畢業設計畢業論文彩燈循環控制器電路的設計畢業設計-全文預覽

　　

【正文】 Q6~1PR41K2~1CLR151J31CLK121112U874LS194NA3B4C5D6SL7QA15QB14QC13QD12SR2~CLR1S09S110CLK11U11A7420NR51kΩVCC5VR680ΩLED1LED2LED3LED4LED5LED6LED7LED8220VCC320171613614828291902523C560uF240U4A7405NU574160NQA14QB13QC12QD11RCO15A3B4C5D6ENP7ENT10~LOAD9~CLR1CLK234VCC5715260VCC5VVCC2721313020 圖 313 系統電路 19 結束語 畢業設計是對我在學校期間所得到的知識積淀的一次檢驗，同時對于我而言，也是一次較大的挑戰，通過畢業設計我學到了很多新的知識，很多以前在課本上無法學到的技巧。指導老師的嚴謹治學態度、淵博的知識、無私的奉獻精神使我深受的啟迪。在此我向所有幫助過我的老師及同學表示感謝，最后也感謝我的父母，正是他們對我一如既往的支持，才有我的今天。 “紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行 ”，由此看來實踐的重要，通過幾個月的努力，學到了很多的東西，最重要的是我自己動手把我學習的知識用于實踐，做出成功的作品，這才算真正學習到了東西。 作為一個初學者，從想法的產生，到想法理論上的可行性，以及到最后的設計完成，雖然過程很坎坷，但我都堅持過來了，設計的完成讓我興奮不已，它給予了我信心，我以后會繼續努力。 R680ΩLE D 1 LE D 2 LE D 3 LE D 4 LE D 5 LE D 6 LE D 7 LE D 8320 圖 312 光源電路的設計 系統總電路 各單元電路的設計與仿真完成后 ， 最后連接各單元電路 ， 系統總體電路如圖 313所示 。雙擊邏輯分析儀 圖標得到如圖 311所示的結果 ， 從圖中可以看到彩燈循環的整個過 程 ，00000000→10001000→11001100→11101110→11111111→00000000→00010001→00110011→01110111→11111111→00000000，從波形圖上我們還可以看到信號在輸入脈沖的作用下，波形變化的速度快慢自動調節。 JK 觸發器 74LS112和與非門 7420構成方向控制電路，通過 74LS194的控制端 S S0，控制兩片移位寄存器交替轉換為左移和右移工作方式 ， 當右移串行輸入端 SR 和左移串行輸入端 SL 都固定輸入高點平 “1”時，輸出端 QA、 QB、 QC 和 QD 在連續脈沖的作用下依次左移或右移。 15 圖 38 數據選擇電路的仿真 同向遞增控制電路的設計 用兩片雙向移位寄存器 74LS19一片 JK 觸發器和一個與非門構成 4路彩燈循環控制器，如圖 310。 當數據選擇器的地址輸入端有信號輸入時，根據輸入的信號選擇相應的輸出信號。數據選擇電路的電路圖如圖 38。雙擊示波器的圖標得到如圖 36 13 所示的結果 ， 從圖中 可以看到震蕩電路的周期為 ， 和理論值 T4基本一致。 我們這里只取 QA 的 14腳 、 QB 的 13腳 、 QC 的 12腳的值，計數由 0000→0001→0010→0011→0100當輸出端 QC 的 12腳變為高電平時，置 0輸入端 ?CLR 就會接到一個復位信號，使輸出端 QA、 QB、 QC、 QD 全部變為低電平。 74160具有異步清零和同步置數的功能，我們用異步置 0法獲得 4位的地址輸出信號。從圖 34中可以看出二進制計數器具有分頻器功能，輸出信號 QA、 QB、QC、 QD 的頻率分別是輸入脈沖頻率的 21 、 41 、 81 、 161 ，也即能夠實現對輸入脈沖的 16分頻。同時，進位端 RC0就輸出一個進位脈沖，作為下一級計數的時鐘信號。 電容 C1的充電時間 : T1=(R1+R2)C1= (31) 電容 C1的放電時間 : T2=R2C1= (32) 故電路 振 蕩周期為 : T3=(R1+2R2)C1= (33) 由圖 32仿真電路的波形圖知，產生矩形脈沖的周期為 ,與理論分析的數值基本一致。同時集成塊內部的放電管截止， 7腳被懸 空，電源又通過 R R2向 C1充電，使 6腳和 2腳的電壓不斷提高 ， 如此反復 形成振蕩 ， 輸出矩形波 ， 為計數器提供脈沖源。同時，由于電源經電阻 R1和 R2向 C1充電，電路進入一個暫穩態，并隨著電容 C1的充電，使 6腳和 2腳的電壓不斷提高。 表 25 74LS112功能表 輸入 輸出 ～ 1PR ～ CLR 1CLK 1J 1K 1Q ～ 1Q 0 1 1 0 1 0 0 1 0 0 不定 不定 1 1 ↓ 0 0 Q0 ～ Q0 1 1 ↓ 0 1 0 1 1 1 ↓ 1 0 1 0 1 1 ↓ 1 1 ～ Q0 Q0 9 3 電路設計與仿真 分頻電路的設計和仿真 分頻電路是由一塊 555定時器和一塊 4位同步二進制計數器 74LS161構成的，能實現對輸入脈沖的 16分頻。 (3)保持：取～ CLR=1， ～ 1PR=1，如 1J=1K=0時 ， 觸發器保持原來的狀態不變，即使在 CP 下降沿作用下，電路狀態也不會改變。 表 24 74HC153真值表 7 輸入 輸出 B A ?1G 1C0 1C1 1C2 1C3 1Y 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 0 1 0 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 JK 觸發器 74LS112 74LS112是由兩個獨立的下降沿觸發的 JK 觸發器，具有異步清 0、 異步置位的功能，對應的邏輯符號如圖 25。通過給定不同的地址代碼 (即 A， B 的狀態 )，即可從 4個輸入數據中選出所要的一個，并送至輸出端 Y。 ?CLR 是 74LS194的清零輸入端 ， 清零是異步清零； A?D 為 4個數據并行置入端； SL、SR 分別是左移和右移串行輸入端。 當 S1S0＝ 00時：寄存器保持原來狀態。圖 23為 74LS194的邏輯符號。 表 22是 74LS161的功能表，它給出了當 ENP、 ENT 為不同取值時電路的工作狀態。在上升沿出現時，將 A、 B、 C、D 的值分別置入 QA、 QB、 QC、 QD 中。 74LS161是具有異步清零功能的，可預置數的 4位同步二進制計數器。此時，不管 2腳、 6腳為何電位，均不能改變這種狀態。當觸 發信號加到 6腳時，且電位高于 32 VCC 時，此時若 2腳電平高于 31 VCC 時， 3腳輸出低電平。 時 分 產 生 器 1分 頻 電 路時 分 產 生 器 2 地 址 產 生 器同向遞增控制電路數據選擇器光源電路 圖 11 系統框圖 硬件選擇 555定時器 3 555定時器是一種多用途的數字 ——模擬集成電路，利 用它能極方便地構成 ， 施密特觸發器、單穩態觸發器和多諧振蕩器， 555定時器的邏輯符號如圖 21。同步十進制計數器 74160接成四進制計數器，以第二片 555定時器輸出的時鐘信號為 CP 脈沖，生成自動加 1且循環變化的地址信號。 (3)該控制 器 電路具有 4路輸出。 2 2 系統設計 系統功能 本設計采用雙向移位寄存器 74LS194， 作為 控制 彩燈循環的主要器件 。 Multisim10提供了從分立元件到集成元件 ， 從無源器件到有源器件 ， 從模擬器件到數字器件甚至高頻類元器件及機電類元器件龐大的元器件庫 ， 并且提供了功能強大、設備齊全的虛擬儀器和能滿足各種分析需求的分析方法。 而在彩 燈的控制方面，經查閱相關資料知，國內外現今彩燈控制主要有以下 方法：采用單片機和 DSP 控制，單片機和 DSP 在通信，信號處理，自動化等諸多領