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1、XXXX 大學 数字电路设计报告书 题目：多路彩灯控制器 系部名称：计算机系 学 生：一帆 专业名称：计算机科学与技术 班 级：计科 xxxx 班（XX）实习时间：05年5月30至05年6月10日 多路彩灯控制器的设计 实验目的 1 进一步掌握数字电路课程所学的理论知识。2熟悉几种常用集成数字芯片，并掌握其工作原理，进一步学会使用其进 行电路设计。3了解数字系统设计的基本思想和方法，学会科学分析和解决问题。4.培养认真严谨的工作作风和实事求是的工作态度。二设计题目与思路 本次数字电路课程设计我选择的题目是“多路彩灯控制器”这个系统的主要功能是：1.自动控制多路彩灯按预设的花型进行变换；2.花型
2、种类不少于三种，花型自拟；3.分别用快慢两种节拍实现花型变换。4.选作：用单片机实现，要求同上；用可编辑逻辑器件实现，要求同上。三使用元件 1.设计所需的元件:74LS161（四位二进制同步计数器）-2 个；74LS194（移位寄存器）-3 个；74LS139（双二线一一四线译码器）-1 个；74LS74（双 D触发器）-1 个；74LS20（双四输入与非门）-1 个；74LS04（六非门）-1 个；发光二极管-8 个；555 -1 个；电容：4.7卩f -1 个；0.01 卩 f -1个；电 阻:150k Q -1 个；4.7k Q -1 个；270 Q -1 个；实验板一个;万用表一个;导
3、线若干；实习时间年月至年月日多路彩灯控制器的设计实验目的进一步掌握数字电路课程所学的理论知识熟悉几种常用集成数字芯片并掌握其工作原理进一步学会使用其进行电路设计了解数字系统设计的基本思想和方法学会科学分析和解决路彩灯控制器这个系统的主要功能是自动控制多路彩灯按预设的花型进行变换花型种类不少于三种花型自拟分别用快慢两种节拍实现花型变换选作用单片机实现要求同上用可编辑逻辑器件实现要求同上三使用元件移位寄存器设计所实验板一个万用表一个导线若干个个个个个个个个个个个个个工具镊子钳子各一个四总体方案的设计与选择总体方案的设计拿到题目后经过分析问题及初步的整体思考拟定以下二种方案方案一总体电路共分三大块第
4、一块实现花型的2.工具：镊子，钳子各一个。四总体方案的设计与选择 1.总体方案的设计 拿到题目后，经过分析问题及初步的整体思考，拟定以下二种方案:方案一：总体电路共分三大块。第一块实现花型的演示；第二块实现花型的 控制及节拍控制；第三块实现时钟信号的产生。主体框图如下：2总体方案的选择 方案一与方案二最大的不同就在，前者将花型控制与节拍控制两种功能融合在一 起，是考虑到只要计数器就可以实现其全部功能的原因，且原理相对简单。如此 实习时间年月至年月日多路彩灯控制器的设计实验目的进一步掌握数字电路课程所学的理论知识熟悉几种常用集成数字芯片并掌握其工作原理进一步学会使用其进行电路设计了解数字系统设计
5、的基本思想和方法学会科学分析和解决路彩灯控制器这个系统的主要功能是自动控制多路彩灯按预设的花型进行变换花型种类不少于三种花型自拟分别用快慢两种节拍实现花型变换选作用单片机实现要求同上用可编辑逻辑器件实现要求同上三使用元件移位寄存器设计所实验板一个万用表一个导线若干个个个个个个个个个个个个个工具镊子钳子各一个四总体方案的设计与选择总体方案的设计拿到题目后经过分析问题及初步的整体思考拟定以下二种方案方案一总体电路共分三大块第一块实现花型的设计，其优点在于：设计思想比较简单。元件种类使用少，且都较熟悉易于组装实习时间年月至年月日多路彩灯控制器的设计实验目的进一步掌握数字电路课程所学的理论知识熟悉几种
6、常用集成数字芯片并掌握其工作原理进一步学会使用其进行电路设计了解数字系统设计的基本思想和方法学会科学分析和解决路彩灯控制器这个系统的主要功能是自动控制多路彩灯按预设的花型进行变换花型种类不少于三种花型自拟分别用快慢两种节拍实现花型变换选作用单片机实现要求同上用可编辑逻辑器件实现要求同上三使用元件移位寄存器设计所实验板一个万用表一个导线若干个个个个个个个个个个个个个工具镊子钳子各一个四总体方案的设计与选择总体方案的设计拿到题目后经过分析问题及初步的整体思考拟定以下二种方案方案一总体电路共分三大块第一块实现花型的 电路。缺点则是：中间单元电路连线过于繁多，容易出错。且可能出现线与关系。要避免这些，
7、则势必造成门电路使用过多。导致电路不稳定，抗干扰能力下降。而后者则将以上两种功能分开设计，各单元电路只实现一种功能。其优点在于：电路设计模块化，易于检查电路，对后面的电路组装及电路调试带来方便。缺点 则是：节拍控制电路采用可编辑逻辑电路，原理相对复杂，不易理解。花型控制 电路简单，花型也比较简单。基于以上原因，加上为了确保短时间完成课程设计，我选择了连线少，易于组装 和调试的方案二。五单元电路的设计 1 花型演示电路 由二片移位寄存器 194级联实现。其八个输出信号端连接八个发光二极管，用其输出信号控制发光二级管的亮灭实现花型演示。下：如.图：路 Qtvr ii 如 誥cssaso 夕R L迎
8、 CSE74L4 2 花型控制信号电路 SR 口 BtJDQC 仙 CLK?S1 SO is 11 由二片 161级联的模 22（三种花型节拍总数）计数器加 D触发器实现。将其 几个输出信号加上适当门电路产生三种花型所需的输入信号 并将计数器的重置（计数器用置数法设计）信号通过 D触发器（确保每个状态保持 22拍）反馈到 节拍控制电路 16 15 ua_ 丄 1L 亠 7430 D 1 ID 2 7474 亠 3 VCC LD 1FW ua L 迎 2fi W 瓯 2 JL in 3 节拍控制电路 电 路 图 如 下 2Da;MC2B2A2Y 吗CvcRCb Q EKW FLy阳咼 p 3 1
9、 1 商VCC URCO A QA B QE C X D QD EbPEMT W LCWF 亠 12 丄 实习时间年月至年月日多路彩灯控制器的设计实验目的进一步掌握数字电路课程所学的理论知识熟悉几种常用集成数字芯片并掌握其工作原理进一步学会使用其进行电路设计了解数字系统设计的基本思想和方法学会科学分析和解决路彩灯控制器这个系统的主要功能是自动控制多路彩灯按预设的花型进行变换花型种类不少于三种花型自拟分别用快慢两种节拍实现花型变换选作用单片机实现要求同上用可编辑逻辑器件实现要求同上三使用元件移位寄存器设计所实验板一个万用表一个导线若干个个个个个个个个个个个个个工具镊子钳子各一个四总体方案的设计与
10、选择总体方案的设计拿到题目后经过分析问题及初步的整体思考拟定以下二种方案方案一总体电路共分三大块第一块实现花型的 VCC 任 1Y1 欲 1Y 1Y3 做 ME&Y3 7414 15 i 10 m lr 由一片 139和一片 194级联实现。将上一单元电路的反馈信号作为 139的地 址端，从而改变 194的工作状态，整体上实现脉冲频率的变换，即交替产生快慢 节拍。电路图如下：4 74U?SABCD G VCC 貽 GC C!D CL 閑 so 实习时间年月至年月日多路彩灯控制器的设计实验目的进一步掌握数字电路课程所学的理论知识熟悉几种常用集成数字芯片并掌握其工作原理进一步学会使用其进行电路设计
11、了解数字系统设计的基本思想和方法学会科学分析和解决路彩灯控制器这个系统的主要功能是自动控制多路彩灯按预设的花型进行变换花型种类不少于三种花型自拟分别用快慢两种节拍实现花型变换选作用单片机实现要求同上用可编辑逻辑器件实现要求同上三使用元件移位寄存器设计所实验板一个万用表一个导线若干个个个个个个个个个个个个个工具镊子钳子各一个四总体方案的设计与选择总体方案的设计拿到题目后经过分析问题及初步的整体思考拟定以下二种方案方案一总体电路共分三大块第一块实现花型的4 时钟信号电路 由一片 555加上适当电容及电阻实现 电容取：4.7卩 f 0.01 卩 f 电阻取：150 k Q 4.7 k Q 时钟信号频
12、率为：f=1/T=1/0.7(R1+R2)c=1hz 电路图如下：六总体电路图(见附页)七 电路组装、调试过程中遇到的问题及解决办法 在电路组装过程中，遇到的最大问题是，起初考虑不周全，芯片分布不够合理，出现了许多“特长线”。不但影响布线速度，而且也会给后来的调试带来不必要 的麻烦。当时已经布线不少，不可能重新开始，再三权衡，最后只移动了一个芯 片，问题就得到了很大改善。其次就是布线，因为要求不准交叉，且横平竖直，所以在保证连通的情况下，在布线上也下了不少工夫。调试过程中，第一轮用万用表欧姆档测试，就遇了实验板上有插孔不通的情况，导致芯片不能正常工作。相对于别的办法，我选择了导线显式连通，因为
13、其更明 晰，更易实现。对于高阻导线则只能换掉。第二轮接电后，用万用表的电压档测 试单元电路的状态。女口：时钟信号电路的信号是否正常产生，控制信号电路中的 计数器能否正常计数，D触发器能否每 22拍翻转一次最后在整体上测试一 遍。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。在排除其 它可能的情况下，我仔细检查各端子的连接情况，发现清“0”端在清“0”后悬 空了。将其插到电源正极后，发现问题解决了。八分析与心得 课程设计刚开始，拿着选定的题目不知如何入手。毕竟课程设计不同于实验课，电路图都要自己设计。静下心来，仔细分析题目，再加上指导老师的说明与提示，心中才有了谱。将整个系统根据
14、不同的功能化分成模块，再分别进行设计，逐个 攻破，最后再将其整合即可。在设计过程中，既有用过的芯片，又有没用过的，只能自己查表，分析功能。即 学即用。最后调试阶段，哪怕一个小小的错误也会使结果出不来。只好一条线一 条线地查，一个孔一个孔地测。结果终于出来了，又发现有的地方还应改进。如 快慢节拍不是很明显，花型比较简单，且 555产生的时钟信号频率太小等等。通过这次课程设计，使我受益颇多。既巩固了课堂上学到的理论知识，又掌握了 常用集成电路芯片的使用。在此基础上学习了数字系统设计的基本思想和方法，学会了科学地分析实际问题，通过查资料、分析资料及请教老师和同学等多种途 径，独立解决问题。同时，也培
15、养了我认真严谨的工作作风。计科 XXXX 班 XX号一帆 I K.i ru 实习时间年月至年月日多路彩灯控制器的设计实验目的进一步掌握数字电路课程所学的理论知识熟悉几种常用集成数字芯片并掌握其工作原理进一步学会使用其进行电路设计了解数字系统设计的基本思想和方法学会科学分析和解决路彩灯控制器这个系统的主要功能是自动控制多路彩灯按预设的花型进行变换花型种类不少于三种花型自拟分别用快慢两种节拍实现花型变换选作用单片机实现要求同上用可编辑逻辑器件实现要求同上三使用元件移位寄存器设计所实验板一个万用表一个导线若干个个个个个个个个个个个个个工具镊子钳子各一个四总体方案的设计与选择总体方案的设计拿到题目后经
16、过分析问题及初步的整体思考拟定以下二种方案方案一总体电路共分三大块第一块实现花型的2005/6/6 Wv 1 I v-sl74139 2 t CD M G EDCBA 召 ENT l OAQ 74GA i G CAD QB A 啊 C 百 L 玉 O 潍 KDCB AC A fc-fS g EDCBT g T D C B T?c 忙 15 a LT LrD CLT 5L 昌ns WvO -Wv*O AVv-O 1GLR sn ErllCLK YE 2口 1PRTrlsCL 枣 snJ召耳 恳-Wv*o-WvK-Wv*Q 实习时间年月至年月日多路彩灯控制器的设计实验目的进一步掌握数字电路课程所学
17、的理论知识熟悉几种常用集成数字芯片并掌握其工作原理进一步学会使用其进行电路设计了解数字系统设计的基本思想和方法学会科学分析和解决路彩灯控制器这个系统的主要功能是自动控制多路彩灯按预设的花型进行变换花型种类不少于三种花型自拟分别用快慢两种节拍实现花型变换选作用单片机实现要求同上用可编辑逻辑器件实现要求同上三使用元件移位寄存器设计所实验板一个万用表一个导线若干个个个个个个个个个个个个个工具镊子钳子各一个四总体方案的设计与选择总体方案的设计拿到题目后经过分析问题及初步的整体思考拟定以下二种方案方案一总体电路共分三大块第一块实现花型的 实习时间年月至年月日多路彩灯控制器的设计实验目的进一步掌握数字电路
18、课程所学的理论知识熟悉几种常用集成数字芯片并掌握其工作原理进一步学会使用其进行电路设计了解数字系统设计的基本思想和方法学会科学分析和解决路彩灯控制器这个系统的主要功能是自动控制多路彩灯按预设的花型进行变换花型种类不少于三种花型自拟分别用快慢两种节拍实现花型变换选作用单片机实现要求同上用可编辑逻辑器件实现要求同上三使用元件移位寄存器设计所实验板一个万用表一个导线若干个个个个个个个个个个个个个工具镊子钳子各一个四总体方案的设计与选择总体方案的设计拿到题目后经过分析问题及初步的整体思考拟定以下二种方案方案一总体电路共分三大块第一块实现花型的XXXX 大学计算机系电子设计过程考核表 学生 一 帆 班级
19、/学号 计科 xxxx 班/xx 实习单位 实验中心 所在部门 3#-520 课程设计时间 05年 5月 30日一 05年 6月 10日 具体实习容 第一周 选择课程设计题目，认真分析所选题目（多路彩灯控制器）的 功能,再结合实验室提供的器材，设计原电路图，确定可以实 现要求功能后，经老师检查，签字通过后，领取实验器材，开始 组装电路 第二周 组装完成后，进入调试阶段电路能实现预定的功能时，调试 完成，经由指导指导老师验收合格后，可针对原电路图中的不 足地方做了一些改进设计，或如数归还器材后，开始写实习报 告 O O O O O。指导师傅（教师）职务或职称 指导师傅（教师）对学生的评价 实习态
20、度 认真 一般 口不认真 实习纪律 全勤 口 偶尔缺勤 口 经常缺勤 实践能力 很强 一般 较差 指导师傅（教师）对学 生专业知识与社会实践 能力相结合情况的建议 指导师傅（教师）签字 年 月 日 实习时间年月至年月日多路彩灯控制器的设计实验目的进一步掌握数字电路课程所学的理论知识熟悉几种常用集成数字芯片并掌握其工作原理进一步学会使用其进行电路设计了解数字系统设计的基本思想和方法学会科学分析和解决路彩灯控制器这个系统的主要功能是自动控制多路彩灯按预设的花型进行变换花型种类不少于三种花型自拟分别用快慢两种节拍实现花型变换选作用单片机实现要求同上用可编辑逻辑器件实现要求同上三使用元件移位寄存器设计
21、所实验板一个万用表一个导线若干个个个个个个个个个个个个个工具镊子钳子各一个四总体方案的设计与选择总体方案的设计拿到题目后经过分析问题及初步的整体思考拟定以下二种方案方案一总体电路共分三大块第一块实现花型的XXXX 大学计算机系电子设计成绩鉴定表 学生 一帆 班级/学号计科 XXXX 班/XX 实习时间 05年 5 月 30 日一 05 年 6 月 10 日 实习成绩鉴定 实习容（20 分）与毕业设计结合程度（10分）与专业结合程度（6分）其它（4 分）实习单位 评价（20 分）实践能力（10分）实习态度（6 分）实习纪律（4 分）实习报告 鉴定（60 分）报告容与实习单位资料紧密结合，且资料详
22、实（8 分）报告容与毕业设计容紧密结合（8 分）其它容（4分）报告质量（主题、结构、观点、逻辑、资料、字数 40 分）实习时间年月至年月日多路彩灯控制器的设计实验目的进一步掌握数字电路课程所学的理论知识熟悉几种常用集成数字芯片并掌握其工作原理进一步学会使用其进行电路设计了解数字系统设计的基本思想和方法学会科学分析和解决路彩灯控制器这个系统的主要功能是自动控制多路彩灯按预设的花型进行变换花型种类不少于三种花型自拟分别用快慢两种节拍实现花型变换选作用单片机实现要求同上用可编辑逻辑器件实现要求同上三使用元件移位寄存器设计所实验板一个万用表一个导线若干个个个个个个个个个个个个个工具镊子钳子各一个四总体
23、方案的设计与选择总体方案的设计拿到题目后经过分析问题及初步的整体思考拟定以下二种方案方案一总体电路共分三大块第一块实现花型的评阅教师 职称 实习成绩 实习时间年月至年月日多路彩灯控制器的设计实验目的进一步掌握数字电路课程所学的理论知识熟悉几种常用集成数字芯片并掌握其工作原理进一步学会使用其进行电路设计了解数字系统设计的基本思想和方法学会科学分析和解决路彩灯控制器这个系统的主要功能是自动控制多路彩灯按预设的花型进行变换花型种类不少于三种花型自拟分别用快慢两种节拍实现花型变换选作用单片机实现要求同上用可编辑逻辑器件实现要求同上三使用元件移位寄存器设计所实验板一个万用表一个导线若干个个个个个个个个个
24、个个个个工具镊子钳子各一个四总体方案的设计与选择总体方案的设计拿到题目后经过分析问题及初步的整体思考拟定以下二种方案方案一总体电路共分三大块第一块实现花型的评语 评阅教师签字 年 月 日 实习时间年月至年月日多路彩灯控制器的设计实验目的进一步掌握数字电路课程所学的理论知识熟悉几种常用集成数字芯片并掌握其工作原理进一步学会使用其进行电路设计了解数字系统设计的基本思想和方法学会科学分析和解决路彩灯控制器这个系统的主要功能是自动控制多路彩灯按预设的花型进行变换花型种类不少于三种花型自拟分别用快慢两种节拍实现花型变换选作用单片机实现要求同上用可编辑逻辑器件实现要求同上三使用元件移位寄存器设计所实验板一个万用表一个导线若干个个个个个个个个个个个个个工具镊子钳子各一个四总体方案的设计与选择总体方案的设计拿到题目后经过分析问题及初步的整体思考拟定以下二种方案方案一总体电路共分三大块第一块实现花型的