原理和方法;3. 掌握单片机程序设计方法;4. 能够独立设计循环彩灯控制器电路和程序。
课程大纲:第一章循环彩灯控制器的工作原理1.1 循环彩灯的基本原理;1.2 循环彩灯控制器的基本原理;1.3 循环彩灯控制器的分类。
第二章电路设计2.1 循环彩灯控制器电路的组成;2.2 电路元件的选型和参数计算;2.3 建立例程进行电路仿真;2.4 布局设计;2.5 原理图绘制。
第三章单片机程序设计3.1 概述C语言程序设计基础;3.2 循环彩灯控制器程序的基本流程;3.3 控制器的主程序设计;3.4 IO口和定时器的编程;3.5 中断优化程序设计。
第四章循环彩灯控制器的实现4.1 控制器电路板的焊接和测试;4.2 单片机软硬件程序烧录;4.3 硬件调试;4.4 软件调试。
设计流程:1. 理解循环彩灯控制器的工作原理。
在听讲、课外阅读和答疑互动等多种形式下,加强对循环彩灯、循环彩灯控制器的工作原理、分类等方面的理解。
2. 电路设计。
采用理论教学和实践操作相结合的方式,按照课程大纲的要求,进行电路设计,包括电路元件的选型和参数计算、建立例程进行电路仿真、布局设计、原理图绘制等环节。
3. 单片机程序设计。
理解C语言程序设计的基本概念和流程,在掌握单片机程序设计方法以后,独立完成循环彩灯控制器程序的编写,并利用仿真软件进行调试。
4. 循环彩灯控制器的实现。
根据设计流程,焊接电路板并进行测试,根据需要对电路板和程序进行调试和优化,最终实现循环彩灯控制器。
实验教学:在课程教学中,通过多样化的实验教学方式,激发学生的学习兴趣和主动性,提高学生的实践操作能力。
七进制计数器®--Q0逻辑电路数字电路课程设计彩灯控制器的设计1设计要求设计一个彩灯控制器。
1•要求能控制红、黄、蓝、绿各色LED灯循环闪烁,并可变换闪烁图案。
2.彩灯白天不亮,夜晚自动亮。
2设计方案原理框图如图1所示1、控制红、黄、蓝、绿各色LED灯循环闪亮,则按照红一红黄一黄一黄蓝一蓝一蓝绿一绿一红的方式循环闪亮。
彩灯的灯灭有七种状态,可设计一个七进制的计数器,用计数器的状态来控制彩灯的亮灭;计数器应能够自启动。
2、用555定时器构成多谐振荡器,作为脉冲信号源;3、用光敏器件(光敏电阻、光敏二极管等)来检测周围环境的光强,以区分白天和夜晚,实现彩灯白天不亮、晚上自动亮的控制要求。
光敏器件检测电路整体结构为脉冲信号源输出一定频率的脉冲给七进制计数器,七进制计数器受脉冲控制输出Q3、Q2、QI、Q0的不同状态,从而控制逻辑电路,逻辑电路输出控制彩灯的亮灭,达到要求。
根据所学内容,可分别确定所需元件,脉冲信号源有很多种,但要频率可控,可采用CB555定时器组成的多谐振荡器完成,多谐振荡器是常用的一种矩形波发生器,原理框图脉冲信号源通过改变R1和R2的电阻值即可改变其输出矩形波的频率。
七进制计数器可通解原理。
①脉冲信号源DT5q=(R1+R2)/(R1+2R2)=2/3T=1ms 令C1=0.1UF求得TD-Ijnim.555TIIVIER RATEDC1O.luFd.oi|jr74LS16QDr 1—*|U2AI 17WN过74LS160型同步十进制计数器改接而得。
逻辑电路可使用74LS138型译码器控制彩灯,最后通过与非门获得彩灯的逻辑控制关系。
74LS160型同步十进制计数器改接成七进制计数器的同时,在七进制计数器的输出端接一个数码管,仿真时可检测十进制改接成七进制的正确性,以及灯亮灯灭和计数器的输出如何对应,更好地理脉冲信号源②七进制计数器采用置数法改接74LS160同步十进制计数器上图是由74LS160型同步十进制计数器改接而成的七进制计数器。
双色三循环方式彩灯控制器
双色三循环方式彩灯控制器是一种新型LED彩灯控制器,可以通过不同的控制方式实
现丰富多彩的彩灯效果。
该控制器采用双色LED灯珠作为光源,并且实现了三种循环方式,可以达到循环播放的视觉效果。
该控制器的主要特点如下:
1.双色LED灯珠:双色LED灯珠可以实现红、绿两种颜色的灯光,可以通过调节不同
的颜色比例来实现丰富多彩的效果。
2.三种循环方式:该控制器实现了三种循环方式,分别是自动循环、跟随循环和音乐
循环。
自动循环是指控制器会自动循环播放预设的灯光效果。
跟随循环是指灯光将跟随外
部信号来进行循环播放,比如音乐节奏等。
音乐循环是指根据外部信号来控制节奏的灯光
效果。
3.多种控制方式:该控制器支持多种控制方式,包括遥控器控制、触摸控制、APP控
制和声控控制等,可以实现灵活的控制。
4.多种场景模式:该控制器还可以根据不同的场景设置不同的模式,比如节日模式、
氛围模式、夜景模式等,可以满足不同场景的需求。
5.高精度控制:该控制器使用高精度控制芯片,可以实现精细的滑动调节和颜色控制,可以满足高要求的控制需求。
《电子技术课程设计》设计题目:10路循环彩灯控制器专业:本13通信03班学生姓名: 黄益学号:20134400313起迄日期: 2015年11月1日— 2015年12月30日指导教师: 陈蔚教研室主任:邓贤君《电子技术课程设计》任务书1.课程设计的内容和要求(包括原始数据、技术要求、工作要求等):一、课程设计内容题目:10路循环彩灯控制器要求:输出功率>10W,电源电压为AC220V,利用按键控制彩灯循环显示。
注:可以采用555和CD4017作为控制器,可控硅作为功率开关等芯片制作。
二、课程设计要求1.综合运用已学习过模拟电路和数字电路等知识,阅读相关集成电路芯片资料和相关文献,了解电子电路设计的有关知识,方法和特点,掌握基本的电子电路设计和芯片使用方法。
2.一人一题,所设计的电路必须制作成功,并且全部或者部分通过计算机仿真。
课程设计必须自己独立完成,不得从网上下载,一经发现该课程成绩记零分。
3.课程设计设计说明书(报告)应包括有:①电路工作原理分析②电路元器件参数设计计算③电路调试说明④电原理图和PCB图(必须自己画)⑤元器件装配图(必须自己画)⑥元器件清单⑦自己的收获和体会⑧要求字数不得少于3500字⑨要求图纸布局合理,符合工程要求,使用Protel等软件绘制电原理图(SCH)、元器件布局图和印制电路板(PCB)。
4.所有的文档和表格必须采用Word形式。
5.同类型的设计题可以组成一个设计组,组员之间可以开展研究与讨论。
雷同者均计0分。
6.阅读有关芯片英文参考资料,理解资料内容。
7.英文资料中的曲线、参数、方框图、引脚端封装等图(不包括电原理图和PCB图)可以直接采用(pdf文档中的图可放大300倍后裁剪到Word文档中),图中的英文可以采用英文(中文)方式翻译在图下。
8.英文资料中的一些词,如果翻译拿不准,可以采用英文(中文)方式标注。
9.设计资料中的有关的公式可以直接采用。
10.课程设计结束,需要交制作的作品、文字稿和电子稿,采用Word文档形式。
嘉立创彩灯循环控制器的设计与仿真
彩灯循环控制器是一种常见的LED灯控制器,可以实现LED灯的颜色、亮度等参数的控制和变换。
在嘉立创彩灯循环控制器的设计与仿真过程中,需要考虑到硬件设计和软件编程两方面的内容。
硬件设计方面,首先需要选择合适的控制芯片,常见的有STM32系列、Arduino等。
控制芯片的选择应考虑到控制器需要的功能、性能和成本等因素。
然后需要设计电路图,包括LED灯的连接方式、外部电源模块等。
在设计电路图时,需要考虑到电路的稳定性、可靠性和安全性,确保控制器可以正常工作并符合相关标准和规定。
在软件编程方面,需要编写控制器的控制程序。
首先需要了解LED 灯的控制原理和通信协议,然后根据控制器的功能需求设计控制程序。
控制程序可以实现LED灯的颜色、亮度、闪烁等参数的控制,还可以实现灯效的切换、循环等功能。
在编写控制程序时,需要考虑到程序的效率、稳定性和扩展性,确保控制器可以稳定可靠地工作并方便后续的功能扩展和升级。
设计完成后,需要进行仿真验证。
可以利用仿真软件对控制器的硬件和软件进行仿真测试,检查控制器的功能是否符合设计要求,是否存在潜在的问题和风险。
通过仿真验证可以及早发现和解决问题,提高控制器的可靠性和稳定性。
总的来说,嘉立创彩灯循环控制器的设计与仿真是一个综合性的工
作,需要考虑到硬件设计和软件编程两方面的内容。
只有在两方面都充分考虑和完成的情况下,控制器才能正常工作并符合设计要求。
希望本文对彩灯循环控制器的设计与仿真过程有所帮助,让您在设计和制作控制器时更加顺利和高效。
循环彩灯控制器课程设计报告Company number:【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】摘要这次课程设计通过对彩灯的设计,训练对数字电子技术内容的应用能力,掌握对电子产品设计的流程以及各种要求。
彩灯技术已广泛得在霓虹灯、广告彩灯、汽车车灯等领域中应用。
动态霓虹灯应该聚而不散、不能为了追求“跳跃”而给人凌乱的感觉,不管采用何种色彩,何种图案,都应该有顺序地渐变和跳跃,给受众一种秩序感,主次感、并便于受众顺着有规律的节奏接着看第二次、第三次。
在设计制作时,既要给人以变幻的吸引力,又要主次分明,没有色彩和图案紊乱的感觉。
变换、闪烁、跳跃式的霓虹灯为营造欢乐、多姿多彩的生活正越来越受到人们的重视。
近年来,由于集成电路的迅速发展,使得数字逻辑电路的设计发生了根本性的变化。
再设计中更多的使用中规模集成电路,不仅可以减少电路组件的数目,使电路简洁,而且能提高电路的稳定性,降低成本。
因此用集成电路来实现个更多更复杂的器件功能则成为必然。
这次的课程设计用NE555,74LS194来实现彩灯循环的控制。
关键词 NE555 74LS194目录1 绪论项目研究的背景与意义近年来,由于集成电路的迅速发展,使得数字逻辑电路的设计发生了根本性的变化。
再设计中更多的使用中规模集成电路,不仅可以减少电路组件的数目,使电路简洁,而且能提高电路的稳定性,降低成本。
因此用集成电路来实现个更多更复杂的器件功能则成为必然。
19世纪兴起的数字电路以其先天的便捷、稳定的优点在现代电子技术电路中占有越来越重要的地位。
随着人们生活环境的不断改善和美化,在许多场合可以看到彩色流水灯。
LED彩灯由于其丰富的灯光色彩,低廉的造价以及控制简单等特点而得到了广泛的应用,用彩灯来装饰街道和城市建筑物已经成为一种时尚。
为了追求“跳跃”而给人凌乱的感觉,不管采用何种色彩,何种图案,都应该有顺序地渐变和跳跃,给受众一种秩序感,主次感、并便于受众顺着有规律的节奏接着看第二次、第三次。
简易循环彩灯控制器制作毕业论文参考资料一、研究背景彩灯控制器是一种广泛使用的电子产品,主要用于控制不同颜色的灯光亮灭和色彩变换。
目前,彩灯控制器主要应用于舞台、娱乐场所、家庭装修以及城市夜景照明等领域。
在这些领域中,彩灯控制器被广泛应用,为人们带来了独特的视觉效果和良好的使用体验。
随着科技的不断发展,彩灯控制器的功能和性能也在不断提高。
目前,市场上的彩灯控制器主要具有以下几个特点:1. 支持多个彩灯同时控制;2. 支持多种不同的灯光模式以及颜色变化模式;3. 具有较高的亮度和色彩还原程度;4. 支持远程操作和无线控制。
不过,目前市场上的彩灯控制器价格较高,同时功能也比较单一,不能满足人们对于多样化、高品质彩灯控制的需求。
因此,需要设计和制作一款功能齐全、性价比高的彩灯控制器。
二、研究目的本研究的目的是设计和制作一款基于单片机和无线传输的彩灯控制器,能够实现多种不同的灯光模式和颜色变换模式,同时具有高亮度和色彩还原程度。
该控制器还支持远程操作和无线控制,能够满足人们对于多样化、高品质彩灯控制的需求。
三、研究内容本研究的具体内容如下:1. 设计和制作基于单片机的彩灯控制器,并通过无线传输实现与电脑或手机的连接;2. 研究和设计控制器的硬件和软件系统,包括主板、电源、程序控制等方面;3. 实现不同的灯光模式和颜色变换模式,包括常见的彩虹模式、闪烁模式、呼吸模式等;4. 提高控制器的亮度和色彩还原程度,提高人们对视觉效果的体验;5. 支持远程操作和无线控制,通过电脑或手机软件实现对彩灯控制器的控制,提高人们的使用方便性和体验感;6. 对彩灯控制器进行测试和优化,确保其具有稳定性和良好的性能。
四、研究方法本研究采用以下方法:1. 硬件设计:通过分析控制器的功能需求,设计并制作控制器的硬件系统,包括主板、电源、传感器和LED灯等部件;2. 软件编程:通过单片机编程,实现不同的灯光模式和颜色变换模式,并支持无线传输和远程控制;3. 测试和优化:对制作的彩灯控制器进行测试和优化,确保其具有稳定性和良好的性能。
摘要本实验设计中555彩灯控制器可用于对霓虹灯或彩灯及节日字灯的控制,555节日彩灯控制器电路由555 电路和十进制计数器CD40I7 组成,其中555 电路用来产生移位控制脉冲,CD40I7 用来对控制脉冲实现移位,传递出的触发信号脉冲驱动彩灯作循环流动。
4 个输出端按照一定的时间间隔,以1H→2H→3H→4H 的顺序循环流动,第4个输出端熄灭后停歇2倍于两灯间的停歇时间后重新进入下一循环。
关键词:循环发光控制器NE555集成时基电路第一章循环发光控制器系统硬件介绍1.1电路构成原理图图2-1彩灯循环控制器电路PCB原理框图图2-2 彩灯循环控制器电路PCB板图图2-3 彩灯循环控制器电路3D显示图2.2实验元器件构成及功能分析(1)NE555 555集成时基电路是一种数字、模拟混合型的中规模集成电路,可连接成多谐振荡电路,产生单位脉冲,用于触发计数器。
在延时操作中,脉冲由一个电阻和一个电容控制。
用于稳定工作的振荡器时,频率由两个电阻和一个电容控制。
NE555会在下降延触发和清零,此时输出端产生200mA的电流。
NE555的工作温度为0℃~70℃。
图2-4 NE555定时器各管脚说明:1接地2触发3输出4复位5控制电压6门限(阈值)7放电8电源电压Vcc。
其功能主要用来产生时间基准信号(脉冲信号)。
因为循环彩灯对频率的要求不高,只要能产生高低电平就可以了,且脉冲信号的频率可调,所以采用555定时器组成的振荡器,其输出的脉冲作为下一级的时钟信号。
(2)计数器/译码分配器CD4017计数器是用来累计和寄存输入脉冲个数的时序逻辑部件。
在此试验设计电路中我们采用了十进制计数/分频器CD4017,它是一种用途非常广泛的电路。
其内部由计数器及译码器两部分组成,由译码输出实现对脉冲信号的分配,整个输出时序就是O0、O1、O2、…、O9依次出现与时钟同步的高电平,宽度等于时钟周期。
CD4017是一块十进制计数\分频器。
资料范本本资料为word版本,可以直接编辑和打印,感谢您的下载数电课程设计-循环彩灯控制器地点:__________________时间:__________________说明:本资料适用于约定双方经过谈判,协商而共同承认,共同遵守的责任与义务,仅供参考,文档可直接下载或修改,不需要的部分可直接删除,使用时请详细阅读内容循环彩灯设计要求及思路设计1.1 设计要求(1)共有红、绿、黄3色彩灯各9个,要求安一定顺序和时间关系运行。
(2)动作要求:先红灯,后绿灯,再黄灯,分别按0.5S的速度跑动一次,然后,全部红灯亮5S,再黄灯,后绿灯,各一次。
以此循环。
(3)对各组灯的控制,要求有驱动电路。
(4)对跑动电路,可以每3个一组,交叉安装,分别点亮每一组,利用视觉暂停,达到跑动的效果。
1.2 设计思路提供的元件有4017——十进制计数器,555定时器。
3个一组红、黄,绿灯依次0.5s跑动循环电路9个一组红、黄,绿灯各持续亮5s跑动图1.1根据此框架图设的实现方案该任务要求:先红灯,后绿灯,再黄灯,分别按0.5S的速度跑动一次,然后,全部红灯亮5S,再黄灯,后绿灯,各一次。
以此循环。
根据此要求电路总体上可以分为三部分:一部分电路为控制0.5s的跑动。
一部分电路为控制5s 的跑动。
一部分电路为实现这两种跑动的循环。
因些可以选用一个555多谐振荡器(周期为0.5秒,然后使用4017实现十分频,使周期为5秒)用来控制跑动的速度,再选两个4017芯片,因为4017芯片在正常工作下,连续送入时钟脉冲时,其十个输出端会依次输出高电平。
这样可以用一个4017芯片点亮0.5s的跑动,用一个4017芯片来点亮5s的跑动。
因为在两个周期恰好为10倍关心,故5s周期的4017的Q0端口可以实现控制0.5s周期的4017的开通与关闭,选用一个9014NPN改装成非门从而来实现循环功能,即用9014来控制4017芯片的开通和关闭,最后加上复位电路即可实现实验目的。
湖南科技大学信息与电气工程学院《VHDL语言》课程设计报告题目: VHDL语言课程设计专业:班级:姓名:学号:课程设计任务书一、课程设计的目的:1,通过本次课程设计,熟练掌握MAX-PLUS2的应用,操作,并对VHDL语言的编程做一实践检验,编出程序,并进行仿真,并根据所得仿真图形分析和推断并改进所涉及的程序,让程序在现实生活中得以更贴近的应用。
2,本次操作的命题一是:循环彩灯控制器,本设计的要求是:设计一个循环彩灯控制器,该控制器控制红,绿,黄三个发光管循环点亮。
要求红发光管亮3秒,绿发光管亮2秒,黄发光管亮1秒。
3,本次操作的命题二是:数字显示的秒表,本设计的要求是:设计一块用数码管显示的秒表,能够准确的计时并显示。
最大计时为59秒,最小精确到0.1秒。
二、设计方案的论证:命题一循环彩灯控制器的方案一:在本题中要求控制器可以控制红,绿,黄三个发光管循环点亮,并且要求发光的时间不一样,这样,本质设计思想是循环累加,即时钟信号高电平开始,m值开始累加,CASE m ISWHEN "001"=>dout<="100";WHEN "010"=>dout<="100";WHEN "011"=>dout<="100";WHEN "100"=>dout<="010";WHEN "101"=>dout<="010";WHEN "110"=>dout<="001";WHEN OTHERS=>dout<="111";END CASE;前三个值都将赋值给dout1,也就是红灯发光的三秒,然后两个赋值给绿灯,最后一秒赋值给黄灯。
课程设计课程名称EDA技术题目名称循环彩灯控制器专业班级2014级电子信息工程1班学生姓名俞媛媛学号***********指导教师罗少轩二零一六年六月二十号目录引言 (1)1 设计要求 (2)1.1 基本要求 (2)1.2 主要参考元器 (2)1.3 元器件要求 (2)2 系统组成及工作原理 (3)2.1 系统组成框图 (3)2.2工作原理分析 (3)3 单元电路模块与计算 (5)3.1 时钟脉冲产生电路模块 (5)3.2 四种码产生电路模块 (6)3.3 彩灯开关电路模块 (7)3.4 花样输出电路模块 (8)4 实验调试及测试结果分析 (9)心得 (10)参考文献 (11)附录1 循环彩灯控制器电路原理总图 (12)附录2 循环彩灯控制器PCB原理总图 (13)附录3 元器件清单 (14)引言随着人们生活环境的不断改善和美化,在许多场合可以看到彩色霓虹灯。
LED 彩灯由于其丰富的灯光色彩,低廉的造价以及控制简单等特点而得到了广泛的应用,用彩灯来装饰街道和城市建筑物已经成为一种时尚。
但目前市场上各式样的LED彩灯控制器大多数用全硬件电路实现,电路结构复杂、功能单一,这样一旦制作成品只能按照固定的模式闪亮,不能根据不同场合、不同时间段的需要来调节亮灯时间、模式、闪烁频率等动态参数。
优易LED全彩灯光控制系统由Color Edit编辑软件、主控器、分控器和LED光源组成,广泛应用于城市景观、风景名胜、道路桥梁、建筑轮廓、娱乐场所、户外广告、室内装饰等美化、亮化工程。
二维彩灯控制器可控制五路彩灯逐行递增点亮,再逐行递减熄灭。
若将一定数量的彩色灯组合联接,就能营造出平面上色彩变化的场景,这比通常控制一条线上的色彩流动更加丰富绚丽。
控制器采用数字集成块,外围元器件少、电路结构简单,只要元器件完好、装接无误,装后无须调试即可一举成功。
音乐彩灯控制器是专用于卡拉OK厅 KTV包房的彩灯控制设备,其最大优点是不与电视音响等设备有任何连接,本设备通过检测包房里的环境音频信号强弱来控制通过彩灯的电流大小(即亮暗程度)来烘托娱乐的兴趣的目的,也就是随着声音的大小而使彩灯闪烁,歌声和彩灯一起跳动,从而让唱歌人激情高涨,留连忘返。
本设计通过对彩灯的设计,训练对电子技术等内容的应用能力,掌握对电子产品设计的流程以及各种要求。
彩灯技术已广泛得在霓虹灯、广告彩灯、汽车车灯等领域中应用。
毕业设计主要培养学生综合运用所学的知识与技能分析与解决问题的能力,并巩固和扩大学生的课堂知识。
通过毕业设计学会查阅、使用各种专业资料和网上资源,并以严肃认真、深入研究的工作作风完成设计任务,逐步向工程技术员转变,培养毕业生独立完成任务的能力,体现和检验综合设计能力,大力提高毕业生的技术水平,培养新一代既有理论、又有动手能力的实用性人才,以适应国际建设和发展的需要。
了解彩灯线路的基本理论,掌握单片机编程的基本设计方法和分析方法,对能够熟练地进行彩灯应用电路的设计与制作是十分必要和重要的。
1 设计要求1.1 基本要求设计一四花样自动切换的彩灯控制器,要求实现(1) 彩灯一亮一灭,从左向右移动;(2) 彩灯两亮两灭,从左向右移动;(3) 四亮四灭,从左向右移动;(4) 从1~8从左到右逐次点亮,然后逐次熄灭;(5) 四种花样自动变换。
1.2 主要参考元器555定时器,模十六计数器74LS161,双D触发器74LS74,与门74LS08,非门74LS04,四选一数据选择器74LS153,八位移位寄存器74LS164。
1.3 元器件要求(1)电路图要具有显示和清零功能(2)数码管要实现对LED灯的连续调节2 系统组成及工作原理2.1 系统组成框图把四花样彩灯设计分为几个独立的功能模块进行设计,每一个模块完成特定的功能,再把它们有机的组织起来构成一个系统完成彩灯控制器的设计。
系统可由四个模块组成,它们分别是:四种码产生电路、开关电路、数据输出、时钟电路。
设计框图如下图所示:由两个555构成两个时钟电路,由模十六计数器和组合逻辑门构成四种码产生电路,由双D 触发器和数据选择器构成开关电路,由移位寄存器和八个彩灯构成输出电路,一个时钟控制模十六计数器和移位寄存器,另一个时钟控制双D 触发器。
2.2工作原理分析从多谐振荡器出来的脉冲信号分为两路:一路作为计数脉冲送到模十六计数器;另一路做为移位时钟脉冲加到移位寄存器。
调节多谐振荡器的电阻可以改变震荡频率,即改变彩灯移动的速度,得到不同的动态效果。
多谐振荡器、双D 触发器、数据选择器共同组成一个电子开关。
多谐振荡器输出的计数脉冲经双D 触发器两位二进制计数器,在它的两个输出端得到00、01、10、11四种逻辑状态。
这四个状态作为数据选择器的四个数据通道选择信号,对应从模十六计数器输送到数据选择器的QA ,QB ,QC ,QD 四个分频信号。
其作用相当于一个受控的一刀四位的机械转换开关。
当双D 触发器输出为“00”时,数据选择器输出10000000序列脉冲,为八分频信号,实现花样一;为“10” 时,数据选择器输出11000000序列脉冲,为八分频信号,实现花样二;为“01” 时数据选择器输出11110000序列脉冲,为八分频信号,实现花样三;为“11” 时分频计数器 数据选择器 移位寄存器 多谐振荡器 多谐振荡器多谐振荡器 开关电路 输 出数据选择器输出1111111100000000序列脉冲,为十六分频信号,实现花样四。
调节开关电路的CP脉冲产生电路的电阻,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。
数据选择器的输出端接移位寄存器的输入端,在时钟脉冲的作用下,数据在移位寄存器的八位并行输出端从Q0到Q7顺序移动。
移动的八位控制信号直接控制发光二极管的亮灭,就出现了八路四花样自动循环切换的流水彩灯。
输出电路由八位移位寄存器74LS164、八个彩灯和八个驱动电阻构成。
寄存器的数据输入端接收开关电路输出的四种码,这四种码在移位寄存器的八位并行输出端从QA向QH移动,输出四种彩灯花样。
系统由脉冲信号发生器,双上升沿触发器,数据选择器,同步加法计数器,移位寄存器几大部分组成。
脉冲信号发生器提供脉冲信号源,双上升沿触发器进行分频,同步加法计数器实现不同的花型,输出选择器进行花型改变,寄存器进行花型演示。
3 单元电路模块与计算3.1 时钟脉冲产生电路模块用555定时器构成多谐振荡器,电路输出便得到一个周期性的矩形脉冲,其周期为:T=0.7(R1+2R2)C………………………(4-1)要用两个555产生两个时钟脉冲,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,其周期设为1秒左右, 电阻值和电容值可设为:R1=1KΩ, R2=51KΩ, C=0.01μF由公式(4-1)计算得:T=0.721S另一个555产生的矩形脉冲控制彩灯的自动转换,其周期设为模十六计数器的20倍,改变R1、R2的阻值即可,可设为:R1=1KΩ, R2=1MΩ,C=0.01μF由公式(4-1)计算得:T=14.42S电路图如下图所示:根据彩灯要实现的四花样,可确定移位寄存器输出的二进制码,即四种码产生电路要产生的码,如下表所示:要产生这四种码,可由十六进制计数器接组合逻辑门产生。
四种码产生电路图如下图所示:要实现彩灯四花样的自动转换,就要使四选一数据选择器74LS153循环地输出Z1、Z2、Z3、Z4。
使双D触发器的输出端接数据选择器的两个地址输入端,双D触发器能产生00、01、10、11这四钟循环的状态,从而使选择器循环的选择一种码输出,实现彩灯的四花样循环。
数据选择器的地址输入端A、B循环转变,输出端1Y循环选择四种码Z1、Z2、Z3、Z4输出,使彩灯的四花样自动循环改变。
数据选择器功能表如下表所示:开关电路图如下图所示:输出电路由八位移位寄存器74LS164、八个彩灯和八个驱动电阻构成。
寄存器的数据输入端接收开关电路输出的四种码,这四种码在移位寄存器的八位并行输出端从QA向QH移动,输出四种彩灯花样。
当输入移位寄存器数据输入端的码为10000000时,清零后在移位脉冲CP的作用下,输入码中的那位高电平“1”从寄存器的输出端QA经八个移位脉冲CP作用后逐渐到了QH,使输出端所连接的彩灯依次点亮,实现了彩灯依次点亮的花样。
当输入另外的三种码时,寄存器的数码移动原理相似,所以就不累赘了。
彩灯显示电路图如下图所示:4 实验调试及测试结果分析1.调试使用的主要仪器: 数字万用表直流稳压电源示波器函数信号发生器2.测试电路的方法和技巧:先检查各芯片的电源和地是否接上,检查线路是否连好;前面的检查无问题后,再根据彩灯的变化情况,确定可能的原因,分析是哪个功能模块出了问题,34用数字万用表检查各模块的功能,发现并改正错误,直到符合要求为止。
3.调试中出现的故障、原因及排除方法:(1)彩灯只有一种花样变化,没有其它的花样:原因可能是双D触发器74LS74不能产生周期性的两位二进制码或是555不能产生触发双D触发器的CP脉冲,使双D触发器维持在一种状态。
可换一片好的74LS74芯片或检查555CP脉冲产生电路,看是否产生周期性的CP脉冲,使双D触发器产生四种循环的状态,彩灯就能四花样变化。
(2)彩灯无规律变化:原因可能是四种码的产生电路不能产生符合要求的四种码,检查模十六计数器的CP脉冲是否稳定,看74LS161是否能计数,即Q A、Q B、Q C、Q D是否周期性的高低电平变化,前面没问题,再检查与门74LS08和非门74LS04是否能实现它们逻辑功能。
(3)彩灯的四种花样都有,但中间有一些混乱的状态:原因可能是数据选择器输出的两种码之间的间隔大于彩灯每一种状态持续的时间,使彩灯的一种花样完成后并没有进入另一种状态,当进入另一种状态时上一种状态的多余码进入下一个状态,故出现了混乱的状态。
可改变双D触发器的CP脉冲,即改变多谐振荡器的电阻,使得一种花样完成后,数据选择器地址输入端状态改变,正好选择另一组码输出,彩灯花样改变。
在整个调试完成后,却遇到了新问题:彩灯在演示时有时正常有时混乱。
在排除其他情况的条件下,我仔细检查各端子的连接情况,发现清“0”端在清零后悬空了。
将其插到电源正极后,发现问题解决了。
在整个调试完成后,却遇到的新问题:彩灯演示时有时正常有时混乱。
心得通过这次对循环彩灯控制器的设计作,让我了解了电路设计的基本步骤,也让我了解了关于循环彩灯控制器的原理与设计理念,要设计一个电路先进行软件模拟仿真再进行实际的电路制作。
但是最后的成品却不一定与仿真时完全一样,因为,再实际接线中有着各种各样的条件制约着。
而且,在仿真中无法成功的电路接法,在实际中因为芯片本身的特性而能够成功。