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彩灯循环显示控制电路课程设计报告.doc
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2024-09-08
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这次的课程设计主要是用计数器来实现的,这个彩灯循环控制电路的实质就是要产生一系列有规律的数列,然后通过一个七段数码管显示出来。这里使用的只要就是计数器,计数器在时序电路中应用的很广泛,它不仅可以用于对脉冲进行计数,还可用于分频,定时,产生节拍脉冲以及其他时序信号。运用计数器的不同的功能和不同的接发就可以实现不同的序列输出了。
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目录
摘 要 .............................................................................................................................................1
ABSTRACT....................................................................................................................................2
1 主要任务 ......................................................................................................................................3
2 技术要求 ......................................................................................................................................3
3 基本组成方框图 ..........................................................................................................................3
4 设计方案 ......................................................................................................................................4
4.1 数列循环部分 ......................................................................................................................................................4
4.2 数列显示部分 ......................................................................................................................................................7
4.3 脉冲信号的产生 ..................................................................................................................................................9
4.4 方案的确定 ..........................................................................................................................................................9
5 单元电路的设计及其原理 ........................................................................................................10
5.1 数列循环电路的设计 ........................................................................................................................................10
5.2 序列显示电路的设计 ........................................................................................................................................11
5.2.1 十进制自然序列的显示电路 .........................................................11
5.2.2 奇数序列显示电路 .................................................................11
5.2.3 偶数序列显示电路 .................................................................12
5.2.4 音乐序列显示电路 .................................................................13
5.3 脉冲产生电路的设计 ........................................................................................................................................13
5.4 二分频电路的设计 ............................................................................................................................................14
5.5 总电路图的设计 ................................................................................................................................................15
6 仿真结果 ....................................................................................................................................17
6.1 脉冲产生电路的仿真 ........................................................................................................................................17
6.2 二分频电路的仿真 ............................................................................................................................................18
7 测试结果分析 ............................................................................................................................19
8 体会与心得 ................................................................................................................................20
9 参考文献 ....................................................................................................................................21
10 元件清单 ..................................................................................................................................22
1
摘 要
这次的课程设计主要是用计数器来实现的,这个彩灯循环控制电路的实质就是要产生
一系列有规律的数列,然后通过一个七段数码管显示出来。这里使用的只要就是计数器,
计数器在时序电路中应用的很广泛,它不仅可以用于对脉冲进行计数,还可用于分频,定
时,产生节拍脉冲以及其他时序信号。运用计数器的不同的功能和不同的接发就可以实现
不同的序列输出了。
而这次的内容还包括分电路图的整合,使这个彩灯循环显示器能够按照要求那个依次
输出自然序列,奇数序列,偶数序列还有音乐序列。为了实现这个循环输出的功能,在设
计的时候还用到了一个以为寄存器,可以利用它的输出端来控制四个计数器的工作情况,
可以让四个计数器依次工作,就可以达到要求的依次循环输出数列。
最后还有一个部分就是脉冲的产生基于多谐振荡器可以产生方波,就可以利用它来产
生脉冲信号了。而这个多谐振荡器采用的是 555 定时器来完成的。
这个设计基本上就是由以上三个部分连接在一起组成的。
2
Abstract
The curriculum design is mainly used to achieve the counter, the lanterns of the substance
of the cycle control circuit is to produce a series of regular series, and then through a
Seven-Segment LED display. Is used here as long as the counter, counter timing circuit in a wide
range of applications, it can be used not only to count on the pulse, can also be used for
frequency, timing, resulting in the beat, as well as other timing signal pulse. Counter the use of
different functions and different sending and receiving can be achieved on the output of different
sequence.
And this also includes the integration of sub-circuit so that the lantern display cycle that in
turn can be output in accordance with the requirements of the natural sequence of odd-numbered
sequence, even sequence the music sequence. In order to achieve this cycle of the output
function, the design is also used when a register that can be used to control the output of the
work of the four counters, you can turn the work so that the four counters, we can meet the
requirement of the order cycle of the output series.
Finally, there is a part of the generated pulse Multivibrator Based on square wave can be
generated, you can use it to generate a pulse signal. Multivibrator This is used to complete the
555 timer.
This design is basically three parts from the above linked to the composition.
3
彩灯循环显示控制电路设计
1 主要任务
以 LED 数码管作为控制器的显示元件,它能自动地依次显示出数字 0、1、2、3、4、
5、6、7、8、9(自然数列),1、3、5、7、9(奇数列),0、2、4、6、8(偶数列)和 0、
1、2、3、4、5、6、7、0、1(音乐符号数列),然后由依次显示出自然数列、奇数列、偶
数序列,音乐符号序列...... 如此周而复始,不断循环。
2 技术要求
①打开电源时,控制器可自动清零。
②每个数字的一次显示时间基本相等,这个时间在 0.5s 到 2s 范围内连续可调。
3 基本组成方框图
图 1 基本方框图
4
4 设计方案
4.1 数列循环部分
方案一
设计数列的循环有很多种方法,这个方案就是利用移位寄存器将串行数据右移和左移
的特点来设计的。电路图如图 2
图 2 用 74LS940 构成的循环电路原理图
这个电路图实现循环主要是依靠 74LS194 的移位功能来完成的。先让开关 J1 拨至与
电源相接,就是接入高电平,这样移位寄存器有了脉冲信号之后就可以实现置数的功能,
四个输出端为 1000,再将开关 J1 拨至与地相接也就是接入低电平,这时寄存器就可以实
现移位的操作了,然后通过脉冲信号的触发下,寄存器的输出就可以从 1000→0100→0010→
0001,这样依次循环了。然后四个输出端用来控制计数器的信号控制端就可以控制序列输
出了。
循环电路的设计采用 74LS194 移位寄存器,通过 74LS194 移位寄存器的四个输出端子
分别控制四个计数器工作,74LS194 的功能表如表 1,引脚图如图 3
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