炫光彩灯控制器
(做一份课设不容易，我就收点文库币，小小慰问一下自己)
学院：信息工程学院
班级：测控0901班
姓名：严海俊
学号：200901420
同组人：王滨
指导老师：
2012年11月30日
炫光彩灯控制器课程设计
一、设计目的
1.熟悉常用芯片的性能及用途。

2.进一步掌握数字电路课程所学的理论知识，对所学理论的巩固及验,进一步的学习。

3.了解数字电路设计的基本思想和方法，学会科学分析和解决问题。

4.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。

5.培养认真严谨的工作作风和实事求是的工作态度，检验自己实践的能力,解决问题的能力及现有知识基础上的创新, 为日后走上工作摸索经验。

二、设计原理
设计一个电路控制彩灯的循环显示，要求八个二极管排成一行，二极管依次亮。

8路炫光彩灯控制电路功能描述：首先点亮第一盏灯，在第一盏灯熄灭之后，点亮第二盏灯，在第二盏灯熄灭之后，再去点亮第三盏灯，依次类推，直到点亮第八盏灯，看上去的效果就像亮点从第一盏。

即依次流向第八盏灯，然后全部熄灭，反复循环这一过程。

三、方案论证：
方案一：原理框图如图1所示。

其中8进制计数电路是利用74LS161N十进制计数器改变而成，通过产生1000的输出信号的状态进行异步置零，完成8进制循环，由一片74LS138芯片进行译码，来输出信号控制彩灯。

其中8进制计数电路是利用74LS161N十进制计数器改变而成，通过产生1000的输出信号的状态进行异步置零，完成8进制循环，由一片74LS138芯片进行译码，来输出信号控制彩灯。

方案二：基本实际思路不变，采用74LS160芯片，但是其输出信
号由两片74LS138芯片进行控制，其中一片进行3-8进制译码，另一片控制循环。

本设计采用方案一，只用两片主要芯片74LS161和74LS138，节省资源。

四、电路设计
1.多谐振荡器电路
采用555定时器，输出一个周期的脉冲。

由多谐振荡器的周期公式T=(R1+2*R2)*Ln2*C可知。

要求灯亮的时间为100ms-120ms，所以输出脉冲的周期也为100ms-120ms之间。

本实验选取的6欧的R1，5欧的R2，10uF的电容，所以输出周期为111.7ms的脉冲。

多谐振荡器电路图如图2。

图2 多谐振荡器示意图
图3 多谐振荡器电路输出信号调试图
2.8进制计数电路
本设计采用74LS16110进制计数器，输出端口为QA,QB,QC,QD（QD 为高位）。

产生0000至1111十六个信号，由于实验内容要求8盏流水灯点亮与熄灭，所以只需利用0000到0111八个信号即可，由于74LS161芯片是异步置数，所以在输出信号为1000时利用反向器74LS04把QD端口的信号反馈到LD`端，把初始信号重新置为0000，完成八进制循环输出。

ENT,ENP端口均接在高电平VCC端，使芯片处于工作状态。

CLR 端接在高电平VCC端，不产生置零作用。

QD端经过74LS04反相器输入到LOAD（LD）端，完成八进制循环作用，CLK端接受多谐振荡器输出的脉冲。

74LS161芯片电路图如图4。

图4 74LS161芯片连接示意图
3.译码器电路
本设计译码器电路采用74LS138芯片，有芯片使能控制端G1，G2A，G2B3个端口，A、B、C三个信号输入端口以及Y0-Y7八个输出端口。

G1口接74LS161芯片QD端经过反相器输出的信号，当74LS161芯片输出信号为0000-0111是，G1口均为高电平，74LS138芯片开启；当74LS161芯片输出信号为1000时，QD端输出高电平，G1口接受低电平，74LS138芯片关闭达到一轮流水灯亮过之后全部熄灭的效果。

G2A,G2B口均接地。

A、B、C三个端口分别接受从161芯片QA、QB、QC三个端口输出的信号，译为0-7八个数字信号，分别从Y0-Y7八
个端口输出。

译码器电路图如图5所示。

图5 译码器电路连接示意图
4.二极管电路
驱动电路是接受74LS138芯片8个输出口的信号经过74LS04芯片反向输出分别连接在8个发光二极管上，每个二极管都串联上一个100欧的电阻，八个输出共同接地。

电路图如图6所示。

图6 二极管电路连接示意图
设计要求灯管点亮的时间为100ms-120ms，二极管发光时间电路调试图如图7。

图7 二极管发光时间调试电路
由图可以看出，发光二级管的发光时间为109.848ms，符合设计要求
图8 总电路图
五、PCB制板
图9 PCB循环彩灯原理图
图10 ERC电气检查无误
图11 PCB封装制板后的图
六、元件的封装表
10个电阻封装都是：AXIAL0.3
8个发光二极管封装都是：SIP-2
2个电容封装都是：RAD0.2
555定时器封装：DIP8
74LS04N封装：DIP16
74LS138封装：DIP-16
74LS160封装：DIP-16
74LS04封装：DIP-14
七、课设心得
此两周的课程设计实习，使我认识到扎实的理论知识室非常重要的，这一点在设计电路图时得到了充分的证明。

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。

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。

通过这次课程设计，收获很大。

对电子元器件的原理理解有了进一步提高，对电子技术知识融会贯通有了进一步提高。

在对实际问题的抽象处理问题上更有自信了。

在实验环节中，动手能力也得到了提高。

在布局，连线，焊接过程中需要细心和耐心。

在今后的设计中，思维应该更开放，要更大胆地去做。

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，也培养了我认真，严谨的工作作风。