课程设计报告课程名称：彩灯控制器系部：机电系专业班级：小组成员：指导教师：完成时间：2012年1月3日《数字电子技术》课程设计报告一、设计要求1 .分析设计要求，明确性能指标。
必须仔细分析课题要求、性能、指标及应用环境等，广开思路，构思出各种总体方案，绘制结构框图。
2 .确定合理的总体方案。
对各种方案进行比较，以电路的先进性、结构的繁简、成本的高低及制作的难易等方面作综合比较，并考虑器件的来源，敲定可行方案。
3 .设计各单元电路。
总体方案化整为零，分解成若干子系统或单元电路，逐个设计。
4.组成系统。
在一定幅面的图纸上合理布局，通常是按信号的流向，采用左进右出的规律摆放各电路，并标出必要的说明。
二、设计的作用、目的1．有十只LED，L0……L92．显示方式①先奇数灯依次灭②再偶数灯依次灭③再由L0到L9依次灭3．显示间隔0.5S，1S可调。
掌握彩灯控制器的原理，彩灯是一束束用导线连接起来的并联灯泡，当接通电源后，彩灯就会工作，但里面可能是由编程或非编程的电路控制灯泡的运作的，譬如实现彩灯、闪烁、循环、时控等功能。
数列的产生可以通过计数器和逻辑门实现，而循环则需要用到时序电路控制，如触发器等，而最后可以用逻辑门把几个输出接到同一个数码管。
：三、设计的具体实现1系统概述1）系统框图从课程设计要求来看，要求实现彩灯的23种状态，所以，可以用一个23进制的计数器，从0到22来控制这23种状态。
再画出这23种状态和计数器数字对应的状态图，计算出逻辑式，便可实现彩灯的控制。
由于变量过多，逻辑式的化简比较困难，所以我们使用了译码器来得到最小项，直接用最小项进行连接。
题目要求实现时间间隔可调，所以使用了555定时器构成的单稳态触发器来实现此功能。
2.电路分析与设计1. 输入调整电路设计工作电压采用+5V直流稳压电源，它是由电源变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路4部分构成。
图1 直流稳压电源2. 555定时器构成的单稳态触发器电路图2：1）电路组成及其工作原理由555构成的单稳态触发器及工作波形如图所示将555的6号脚和7号脚接在一起，并添加一个电容 和一个电阻 ，就可以构成单稳态触发器我们简记为“七六搭一，上R 下C ”。
图3 用555定时器构成的单稳态触发器及工作波形（1）无触发信号输入时电路工作在稳定状态当电路无触发信号时，v I 保持高电平，电路工作在稳定状态，即输出端v O 保持低电平，555内放电三极管T 饱和导通，管脚7“接地”，电容电压v C 为0V 。
（2）v I 下降沿触发当v I 下降沿到达时，555触发输入端（2脚）由高电平跳变为低电平，电路被触发，v O 由低电平跳变为高电平，电路由稳态转入暂稳态。
（3）暂稳态的维持时间在暂稳态期间，555内放电三极管T 截止，V CC 经R 向C 充电。
其充电回路为V CC →R →C →地，时间常数τ1=RC ，电容电压v C 由0V 开始增大，在电容电压v C 上升到阈值电压cc V 32之前，电路将保持暂稳态不变。
（4）自动返回（暂稳态结束）时间当v C 上升至阈值电压cc V 32时，输出电压v O 由高电平跳变为低电平，555内放电三极管T 由截止转为饱和导通，管脚7“接地”，电容C 经放电三极管对地迅速放电，电压v C 由cc V 32迅速降至0V （放电三极管的饱和压降），电路由暂稳态重新转入稳态。
（5）恢复过程当暂稳态结束后，电容C 通过饱和导通的三极管 T 放电，时间常数τ2=R CES C ，式中R CES 是T 的饱和导通电阻，其阻值非常小，因此τ2之值亦非常小。
经过（3～5）τ2后，电容C 放电完毕，恢复过程结束。
2）主要参数估算 (1) 输出脉冲宽度t W输出脉冲宽度就是暂稳态维持时间，也就是定时电容的充电时间。
由图3（b）所示电容O(a)(b)2C3VCCv ttOOt t v IOv v OtIV CC01t W电压v C 的工作波形不难看出v C （0+）≈0V ，v C （∞）=V CC ，v C （t W ）=cc V 32，代入RC 过渡过程计算公式，可得CR V V V t v v v v t CCCC CC W C C C C W 1.13ln 320ln )()()0()(ln111==--=-∞-∞=+τττ上式说明，单稳态触发器输出脉冲宽度t W 仅决定于定时元件R 、C 的取值，与输入触发信号和电源电压无关，调节R 、C 的取值，即可方便的调节t W 。
3.由两片74161构成的23进制计数器 电路图4：原理：使用2块74161扩展成为23进制计数器，采用并行进位方式、整体置数。
因为计数器需要23种状态（00000－10110），所以，我先用两片74161连接成256（16×16）进制计数器，然后在输出为10110（22）时，用与非门来控制两计数器的LDN 端清零。
同时清零信号可作为进位信号输出。
4.由两片74154构成的5-32译码器电路图5：原理：74LS154只有四位输入代码，所以第五位输入代码只能借用G1’和G2’输入端。
将片二的D端接至片一的个D输入端,同时将A,B,C接至片二的A,B.C输入端。
将片一的G1’和G2’通过非门接至片二的G1’和G2’输入端。
当输入DCBA=00000-01111时便在第一片的M0-M15依次给出高电平暑促信号；当DCBA=10000-11111时便在第二片的输出端M16-M31依次给出高电平。
5电路总图及原理电路总图：原理：由23进制计数器输入一个五位二进制数（00000－10110），输出彩灯所对应的状态（1表示灯亮，0表示灯灭）。
对应的状态图如下：L0 L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7 L8 L9A B C D E 最小项0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 10 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 10 0 0 1 0 2 1 0 1 0 1 1 1 1 1 10 0 0 1 1 3 1 0 1 0 1 0 1 1 1 10 0 1 0 0 4 1 0 1 0 1 0 1 0 1 10 0 1 0 1 5 1 0 1 0 1 0 1 0 1 00 0 1 1 0 6 1 1 1 1 1 1 1 1 1 10 0 1 1 1 7 0 1 1 1 1 1 1 1 1 10 1 0 0 0 8 0 1 0 1 1 1 1 1 1 10 1 0 0 1 9 0 1 0 1 0 1 1 1 1 10 1 0 1 0 10 0 1 0 1 0 1 0 1 1 10 1 0 1 1 11 0 1 0 1 0 1 0 1 0 10 1 1 0 0 12 1 1 1 1 1 1 1 1 1 10 1 1 0 1 13 0 1 1 1 1 1 1 1 1 10 1 1 1 0 14 0 0 1 1 1 1 1 1 1 10 1 1 1 1 15 0 0 0 1 1 1 1 1 1 11 0 0 0 0 16 0 0 0 0 1 1 1 1 1 11 0 0 0 1 17 0 0 0 0 0 1 1 1 1 11 0 0 1 0 18 0 0 0 0 0 0 1 1 1 11 0 0 1 1 19 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1由上表可得到各个输出对应输入端的逻辑表达式L0=M0+M1+M2+M3+M4+M5+M6+M12L1=M0+M6+M7+M8+M9+M10+M11+M12+M13L2= M0+M1+M2+M3+M4+M5+M6+M7+M12+M13+M14L3= M0+M1+ M6+M7+M8+M9+M10+M11+M12+M13+M14+M15L4= M0+M1+M2+M3+M4+M5+M6+M7+M8+M12+M13+M14+M15+M16L5=M0+M1+M2+M6+M7+M8+M9+M10+M11+M12+M13+M14+M15+M16+M17L6=M0+M1+M2+M3+M4+M5+M6+M7+M8+M9+M12+M13+M14+M15+M16+M17+M18L7=M0+M1+M2+M3+M6+M7+M8+M9+M10+M11+M12+M13+M14+M15+M16+M17+M18+M19L8=M0+M1+M2+M3+M4+M5+M6+M7+M8+M9+M10+M11+M12+M13+M14+M15+M16+M17+M18+ M19+M20L9=M0+M1+M2+M3+M4+M6+M7+M8+M9+M10+M11+M12+M13+M14+M15+M16+M17+M18+M19 +M20+M21由上可知：用或门把译码器和发光二极管连接起来，即可得到发光二极管的控制电路。
四、心得体会及建议通过这次课程设计，我从中更深入的了解了数字电路这门课程。
首先，我这次设计将我们用以前学到的知识运用到实际的电路设计当中去。
在设计的过程中，让我慢慢学会初步的运用自己在数字电路中学到的东西，增强了我们的实际运用能力。
对课本一级以前学过的一些知识有个更好的总结和理解。
其次，在这次设计中总会出现些问题。
一个小小的彩灯设计居然能运用这么多电路知识，这使我和伙伴们伤透脑筋，但是通力解决之后我们都有很多感悟，其中很微小的细节一不注意就会失败。
这加强了我们的排查能力，我觉得我们的合作能力得到了提高。
再次，通过这次学习，我们初步使用一定的软件，对今后的学习和工作都很有帮助。
以前学到的《电子基础知识》、《数字控制基础》、《高频电子电路》等等课程，我们都不知道其中有什么实际意义。
经过这次我们对这些有了一定的了解。
但是这短暂的时间让我们很是麻烦，图书馆关闭，又是期末考试时期，使我们忙的焦头烂额。
建议以后这种设计提前一定时间来布置和完成。
最后，感谢老师让我们从设计中看到了现实生活中，电路设计很常见、很有用，对数字电路的兴趣，以后要对着方的现实中电路多多研究一下，还有和伙伴们的通力合作，从中收获了许多快乐!五、附录六、参考文献[1]、康华光、邹寿杉《电子计数基础》（数字部分）[J]第四版高等教育出版社 2000年6月第四版；[2]、包亚萍主编《数字逻辑设计与数字电路实验技术》[M] 中国水利出版社 2003；[3]、朱宝华主编《电子测试与实验》[M] 清华大学出版社 2004.4；[4]、陈永甫主编《数字电路基础及快速识图》[J] 人民邮电出版社 2006.5；[5]、陈振宫主编《数字电路及制作事例》[J] 国际工业出版社 2006.8；[6]、祁存容、陈伟《电子计数基础实验》（数字部分）武汉理工大学教材中心 2006年2月出版；[7]、杨宝清、宋文贵主编《实用电路手册》[J] 机械工业出版社10。