Proteus
仿
真
大
作
业
课题：四路彩灯设计系部：
班级：
姓名：
指导老师：
2013.05.31
前言
Proteus是世界上著名的EDA工具仿真软件，从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到PCB 设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。
是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台。
使用Proteus 软件进行单片机系统仿真设计，是虚拟仿真技术和计算机多媒体技术相结合的综合运用，有利于培养学生的电路设计能力及仿真软件的操作能力；在单片机课程设计和全国大学生电子设计竞赛中，我们使用 Proteus 开发环境对学生进行培训，在不需要硬件投入的条件下，学生普遍反映，对单片机的学习比单纯学习书本知识更容易接受，更容易提高。
实践证明，在使用 Proteus 进行系统仿真开发成功之后再进行实际制作，能极大提高单片机系统设计效率。
因此，有较高的推广利用价值。
目录
第一章四路彩灯、555简介 (5)
1.1 四路彩灯设计原理 (5)
1.2 555芯片简介 (5)
第二章课程设计任务及要求 (6)
2.1 设计任务 (6)
2.2 设计要求及器件 (6)
2.3 设计目标 (6)
2.4 设计软件环境要求 (6)
2.5 元器件列表 (7)
2.6系统逻辑框图 (7)
2.7 彩灯点亮过程 (7)
第三章Proteus仿真电路 (8)
3.1 绘制数字时钟电路Protues仿真原理图： (8)
3.1.1 启动ISIS 7 Professional软件 (8)
3.1.2 数字时钟原理图 (9)
3.1.3 时钟电路 (9)
3.1.4 计数电路 (11)
3.1.5 电路检测 (12)
3.1.6参数的计算 (12)
3.2 仿真调试 (12)
第四章调试及测试结果分析 (14)
4.1 结果的调试及分析 (14)
4.2测试电路的方法和技巧: (14)
4.3调试中出现的故障、原因及排除方法： (14)
总结 (15)
参考文献 (16)
第一章四路彩灯、555简介
1.1 四路彩灯设计原理
（1）、利用555接成多谐振荡器（因其是一种自激振荡器，不需外加触发信号，便能自动产生矩形脉冲）。
（2）、利用74LS160进行周期控制即利用合适的与非门非门接成适当进制的计数器，并利用起，其输出来控制74LS194的S0、S1使其实现左移右移和并行输入输出功能，
（3）、在74LS194的Dir、Dil和D0、D1、D2、D3端接合适的信号，输出端来控制LED。
便可实现本设计。
1.2 555芯片简介
555集成电路时8脚封装，双列直插型。
其中6脚称阈值端（TH），是上比较器的输入；2脚称触发端（TR），是下比较器的输入；3脚是输出端（VO），它有0和1两种状态，由输入端所加的电压决定；7脚是放电端（DIS），它是内部放电管的输出，有悬空和接地两种两种状态，也是由输入端的状态决定；4脚是复位端（MR），加上低电平时可使输出为低电平；5脚是控制电压端（VC），可用它改变上下触发电平值；8脚是电源端，1脚是地端。
555集成电路开始是作定时器应用的，所以叫做555定时器或555时基电路。
但后来经过开发，它除了作定时器延时控制外，还可用于调光、调温、调压、调速等多种控制及计量检测。
第二章课程设计任务及要求
2.1 设计任务
设计一个四路彩灯控制器。
2.2 设计要求及器件
1. 接通电源，电路开始工作，LED灯闪烁；
2. LED灯按照事先设计的工作方式，要求闪烁的模式不能少于三种模式；
设计可选用的元器件：74LS194、74LS160、LED发光二极管、7404、7400、电阻、电容、555芯片。
2.3 设计目标
（1）根据原理图分析各单元电路的功能；
（2）熟悉电路中所用到的各集成块的管脚及其功能；
（3）进行电路的调试，直到电路能达到规定的设计要求。
（4）写出完整、详细的课程设计报告。
2.4 设计软件环境要求
Windows 7，ISIS软件
2.5 元器件列表
555-------------------------1片
74LS194---------------------1片
74LS160---------------------2片
LED发光二极管---------------4个
7400-------------------------3个
7404-------------------------1个
电阻-------------------------若干
瓷片电容、电解电容-----------各1个
2.6系统逻辑框图
如图（1）所示，它由三部分组成
2.7 彩灯点亮过程
（1）共有四个彩灯，分别实现四个过程；
（2）第一个过程要求四个灯同时闪烁四次，各一秒，共八秒；
（3）第二个过程要求四个灯从上往下依次点亮，共四秒；
（4）第三个过程四个灯从下往上依次熄灭，共四秒。
第三章Proteus仿真电路
3.1 绘制数字时钟电路Protues仿真原理图：3.1.1 启动ISIS 7 Professional软件
3.1.2 数字时钟原理图
连线后最终数字时钟电路原理图如下
3.1.3 时钟电路
利用555接成多谐振动器电路，来生成稳定矩形波，作为控制电路的CP，来控制闪烁的时间和周期。
如图：
3.1.4 计数电路
3.1.5 电路检测
电路连接完毕后，单击运行按钮（如下图）检测电路是否有误，
如果电路无误进行软件检测。
3.1.6参数的计算
为使CP周期合适，采用的是100K的电阻，910nF的电容，由计算知T=190ms。
3.2 仿真调试
A、闪烁
B、从下往上依次点亮
B、从上往下依次熄灭
第四章调试及测试结果分析
4.1 结果的调试及分析
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
4.2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。
4.3调试中出现的故障、原因及排除方法：
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。
总结
通过本次4路彩灯控制电路的设计与制作，了解各种在制作中用到的中小规模集成电路的作用及使用方法。
当完成这次课程设计后，感觉很有成就感，因为从电路设计到电路仿真，接线，测试都是自己独立完成。
第一次真正体会到将所学知识运用到实践中的快乐，最终得到了完美的结果，但是最重要的是经历一次如此难忘的过程。
在电路接线过程中，也出现了很多问题，问题多并不可怕，可怕的是在反复的受挫中没有革新，不能改进自己的方法和思路。
通过这次课程设计，我对电子技术中的诸多知识有了更深层次的理解，也初步学会了如何将理论知识有机地与实际结合加以运用。
这是一次获益匪浅的实习。
参考文献
[1] 历雅萍、易映萍电子技术课程设计高等教育出版社。
[2]彭介华电子技术课程设计指导高等教育出版社。
[3]谢自美电子线路设计、实验、测试华中理工出版社。
[4] 余孟尝. 数字电子技术基础高等教育出版社。
[5] 方大千,鲍俏伟.实用电子控制电路国防工业出版社。
[6] 肖景和。
数字集成电路应用精粹人民邮电出版社。
[7] 李忠波,袁宏.电子设计与仿真技术机械工业出版社。