數(shù)電課程設(shè)計報告-八路彩燈循環(huán)電路

摘要數(shù)字電子技術(shù)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于計算機(jī)，自動控制，電子測量儀表，電視，雷精度高，功能高，而且容易實現(xiàn)測量的自動化和智能化。隨著集成技術(shù)的發(fā)展，尤地滲透到國民經(jīng)濟(jì)的各個部門，并將產(chǎn)生越來越深刻的影響。隨著現(xiàn)代社會的電子科技的迅速發(fā)展，要求我們要理論聯(lián)系實際，數(shù)字電子邏輯課程設(shè)計的進(jìn)行使我們有了這個非常關(guān)鍵的機(jī)會。而，彩燈作為我們生活中的一部分，我們既要知道其然，因此，我們有必要去研究彩燈的工作原理。察過程。關(guān)鍵詞：彩燈控制器、循環(huán)控制、電子電路仿真目錄第1章設(shè)計方案…………..………….………51.1設(shè)計目的…………….…..…51.2設(shè)計要求……………...……51.3總體框圖設(shè)計…………………….……..…5第2章單元電路的設(shè)計……………..……….62.1定時器電路…………...…..62.2計數(shù)器電路…………...…..82.3譯碼器電路……….…..…..102.4總電路設(shè)計……………………..…….12第3章仿真………………..133.1Multisim軟件的介紹……………….……133.2EWB軟件的介紹…………………..…….133.4仿真步驟133.3仿真結(jié)果…………….……14第4章總結(jié)…………………15參考文獻(xiàn)……………….…………16附錄一……………………...…..17附錄二………………….…...…….18設(shè)計方案1.1設(shè)計目的1.學(xué)會將一個實際情況抽象為邏輯電路的邏輯狀態(tài)的方法。2.掌握計數(shù)、譯碼、顯示綜合電路的設(shè)計與調(diào)試方法。3.掌握實際輸出電路不同要求的實現(xiàn)方法。1.2設(shè)計要求1.八路彩燈輸出顯示。2.彩燈的閃爍按一定規(guī)則變化，可通過輸出開關(guān)設(shè)置彩燈閃爍的規(guī)律。3.電路有復(fù)位控制，復(fù)位按鈕閉合時彩燈循環(huán)輸出，復(fù)位按鈕斷開時彩燈熄滅。4.可設(shè)定彩燈的閃爍時間，彩燈閃爍的時間可通過實驗箱上的開關(guān)輸入。1.3總體框圖設(shè)計1.八路彩燈循環(huán)電路主要由定時器、計數(shù)器和譯碼器組成。2.主體電路完成基本的八路彩燈輸出顯示。3.7490計數(shù)器的時鐘信號由555振蕩電路提供，改變555的振蕩頻率，即可改變計數(shù)器的計數(shù)快慢，即可控制彩燈閃爍的快慢。計數(shù)器輸出信號輸入至138譯碼器，由138譯碼，根據(jù)計數(shù)器輸出不同的計數(shù)結(jié)果，即可控制138譯碼器譯碼得到8種不同的輸出信號，決定控制彩燈的循環(huán)變化。4.八路彩燈循環(huán)電路的總體框圖如下圖所示。譯碼器計數(shù)器振蕩器譯碼器計數(shù)器振蕩器八路彩燈八路彩燈開關(guān)控制電路單元電路的設(shè)計2.1定時器電路555集成時基電路是一種數(shù)字、模擬混合型的中規(guī)模集成電路，可連接成多諧振蕩電路，產(chǎn)生單位脈沖，用于觸發(fā)計數(shù)器。在延時操作中，脈沖由一個電阻和一個電容控制。用于穩(wěn)定工作的振蕩器時，頻率由兩個電阻和一個電容控制。NE555會在下降延觸發(fā)和清零，此時輸出端產(chǎn)生200mA的電流。NE555的工作溫度為0℃～70℃。如下兩圖所示分別是引腳圖和管腳圖。各管腳說明：1接地2觸發(fā)3輸出4復(fù)位5控制電壓6門限(閾值）7放電8電源電壓Vcc。其功能主要用來產(chǎn)生時間基準(zhǔn)信號（脈沖信號）。因為循環(huán)彩燈對頻率的要求不高，只要能產(chǎn)生高低電平就可以了，且脈沖信號的頻率可調(diào)，所以采用555定時器組成的振蕩器，其輸出的脈沖作為下一級的時鐘信號。2.2計數(shù)器電路

74LS90是二、五、十進(jìn)制異步計數(shù)器。異步計數(shù)器如果設(shè)定初態(tài)，在每個脈沖的作用下是按順序變化的（態(tài)序）。二進(jìn)制計數(shù)器的每一狀態(tài)相當(dāng)一最小項，當(dāng)最后一個脈沖到來后，電路返回原狀態(tài)。74LS90功能表2.3譯碼器電路74LS138工作原理及管腳圖如下：當(dāng)一個選通端（G1）為高電平，另兩個選通端（/(G2A)和/(G2B)）為低電平時，可將地址端（A、B、C）的二進(jìn)制編碼在一個對應(yīng)的輸出端以低電平譯出。74LS138功能:利用G1、/(G2A)和/(G2B)可級聯(lián)擴(kuò)展成24線譯碼器；若外接一個反相器還可級聯(lián)擴(kuò)展成32線譯碼器。若將選通端中的一個作為數(shù)據(jù)輸入端時，74LS138還可作數(shù)據(jù)分配器.如下兩圖為二進(jìn)制譯碼器74LS138的管腳圖和功能表。2.4總電路設(shè)計根據(jù)以上各單元電路的分析，以及所有芯片功能的介紹，此次課程設(shè)計的八路彩燈循環(huán)電路的總電路設(shè)計原理圖如下圖所示：仿真3.1Multisim軟件的介紹Multisim是美國國家儀器（NI）有限公司推出的以Windows為基礎(chǔ)的仿真工具，適用于板級的模擬/數(shù)字電路板的設(shè)計工作。它包含了電路原理圖的圖形輸入、電路硬件描述語言輸入方式，具有豐富的仿真分析能力。工程師們可以使用Multisim交互式地搭建電路原理圖，并對電路進(jìn)行仿真。Multisim提煉了SPICE仿真的復(fù)雜內(nèi)容，這樣工程師無需懂得深入的SPICE技術(shù)就可以很快地進(jìn)行捕獲、仿真和分析新的設(shè)計，這也使其更適合電子學(xué)教育。通過Multisim和虛擬儀器技術(shù)，PCB設(shè)計工程師和電子學(xué)教育工作者可以完成從理論到原理圖捕獲與仿真再到原型設(shè)計和測試這樣一個完整的綜合設(shè)計流程。3.2EWB軟件的介紹EWB軟件，全稱為ELECTRONICSWORKBENCHEDA，是交互圖像技術(shù)有限公司在九十年代初推出的EDA軟件，用于模擬電路和數(shù)字電路的混合仿真，利用它可以直接從屏幕上看到各種電路的輸出波形。EWB是一款小巧，但是仿真功能十分強(qiáng)大的軟件。相對其它EDA軟件而言，它是個較小巧的軟件，只有16M，功能也比較單一，就是進(jìn)行模擬電路和數(shù)字電路的混合仿真，但你絕對不可小瞧它，它的仿真功能十分強(qiáng)大，可以幾乎100%地仿真出真實電路的結(jié)果，而且它在桌面上提供了萬用表、示波器、信號發(fā)生器、掃頻儀、邏輯分析儀、數(shù)字信號發(fā)生器、邏輯轉(zhuǎn)換器等工具，它的器件庫中則包含了許多大公司的晶體管元器件、集成電路和數(shù)字門電路芯片，器件庫中沒有的元器件，還可以由外部模塊導(dǎo)入，在眾多的電路仿真軟件中，EWB是最容易上手的，它的工作界面非常直觀，原理圖和各種工具都在同一個窗口內(nèi)，未接觸過它的人稍加學(xué)習(xí)就可以很熟練地使用該軟件，對于電子設(shè)計工作者來說，它是個極好的EDA工具，許多電路你無需動用烙鐵就可得知它的結(jié)果，而且若想更換元器件或改變元器件參數(shù)，只需點點鼠標(biāo)即可，它也可以作為電學(xué)知識的輔助教學(xué)軟件使用。3.3仿真步驟1.用虛擬器件在工作區(qū)建立電路；2.選定元件的模式、參數(shù)值和標(biāo)號；3.連接信號源等虛擬儀器；4.選擇分析功能和參數(shù)；5.激活電路進(jìn)行仿真；6.保存電路圖和仿真結(jié)果。3.4仿真結(jié)果通過觀察兩個仿真軟件的發(fā)光二極管可以發(fā)現(xiàn)，八路彩燈輸出顯示，并且彩燈的閃爍變化具有一定的規(guī)則，即彩燈按順序依次發(fā)光，從而達(dá)到了設(shè)計要求，完成了設(shè)計的任務(wù)?？偨Y(jié)一周的課程設(shè)計結(jié)束了，在這次的課程設(shè)計中不僅檢驗了我們所學(xué)習(xí)的知識，也培養(yǎng)了我們?nèi)绾稳グ盐找患虑?，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。在設(shè)計過程中，與同學(xué)分工設(shè)計，和同學(xué)們相互探討，相互學(xué)習(xí)，相互監(jiān)督。學(xué)會了合作，學(xué)會了運(yùn)籌帷幄，學(xué)會了寬容，學(xué)會了理解，也學(xué)會了做人與處世。課程設(shè)計是我們專業(yè)課程知識綜合應(yīng)用的實踐訓(xùn)練，是我們邁向社會，從事職業(yè)工作前一個必不少的過程?！扒Ю镏惺加谧阆隆?，通過這次課程設(shè)計，我們深深體會到這句千古名言的真正含義．我們今天認(rèn)真的進(jìn)行課程設(shè)計，學(xué)會腳踏實地邁開這一步，就是為明天能穩(wěn)健地在社會大潮中奔跑打下堅實的基礎(chǔ)。在這次設(shè)計過程中，體現(xiàn)出我們設(shè)計電路的能力以及綜合運(yùn)用知識的能力，體會了學(xué)以致用、突出勞動成果的喜悅心情，從中發(fā)現(xiàn)我們平時學(xué)習(xí)的不足和薄弱環(huán)節(jié)，從而加以彌補(bǔ)。參考文獻(xiàn)：1.閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ).北京：高等教育出版社，1989

2.張乃國.電子測量.北京：人民郵電出版社，19853.彭介華.電子技術(shù)課程設(shè)計指導(dǎo).北京：高等教育出版社，19974.華容茂.電工、電子技術(shù)實習(xí)與課程設(shè)計.北京：電子工業(yè)出版社，2000

附錄一電路原理圖附錄二元器件清單元器件名稱數(shù)量555定時器1個7490計數(shù)器1個74138譯碼器1個電