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1、精选优质文档-倾情为你奉上电子工艺与数字逻辑课程设计报告班 级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 撰写日期：2013.06.09肇庆学院计算机学院 软件学院专心-专注-专业目录第一章 课程设计内容与要求分析11 任务与要求用中规模集成电路设计并制作一个四路彩灯显示系统，要求如下：1、开机自动置入初始状态后即能按规定的程序进行循环显示。2、程序由三个节拍组成：第一节拍时，四路输出Q1Q4依次为1，使第一路彩灯先点亮，接着第二，第三，第四路彩灯点亮。第二节拍时，Q4Q1依次为0，使第四路彩灯先灭，然后使第三，第二，第一路彩灯灭。第三节拍时，Q1Q4输出同时为1态0.5秒，然后同时为0态0.5秒，使
2、四路彩灯同时点亮0.5秒然后同时灭0.5秒，共进行4次。每个节拍费时都为4秒，执行一次程序共需12秒3、用发光二极管显示彩灯系统的各节拍；4、功能扩展（自选）12设计要求1、设计思路清晰，给出整体设计框图；2、设计各单元电路，给出具体设计思路、电路器件；3、总电路设计；4、计算机仿真5、安装调试电路；6、写出设计报告；13主要设计条件提供直流稳压电源、示波器、 TTL集成电路芯片、电阻、电容及插接用面包板、导线若干。器件清单：555定时就器(1)，模十六计数器74LS163(1)， 与门74LS09(2)，与非门74LS20(1)，非门74LS04(2)，或门74LS32(5)。74LS194
3、双向移位寄存器(1)，发光二极管(4)，导线若干。第二章 设计总思路21基本原理 由设计要求出发可知彩灯的三个节拍可以用移位寄存器74LS194实现，通过控制S0和S1实现右移、左移和送数，通过控制CLR控制清零。第一节拍为1右移，第二节拍为0左移，第三节拍全亮为置数1，全灭为清零。由于程序循环一次要12秒，故需要一个12进制的计数器控制循环。第三节拍时要求1秒内全灭全亮各一次，故脉冲信号频率比先前两节拍时脉冲频率要快一倍，而且要以相同频率控制CLR。可以用一个16进制计数器产生脉冲号一路送到控制12进制的计数器，一路经逻辑电路送到移位寄存器。22框图移位计数器74LS19112进制循环控制器
4、多 谐 振 荡 器彩 灯 显 示 输 出16进制分频计数器第三章单元电路设计31时钟脉冲产生电路311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(1-1)控制74LS161模十六计数器电阻值和电容值可设为：R1=1K ， R2=20K ， C=0.01F由公式（1-1）计算得：T=0.287S312具体实现用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,控制74LS161模十六计数器，74LS161A输出2倍T的脉冲信号；B输出4倍T的脉冲信号，大约为1S。32 循环控制电路32112进制循环控制电路示意图(74L
5、S161由74163代替)322如果模N计数器的计数序列从最小0到最大数N-1，那么N是多余的，可用与非门检测N,当N出现时，与非门输出为低，用它控制清零端CR，将计数器清零。此处工作状态从00001011，检测1100（异步清零）。33彩灯花样输出电路331运用到74LS194功能表输 入输 出功 能/CRS1S0CPSLSRD0 D1 D2 D3Q0 Q1 Q2 Q300000清 零111d0d1d2d3d0d1d2d3送 数10111Q0nQ1nQ2n右 移1100Q1nQ2nQ3n0左 移332通过12进制计数器的输出端的C、D信号控制移位寄存器的S0和S1及其端真值表CLK时间节拍Q
6、DQCS0S1SRSL74LS194动作0脉冲B1第一节拍00101*右移112001023001034001045第二节拍0101*0左移05601016701017801018脉冲A9第三节拍1011*送清零9101110101011111011121113141215由上表由：CLR（*A+QD）进一步分析可知脉冲控制：（*A+QD）*+B第四章 总电路设计第五章 实验、调试及测试结果分析51结果的调试及分析（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
7、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，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52调试中出现的故障、原因及排除方法521彩灯只有一种花样变化，没有其它的花样：可能是移位计数器的S0，S1端控制出现问题，应该检查循环控制逻辑电路。还可能是12进制循环控制计数器没正常工作，检查是否正确接线，芯片是否功能完好。特别注意不能把非门的输入与输出接反了。522彩灯无规律变化：原因可能是12进制循环控制电路不能产生符合要求的控制码，检查模十六计数器的CP脉冲是否稳定，看74LS161是否能计数，即QA、QB、QC、QD是否周期性的高低电平变化，前面没问题，再检查与非
8、门74LS和非门74LS04是否能实现它们逻辑功能。523彩灯的四种花样都有，但一次循环结束到另一次循环开始中间有段时间彩灯不亮：原因可能是控制循环的进制计数器没有真确接线，实际控制循环的进制大于进制，导致有放空时间。应该检查是否正常工作，确保能实现进制计数。第六章 课程设计总结通过四路彩灯电路的设计，我发现自己对芯片的功能还是不太了解，虽然在此之前我已经学习过了模拟电子技术基础和数字电子技术基础这两门课。于是我认真地重新查了一遍相关芯片的知识，特别是各种芯片的引脚问题，最后选择合适的芯片设计了四路彩灯的设计图，并在EWB5.2上通过了仿真。在仿真过程中连线出了些问题，因为不够认真，结点处出现
9、连接搭错线的错误，最后不得不重新检查电路。其次是电路的实物连接，线路连接比画图更复杂些，因为线路比较多，出错后更不好检查，所以在连接前先要检查芯片、导线等。在连接的时候也要非常的细心，而且要有耐心，还要按一定的顺序连线，那样方便记忆，不至于因为不必要的重复接线而出错。整个电路中只要接错一根重要的线，就很可能前功尽弃了。因此，要学会耐心细致的做一件事，不要毛躁，不要粗心。最后，我要感谢学校给我们这样的实践机会，也感谢老师在此当中对我们的耐心教导。总之，这次设计，让我意识到在实践中要特别小心谨慎地对待没一样东西，只有那样才可以避免不必要的物质和时间的浪费，争取获得最大化的效益。参考文献电子技术基础-电路与模拟电子-清华大学出版社 赵辉主编电子技术基础（数字部分 第五版）-高等教育出版社 康华光主编附录电路连接实物图