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1、課 程 設(shè) 計 說 明 書課程名稱： 數(shù)字電子技術(shù) 設(shè)計題目： 循環(huán)彩燈 院 系： 學(xué)生姓名： 學(xué) 號： 專業(yè)班級： 指導(dǎo)教師： 年月日課 程 設(shè) 計 任 務(wù) 書設(shè)計題目循環(huán)彩燈學(xué)生姓名宋承諭所在院系電子信息與電氣工程系專業(yè)、年級、班2008級自動化2班設(shè)計要求：1. 設(shè)計制作一個循環(huán)彩燈電路；2. 彩燈數(shù)量為8個，8個彩燈依次閃爍，彩燈亮燈時間為1秒；3. 循環(huán)一次后，8個彩燈同時閃爍一次，時間為1秒，然后開始下一個循環(huán)。學(xué)生應(yīng)完成的工作：設(shè)計循環(huán)彩燈的工作原理，并利用Multisim軟件進行電路仿真。利用DXP 軟件繪制電路原理圖，并設(shè)計制作電路的PCB板。根據(jù)設(shè)計原理對電路進行安裝、調(diào)試

2、，完成課程設(shè)計工作，并提交課程設(shè)計報告。參考文獻閱讀：1童詩白.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)M.北京：高等教育出版社，2005. 2臧春華.電子線路設(shè)計與應(yīng)用M.北京:高等教育出版社,2005.3邱關(guān)源 羅先覺.電路（第五版）M.北京：高等教育出版社，2006.4閻 石.數(shù)字電子技術(shù)（第五版）M.北京：高等教育出版社，2005.5張陽天 韓異凡Protel DXP電路設(shè)計M.北京：高等教育出版社，2005.工作計劃： 5月17號19號完成原理圖的設(shè)計；5月20號23號進行PCB設(shè)計；5月24號26號制作PCB板；5月27號28號電路板安裝與調(diào)試，提交課程設(shè)計報告。任務(wù)下達日期： 2010 年 5 月 17

3、 日任務(wù)完成日期： 2010 年 5 月 28 日指導(dǎo)教師（簽名）： 學(xué)生（簽名）： 四人搶答器摘 要：本次課程設(shè)計是利用數(shù)字電子技術(shù)知識設(shè)計一個循環(huán)彩燈，設(shè)計該循環(huán)彩燈采用的主要元器件有譯碼器74LS138、十進制計數(shù)器74LS192、555組成的多諧振蕩器，二輸入四與非門74LS08。該循環(huán)彩燈的彩燈數(shù)量為8個，8個彩燈依次閃爍，彩燈亮燈時間為1秒，循環(huán)一次后，8個彩燈同時閃爍一次，時間為1秒，然后開始下一個循環(huán)。1秒脈沖由555組成的多諧振蕩器產(chǎn)生。關(guān)鍵詞： 555計時器；74LS192N；芯片；74LS138N；發(fā)光二極管 目 錄1.設(shè)計背景 11.1了解數(shù)字電路系統(tǒng)的定義及組成11.

4、2掌握時鐘電路的作用及基本構(gòu)成12.設(shè)計方案12.1任務(wù)分析12.2方案論證13.方案實施 23.1原理圖設(shè)計23.2電路仿真33.3 PCB制作 33.4 安裝與調(diào)試 34.結(jié)果與結(jié)論35.收獲與致謝46.參考文獻47.附件 47.1電路原理圖47.2 PCB布線圖 57.3元器件清單51. 設(shè)計背景1.1了解數(shù)字電路系統(tǒng)的定義及組成數(shù)字電路系統(tǒng)一般包括輸入電路、控制電路、輸出電路、時鐘電路和電源等。輸入電路主要作用是將被控信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，其形式包括各種輸入接口電路。比如數(shù)字頻率計中，通過輸入電路對微弱信號進行放大、整形，得到數(shù)字電路可以處理的數(shù)字信號。模擬信號則需要通過模數(shù)轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換

5、成數(shù)字信號再進行處理。在設(shè)計輸入電路時，必須首先了解輸入信號的性質(zhì)，接口的條件，以設(shè)計合適的輸入接口電路1.2掌握時鐘電路的作用及基本構(gòu)成時鐘電路是數(shù)字電路系統(tǒng)中的靈魂，它屬于一種控制電路，整個系統(tǒng)都在它的控制下按一定的規(guī)律工作。時鐘電路包括主時鐘振蕩電路及經(jīng)分頻后形成各種時鐘脈沖的電路。比如多路可編程控制器中的 555 多諧振蕩電路，數(shù)字頻率計中的基準時間形成電路等都屬于時鐘電路。設(shè)計時鐘電路，應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的要求首先確定主時鐘的頻率，并注意與其他控制信號結(jié)合產(chǎn)生系統(tǒng)所需的各種時鐘脈沖。2. 設(shè)計方案2.1任務(wù)分析任務(wù)要求設(shè)計一個循環(huán)彩燈，彩燈數(shù)量為8個，8個彩燈依次閃爍，彩燈亮燈時間為1秒；循

6、環(huán)一次后，8個彩燈同時閃爍一次，時間為1秒，然后開始下一個循環(huán)。為實現(xiàn)1秒的閃爍時間，選用555定時器產(chǎn)生一秒的矩形波；選用十進制計數(shù)器74LS192N和數(shù)據(jù)選擇器74LS138N適當?shù)倪B接實現(xiàn)8個彩燈的依次閃爍和全滅全亮。2.2方案論證利用555定時器接成多諧振蕩器產(chǎn)生一秒脈沖，將脈沖接到十進制計數(shù)器74LS192上，再將74LS192的A、B、C 3個輸出端分別接到數(shù)據(jù)選擇器74LS138的3個輸入端上，74LS192的輸出端D接74LS138的使能端S2 、S3上，74LS138的8個輸出端與74LS192的進位信號分別相與后接8個發(fā)光二極管。74LS192計數(shù)07時分別控制8個發(fā)光二極

7、管分別完成一次一秒的閃爍，當74LS192計數(shù)8、9時控制8個放光二極管的全滅與全亮。然后開始下一個循環(huán)。3. 方案實施3.1原理圖設(shè)計555定時器是一種模擬電路和數(shù)字電路相結(jié)合的中規(guī)模集成器件，它性能優(yōu)良，適用范圍很廣，外加少量的電阻元件及電容元件就可很方便的組成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多諧振蕩器。本實驗用555定時器接成多諧振蕩器，利用其振蕩周期公式選擇用兩個47K電阻及一個10uf和一個10nf電容，按右圖所示接法，使之產(chǎn)生1秒的矩形脈沖。555定時器產(chǎn)生的一秒矩形脈沖波形如下圖：用計數(shù)器74LS192的A、B、C 3個輸出端分別接到數(shù)據(jù)選擇器74LS138的3個輸入端上，74LS192的輸出端D

8、接74LS138的使能端G2A 、G2B上，74LS138的8個輸出端與74LS192的進位信號分別相與后接8個發(fā)光二極管。74LS192計數(shù)07時分別控制8個發(fā)光二極管分別完成一次一秒的閃爍，當74LS192計數(shù)8、9時控制8個放光二極管的全滅與全亮。然后開始下一個循環(huán)。74LS192與74LS138接法如下圖： .3.2電路仿真在各單元電路設(shè)計的基礎(chǔ)上，用Multisim軟件把各單元電路連接起來，畫出符合軟件要求的系統(tǒng)整體邏輯電路圖。系統(tǒng)整體電路設(shè)計完成后，對系統(tǒng)整體進行仿真，驗證設(shè)計的正確性，根據(jù)運行結(jié)果進行修正，直到運行出正確結(jié)果，電路仿真完成。3.3 PCB制作電路圖在Multisi

9、m上仿真出現(xiàn)正確結(jié)果后，在DXP上按電路圖繪出原理圖，原理圖繪制成功后，根據(jù)老師提供的器件類型，逐個檢查原理圖中每個元器件的封裝是否符合要求，對于不符合要求的封裝要進行更正，更正完成后原理圖經(jīng)編譯沒有錯誤后導(dǎo)入PCB生成PCB圖。然后根據(jù)器件之間的關(guān)系對器件進行合理布局，本著盡量將線布在PCB板底層及可以適當跳線的原則對生成的PCB圖采取手工布線。布線的時候電源線和接地線要選擇0.8mm，從在兩孔中間通過的線選擇0.3mm，其他的線選擇0.5mm。布線完成后請老師審查是否合格，不合格的藥繼續(xù)更正。合格后在老師的幫助下進行制板。3.4 安裝與調(diào)試PCB板制作完成后開始鉆孔，在指導(dǎo)老師處領(lǐng)完所需器

10、件后開始安裝器件，安裝完成后進行焊接，最后對安裝焊接好的器件進行調(diào)試。.4. 結(jié)果與結(jié)論在構(gòu)思原理圖過程中，我們反復(fù)討論各種方案，并對各方案進行比較與分析，最后得出最合理的可行性方案！電路圖仿真完成后，在DXP上畫原理圖時由于我們對DXP操作不熟悉，又進行對相關(guān)知識的查閱和各種參考文獻的閱讀。在PCB圖上布線時我們花費大量時間耐心去布每一條線，最后終于將成功布好線。但在課程設(shè)計的最后階段，安裝于調(diào)試過程中由于設(shè)計時PCB板上布線過于緊密，焊接時不小心就造成短路，以致最后電路并未正常工作，對此我們深以為憾。5. 收獲與致謝這次時間為兩個星期的課程設(shè)計試驗大大培養(yǎng)了我的動手能力和同學(xué)間的相互合作精

11、神，加深了我們對書本所學(xué)內(nèi)容的理解。通過這次課程設(shè)計我們基本掌握了Multism和DXP軟件的運用，進一步加深了對所用到的各種元器件的功能的理解，了解了電路板制作安裝的流程，基本掌握了數(shù)字電路系統(tǒng)的基本設(shè)計方法，設(shè)計步驟，這對我以后的學(xué)習(xí)會很有幫助。本次課程設(shè)計是三人一組，在設(shè)計過程中我們相互討論、相互啟發(fā)、共同努力，這讓我們認識到團隊協(xié)作的重要性。這次課程設(shè)計要特別感謝的耐心輔導(dǎo)以及在設(shè)計中給出的寶貴建議和意見，在此我表示深深的感謝！6. 參考文獻1童詩白.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)M.北京：高等教育出版社，2005. 2臧春華.電子線路設(shè)計與應(yīng)用M.北京:高等教育出版社,2005.3邱關(guān)源 羅先覺.

12、電路（第五版）M.北京：高等教育出版社，2006.4閻 石.數(shù)字電子技術(shù)（第五版）M.北京：高等教育出版社，2005.5張陽天 韓異凡Protel DXP電路設(shè)計M.北京：高等教育出版社，2005. 7. 附件7.1 電路原理圖7.2 PCB布線圖7.3 元器件清單元器件名稱參數(shù) 個數(shù)電阻1001 個47K2 個電容10uf1 個10nf1 個555定時器-1 片74LS192-1 片74LS138-1 片74LS08-2 片發(fā)光二極管紅2 個黃2 個藍2 個綠2 個電源-1 個 指導(dǎo)教師評語：課程設(shè)計報告成績： ，占總成績比例： 40 課程設(shè)計其它環(huán)節(jié)成績：環(huán)節(jié)名稱：原理圖設(shè)計與仿真，成績： ，占總成績比例： 20 環(huán)節(jié)名稱： PCB設(shè)計 ，成績： ，占總成績比例： 20 環(huán)節(jié)名稱：電路安裝調(diào)試 ，成績： ，占總成績比例： 20 總 成 績： 指導(dǎo)教師簽字：年 月 日本次課程設(shè)計負責(zé)人意見：負責(zé)人簽字：年 月 日