南华大学电气工程学院《电子技术课程设计》任务书设计题目：16路循环彩灯控制器专业：本11通信01班学生姓名: 周世闻学号：***********起迄日期:2013年12月9日~2013年12月20日****:***教研室主任：王彦课程设计目录一、内容摘要及关键词 (3)二、课程设计任务书 (5)三、课程设计方案及结构框图 (7)四、课程设计原理 (8)五、各单元电路的设计、计算及说明 (8)六、课题整体电路图 (13)七、芯片功能及其原理介绍 (14)八、所用元器件清单 (24)九、课程设计的心得体会 (25)十、参考文献 (26)摘要数字电路是一门专业的基础课程，它具有很强的理论性与十分广泛的工程应用，本次课程设计的主要目的是掌握数字电子技术的一些基础知识，能够在一定程度上应用数电子技术的相关知识解决实际问题。
此次的课程设计是十六路循环彩灯控制器，此电路由四部分组成。
如下：第一部分是由555计时器组成的信号发生器，控制频率的变化；第二部分是由74HC163计数器组成的计数部分，其时钟信号由555计时器提供；第三部分是由74HC154译码器组成的，计数器输出不同的计数结果，即可控制译码器译码得到不同的输出信号，决定彩灯的循环变化。
如果使得计数器的控制端输入不同的控制信号，进行不同的计数，则在输出端可见不同的彩灯循环输出。
而最后一部分则主要是由十六个彩灯构成的输出显示部分，显示在输入的信号不同时的输出结果，方便得出实验结果，进行此次实验设计的总结。
关键词：555计时器、74HC163计数器、74HC154译码器、ＬＥＤ彩灯、控制器、原理。
summaryDigital circuit is a professional foundation courses,it has a strong theoretical and very extensive engineering applications,the main purpose of this course is to master the design of digital electronic technology some of the basics, to a certain extent, the number of electronic technology applications relevant knowledge to solve practical problems.The curriculum is designed Sixteenth Street cycle lantern controller, this circuit consists of four parts.The first part is composed of the timer signal generator 555 controls the frequency change;The second part is composed of counting in part by the 74HC163 counter, the clock signal is provided by a 555 timer;The third part is a 74HC154 decoder composed of different counting result of the counter output, the decoder can control an output signal obtained by decoding a different decision cycling lantern.If the control of the counter so that the different control input signal, a different count, the type seen at the output cycle of the output lights.The last part is mainly constituted by the output of the sixteen lights display section not shown in the input signal while the output of a convenient experimental results obtained, the summary of the experimental design.Key words:555 control、74HC163 counter、74HC154 decoder、LED lights、controller、principle。
《电子技术课程设计》任务书2．对课程设计成果的要求〔包括图表（或实物）等硬件要求〕：设计电路，安装调试或仿真，分析实验结果，并写出设计说明书,语言流畅简洁，文字不得少于3500字。
要求图纸布局合理，符合工程要求，使用Protel软件绘出原理图（SCH）和印制电路板(PCB),器件的选择要有计算依据。
3．主要参考文献：（1）黄智伟．全国大学生电子设计竞赛技能训练[M]．北京：北京航空航天大学出版社，2011 （2）黄智伟．全国大学生电子设计竞赛制作实训[M]．北京：北京航空航天大学出版社，2011 （3）黄智伟．全国大学生电子设计竞赛系统设计[M]．北京：北京航空航天大学出版社，2011 （4）黄智伟．全国大学生电子设计竞赛电路设计[M]．北京：北京航空航天大学出版社，2011 （5）黄智伟．全国大学生电子设计竞赛常用电路模块制作[M]．北京：北京航空航天大学出版社，2011（6）黄智伟等.基于NI multisim的电子电路计算机仿真设计与分析[M]．北京：电子工业出版社，2007（7）黄智伟.印制电路板（PCB）设计技术与实践[M]．北京：电子工业出版社，2009（8）高吉祥等.电子技术基础实验与课程设计[M]．北京：电子工业出版社，2002（9）吴运昌.模拟集成电路原理与应用[M]．广州：华南理工大学出版社，2001年（10）谭博学等. 集成电路原理及应用[M]．北京：电子工业出版社，2003（11）魏立军.CMOS 4000系列60种常用集成电路的应用[M]．北京：人民邮电出版社，1993（12）杨宝清.实用电路手册[M]．北京：机械工业出版社.2002（13）陈有卿.报警集成电路和报警器制作实例[M]．人民邮电出版社1996（14）肖景和.红外线热释电与超声波遥控电路[M]．人民邮电出版社.20034．课程设计工作进度计划：序号起迄日期工作内容资料查找和阅读1. 2013.12.9开始电路方案选择，电路设计和计算，电路仿真2材料购买，电路设计和PCB设计3PCB制作，电路元器件安装4作品调试5课程设计设计说明书写作6 ~2013.12.20结束主指导教师黄智伟日期： 2013年 10 月 25日四、课程设计原理：此次课程设计16路彩灯循环控制电路要求：输出功率大于等于0.1W ，控制器多路输出，可使用开关按键来控制彩灯的循环显示。
该电路由555计时器、74HC163计数器、74HC154译码器及LED 彩灯显示电路四个部分组成。
附加电容及电阻把555计时器连接成一个多谐振荡器，产生脉冲信号，并且调节彩灯循环点亮的频率。
此脉冲信号连接到74HC163，进行计数。
在两个元件之间可连上开关，用来控制计数器使能端、时钟信号输入端和后面计数器的时钟信号输入端，可以控制时钟信号的计数、清零、置数、保持。
74HC163计数器的输出端则连接上74HC154译码器的输入端，进行4线—16线的译码。
显然，不同的计数器与译码器电路，得到的是不同的彩灯循环控制结果。
若译码器不变，在计数器的控制端输入不同的控制信号，进行不同的计数，则在输出端可见不同的彩灯循环输出。
最后则是把译码器的16个输出端分别连接上16个LED 彩灯，进行输出显示，为了保护电路，因此在LED 彩灯与电源之间接入一个负载，使电路在工作时不被烧坏。
五、各单元电路的设计、计算和说明 1、时钟脉冲产生电路此电路是由555计时器构成一个多谐振荡器，电路输出得到一个周期性的矩形脉冲，其周期为T=0.7（21R 2R +）CR1、R2、C 定时元件，要使得输出功率大于等于0.1W 则电阻值与电容值可设为：R1= 300K Ω ；R2=300K Ω ；C= 10nF 。
根据周期公式得：T=6.3 mS 555芯片引脚功能如下： 1．地（GND ） 2．触发 3．输出 4．复位 5．控制电压6．门限（阈值）7．放电8．电源电压VCC时钟脉冲产生的电路图如下页所示：时钟脉冲产生电路图其输出的仿真波形如下：2、计数电路计数器接收555定时器产生的脉冲信号，对时钟脉冲进行计数，然后输出到译码器。
本实验因需要十六进制数（16路彩灯），因此采用了74HC163计数器，又要进行可按键控制的彩灯循环，故在计数器的几个输入端口分别连接按键，这样就可以进行计数器清零、置数、计数、保持等操作，从而控制彩灯的点亮。
如下图所示即为计数电路的电路图：计数电路图计数器的输出端仿真时序图如下页：3、译码电路译码器的逻辑功能是将每个输入的二进制代码编译成对应的输出高、低电平信号或者另一些代码。
译码器的输入端口与74HC163的输出端口QA、QB、QC、QD相接，通过译码器与计数器端口连接的顺序来控制彩灯点亮的顺序。
74HC154译码器构成的译码电路图如下：译码电路其输出端的仿真时序图如下：4、显示电路此次课程实验设计采用发光二极管代替彩灯来进行循环显示。
因为74HC154译码器输出端为低电平有效，所以LED显示部分采用共阳极接法，负极分别接在74HC154译码器的输出端上。
LED显示部分的电路图如下图所示：六、课题整体实验电路仿真图：16路循环彩灯控制器电路图原理图七、芯片功能及原理具体介绍：（一）555计时器介绍：图一：555计时器的内部结构图二：外引脚排列图 DIP封装的NE555555 定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。
一般用双极性工艺制作的称为555，用CMOS工艺制作的称为7555，除单定时器外，还有对应的双定时器556/7556。
555 定时器的电源电压范围宽，可在4.5V—16V工作，7555可在3—18V工作，输出驱动电流约为200mA，因而其输出可与TTL、CMOS 或者模拟电路电平兼容。
555 定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。