主要课程设计.docx
- 文档编号:14035127
- 上传时间:2023-06-20
- 格式:DOCX
- 页数:18
- 大小:295.16KB
主要课程设计.docx
《主要课程设计.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《主要课程设计.docx(18页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
主要课程设计
1.设计要求
1.输入电压220V;
2.使彩灯从左向右一一闪亮一一熄灭,实现顺流水状;
3.使彩灯从右向左一一闪亮一一熄灭,实现逆流水状
4.使彩灯从中间开始向两边闪亮,两两闪亮两两熄灭,实现扩散状;
5.使彩灯从两边开始向中间闪亮,两两闪亮两两熄灭,实现聚拢状;
6.使彩灯从左向右隔一闪亮隔一熄灭,实现跳跃状;
7.此后五种花样自动变换,循环往复。
2.方案设计
2.1设计思路
首先需要个脉冲源信号刺激,之后对于流水灯的移位功能可以采取寄存器来实现,本实验采用的是4017芯片。
总体方案共分为6大块。
第一块实现顺循环一一点亮,第二块实现逆循环一一点亮,第三块实现聚拢闪烁,第四块实现扩散闪烁,第五块实现
跳跃闪烁,第六块实现计数器、时钟信号的产生,第七块实电源整流,降压,滤波
,第八块实现自动循环,往复。
2.2方案设计
2.2.1设计方案一电路图
(图2-1方案一方框图)
2.2.2.设计方案二电路图
本方案实现的核心是MCU控制电路,以AVRmega16单片机为控制核心,用C语言编程,控制彩灯实现多花样循环功能。
AVR单片机最小系统AVRmega16单片机和复位电路,还有晶振电路(16Mhz)。
AVR单片机具有高性能、低功耗的特点使用AVR的时钟源(晶振、内部RC等)不经过分频直接提供给CPU使用,而51的CPU主频等于晶振的12分频此最小系统实现对系统的控制等功能。
系统框图如下:
LED灯显示电路
MCU控制电路
(图2-2方案二框图)
图2-3方案2电路
2.3方案比较
方案一是采用数电模块,元器件较多,接线较为复杂,但功能明确,容易看懂
方案二采用单片机制作,电路简单,但对于没学过单片机的我们有理解
鉴于本次课程设计主要是数字电路课程设计,所以我选择了第一组方案。
3.框图(如图2-1方案一方框图)
4.部分电路设计
(改进部分)
4.1左移循环电路
3-1花样一左移电路图
第一块:
第一片和第二片74ls198的输入端分别为1111111011111111,在第一个脉冲上升沿到来时,s0=s1=1两个芯片同时置数,并且第16只彩灯点亮,当第二个脉冲上升沿到来时,s0=0,s1=1,两个芯片开始左移,由于第一片的Q0端与第二片的DSL端相连接,而DSL的信号直接输出给Q7端,因此当第九个灯点亮时,在下一个脉冲信号的作用下,第八个灯被点亮,最终达到左移循环的目的。
3.2两两左移循环电路
图3-2花样二两两左移电路图
第二块:
第一片和第二片74ls198的输入端分别为1111111011111110,在第17个脉冲上升沿到来时,s0=s1=1两个芯片同时置数,并且第8只和第16只灯被点亮,当第18个脉冲上升沿到来时,s0=0,s1=1,两个芯片开始左移,其中第一片DSL的信号输出给第一片的Q7端,第一片的Q0端与第二片的DSL相连接。
在脉冲信号的作用下,两个芯片的输出端信号不断左移,,直到第一个灯和第九个等同时被点亮。
3.3交替闪烁电路
图3-3花样三交替闪烁电路图
第三块:
第一片和第二片74ls198的输入端分别为1010101010101010,在第25个脉冲上升沿到来时,s0=s1=1两个芯片同时置数,并且标号为偶数的彩灯被点亮,当第26个脉冲上升沿到来时,s0=0,s1=1,两个芯片开始左移,其中第一片DSL的信号输出给第一片的Q7端,第一片的Q0端与第二片的DSL相连接,因此在下一脉冲信号的作用下,标号为奇数的灯被点亮,而偶数的灯熄灭,此循环一共执行两次。
3.4向外扩散电路
图3-4花样四向外扩散电路图
第四块:
第一片和第二片74ls198的输入端分别为1111111001111111,在第29个脉冲上升沿到来时,s0=s1=1两个芯片同时置数,并且第8个和第9个彩灯被点亮,在第30个脉冲上升沿到来时第一片的s0=1,s=0,第二片s0=0,s1=1,即第一片实现右移,第二片实现左移,此时第一片的DSR=0,保证了它的Q0端始终被点亮,而第一片的Q0端与第二片的DSL相连接,也就保证了第二片的Q0端始终被点亮,因此在脉冲信号的作用下,16只彩灯从中间向外扩散,依次被点亮
3.5时钟信号产生电路
图3-5555定时器
555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。
它也常作为定时器泛
应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制等方面。
555定时器的内
部电路框图和外引脚排列图分别如图2.9.1和图2.9.2所示。
它内部包括
两个电压比较器,三个等值串联电阻,一个RS触发器,一个放电管T及
功率输出级。
它提供两个基准电压VCC/3和2VCC/3
555定时器的功能主要由两个比较器决定。
两个比较器的输出电压控制RS触发器和放电管的状态。
在电源与地之间加上电压,当5脚悬空时,则电压比较器C1的同相输入端的电压为2VCC/3,C2的反相输入端的电压为VCC/3。
若触发输入端TR的电压小于VCC/3,则比较器C2的输出为0,可使RS触发器置1,使输出端OUT=1。
如果阈值输入端TH的电压大于2VCC/3,同时TR端的电压大于VCC/3,则C1的输出为0,C2的输出为1,可将RS触发器置0,使输出为0电平。
图3-674LS197芯片做计数器
第六块:
用两片74LS197实现三十六进制,其中以第二片的Q2、Q5端控制清零信号。
3.7各芯片引脚及结构
(改进部分)
3.7.1(4017)
图3-774LS198芯片引脚图
输入
动作
CLEAR
S1
S0
CK
H
L
H
⊥
右移
H
H
L
左移
H
H
H
载入
H
L
L
x
HOLD
L
x
x
x
清除
表3-174LS198芯片真值表
3.7.2计数器
CLK
CLR
ENP
ENT
Load
Function
X
L
X
X
X
Clear
X
H
H
L
H
Count&RCDisabled
X
H
L
H
H
CountDisabled
X
H
L
L
H
Count&RCDisabled
↑
H
X
X
L
Load
↑
H
H
H
H
IncrementCounter
表3-274LS161芯片真值表
图3-874LS161芯片引脚图
3.7.3脉冲输出电路
图3-9555定时器引脚图
5.元件表
Rl和R2选用1/4W碳膜电阻器或金属膜电阻器;R3选用1/2W金属膜电阻器。
Cl和C3均选用耐压值为16V的铝电解电容器;C2选用独石电容器或涤纶电容器;C4选用CBB无感电容器。
VDl-VD30均选用1N4148型硅开关二极管。
VS选用lW、9V的硅稳压二极管。
UR选用2A、400V的整流桥堆,也可用4只1N5408桥式连接后代用。
Vl-V3选用C8050或S8050、3DG8050型硅NPN晶体管。
VTl-VT6均选用400V以上的晶闸管,其电流容量应视每路彩灯的总功率而定。
若每路彩灯的总功率在2OOW以内,可选用2A的晶闸管;若每路彩灯的总功率为5OOW,可选用3A的晶闸管;若每路彩灯的总功率为l0OOW左右,则应选用6A以上的晶闸管。
IC1选用NE555型时基集成电路;IC2-IC5均选用十进制计数/脉冲分配器集成电路。
6.小结
通过近两个星期对本课设项目的制作,我充分锻炼了做自己的数电构建能力和操作能力,同时也清楚地看到了自己的知识薄弱的方面,各个知识点没有联会贯穿,有些芯片的掌握不够准确。
为了理解各个芯片以及自己项目的功能我又特意重新看了遍教材,并且在网上搜寻了许多参考资料,这些都帮助我加深了对数电的理解。
在做此项目的过程中,我有充分体会到了实际操作以及与同学沟通的重要性。
如果没有同学的指点和交流,可能自己会在一些地方打转弯,浪费掉很多时间。
同学间的协作以及在各自方案上的互通有无对自己思路的发散,自己项目的借鉴都起到了极大地作用。
通过这次课程设计,可以很好的把各个章节的模块融合到一起,对以后的学习,设计很有帮助。
最后,感谢指导老师及各位同学在方案设计时提供的各种帮助。
参考文献
【1】祁存荣,陈伟.电子技术基础实验(数字部分)武汉理工大学教材中心
【2】伍时和,吴友宇,凌玲,数字电子技术基础清华大学出版社
【3】钟谊.电子线路实战,科学出版社
【4】何绪芃,曾发柞.脉冲与数字电路.成都:
电子科技大学出版社
附录1
个人方案
附录2
小组方案
附录3
小组程序代码
#include
#include
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
voidLED1(void)
{
PORTC=0X00;
PORTD=0X00;
DDRC=0XFF;
DDRD=0XFF;
uchari,a,b;
a=0x01;b=0x01;
for(i=0;i<8;i++)
{
PORTC=a;
_delay_ms(50000);
a<<=1;
}
if(PORTC=0X80)
{
PORTC=0X00;
}
for(i=0;i<8;i++)
{
PORTD=b;
_delay_ms(50000);
b<<=1;
}
}
voidLED2(void)
{
PORTC=0X00;
PORTD=0X00;
DDRC=0XFF;
DDRD=0XFF;
uchari,a0,b0;
a0=0xfe;b0=0xfe;
for(i=0;i<7;i++)
{
PORTD=a0;
PORTC=b0;
_delay_ms(50000);
a0=a0<<1|0x01;
b0=b0<<1|0x01;
}
}
voidLED3(void)
{
PORTC=0X00;
PORTD=0X00;
DDRC=0XFF;
DDRD=0XFF;
uchari;
PORTC=0X55;PORTD=0X55;
for(i=0;i<4;i++)
{
_delay_ms(50000);
PORTC=~PORTC;
PORTD=~PORTD;
}
}
voidLED4(void)
{
PORTC=0X00;
PORTD=0X00;
DDRC=0XFF;
DDRD=0XFF;
uchari,a0,a1,b0,b1;
a0=0x80;b0=0x01;
a1=0x80;b1=0x01;
for(i=0;i<8;i++)
{
PORTC=a0;PORTD=b0;
_delay_ms(50000);
a1>>=1;b1<<=1;
a0=a0+a1;b0=b0+b1;
}
PORTC=~PORTC;
PORTD=~PORTD;
_delay_ms(1000);
PORTC=~PORTC;PORTD=~PORTD;
_delay_ms(1000);
PORTC=~PORTC;PORTD=~PORTD;
}
voidmain()
{
uchari;
while
(1)
{
LED1();
_delay_ms(10000);
LED2();
_delay_ms(10000);
LED3();
_delay_ms(10000);
LED4();
_delay_ms(10000);
}
}
本科生课程设计成绩评定表
姓名
性别
专业、班级
课程设计题目:
课程设计答辩或质疑记录:
成绩评定依据:
设计方案
与内容
(30分)
制作与调试
(20分)
说明书内容与规范程度
(30分)
答辩
(10分)
学习态度
与考勤
(10分)
总分
(100分)
最终评定成绩(以优、良、中、及格、不及格评定)
学习使人进步
指导教师签字:
2010年7月12日
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 主要 课程设计