四路彩灯设计新

河南工业职业技术学院Proteus仿真大作业课：四路彩灯系部：班级：姓名：指导老师：2013.05.31前言Proteus是世界上著名的EDA工具仿真软件，从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到PCB设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台。使用Proteus软件进行单片机系统仿真设计，是虚拟仿真技术和计算机多媒体技术相结合的综合运用，有利于培养学生的电路设计能力及仿真软件的操作能力；在单片机课程设计和全国大学生电子设计竞赛中，我们使用Proteus开发环境对学生进行培训，在不需要硬件投入的条件下，学生普遍反映，对单片机的学习比单纯学习书本知识更容易接受，更容易提高。实践证明，在使用Proteus进行系统仿真开发成功之后再进行实际制作，能极大提高单片机系统设计效率。因此，有较高的推广利用价值。目录5第一章四路彩灯、555简介51.1四路彩灯设计原理51.2555芯片简介6第二章课程设计任务及要求62.1设计任务62.2设计要求及器件62.3设计目标62.4设计软件环境要求72.5元器件列表72.6系统逻辑框图72.7彩灯点亮过程8第三章Proteus仿真电路83.1绘制数字时钟电路Protues仿真原理图：83.1.1启动ISIS7Professional软件93.1.2数字时钟原理图93.1.3时钟电路113.1.4计数电路123.1.5电路123.1.6参数的计算123.2仿真调试14第四章调试及测试结果144.1结果的调试及分析144.2测试电路的和技巧:144.3调试中出现的故障、原因及排除方法：15总结16参考文献第一章四路彩灯、555简介1.1四路彩灯设计原理（1）、利用555接成多谐振荡器（因其是一种自激振荡器，不需外加触发信号，便能自动产生矩形脉冲）。（2）、利用74LS160进行周期控制即利用合适的与非门非门接成适当进制的计数器，并利用起，其输出来控制74LS194的S0、S1使其实现左移右移和并行输入输出功能，（3）、在74LS194的Dir、Dil和D0、D1、D2、D3端接合适的信号，输出端来控制LED。便可实现本设计。1.2555芯片简介555集成电路时8脚封装，双列直插型。其中6脚称阈值端（TH），是上比较器的输入；2脚称触发端（TR），是下比较器的输入；3脚是输出端（VO），它有0和1两种状态，由输入端所加的电压决定；7脚是放电端（DIS），它是内部放电管的输出，有悬空和接地两种两种状态，也是由输入端的状态决定；4脚是复位端（MR），加上低电平时可使输出为低电平；5脚是控制电压端（VC），可用它改变上下触发电平值；8脚是电源端，1脚是地端。555集成电路开始是作定时器应用的，所以叫做555定时器或555时基电路。但后来经过开发，它除了作定时器延时控制外，还可用于调光、调温、调压、调速等多种控制及计量检测。第二章课程设计任务及要求2.1设计任务设计一个四路彩灯控制器。2.2设计要求及器件1.接通电源，电路开始工作，LED灯闪烁；2.LED灯按照事先设计的工作方式，要求闪烁的模式不能少于三种模式；设计可选用的元器件：74LS194、74LS160、LED发光二极管、7404、7400、电阻、电容、555芯片。2.3设计目标（1）根据原理图分析各单元电路的功能；（2）熟悉电路中所用到的各集成块的管脚及其功能；（3）进行电路的调试，直到电路能达到规定的设计要求。（4）写出完整、详细的课程设计报告。2.4设计软件环境要求Windows7，ISIS软件2.5元器件列表555-------------------------1片74LS194---------------------1片74LS160---------------------2片LED发光二极管---------------4个7400-------------------------3个7404-------------------------1个电阻-------------------------若干瓷片电容、电解电容-----------各1个2.6系统逻辑框图如图（1）所示，它由三部分组成 彩灯演示电路 彩灯控制电路 CP产生电路 电源接入2.7彩灯点亮过程（1）共有四个彩灯，分别实现四个过程；（2）第一个过程要求四个灯同时闪烁四次，各一秒，共八秒；（3）第二个过程要求四个灯从上往下依次点亮，共四秒；（4）第三个过程四个灯从下往上依次熄灭，共四秒。第三章Proteus仿真电路3.1绘制数字时钟电路Protues仿真原理图：3.1.1启动ISIS7Professional软件3.1.2数字时钟原理图连线后最终数字时钟电路原理图如下3.1.3时钟电路利用555接成多谐振动器电路，来生成稳定矩形波，作为控制电路的CP，来控制闪烁的时间和周期。如图：3.1.4计数电路3.1.5电路检测电路连接完毕后，单击运行按钮（如下图）检测电路是否有误，如果电路无误进行软件检测。3.1.6参数的计算为使CP周期合适，采用的是100K的电阻，910nF的电容，由计算知T=190ms。3.2仿真调试A、闪烁B、从下往上依次点亮B、从上往下依次熄灭第四章调试及测试结果分析4.1结果的调试及分析调试使用的主要仪器:数字万用表直流稳压电源示波器函数信号发生器4.2测试电路的方法和技巧:先检查各芯片的电源和地是否接上，检查线路是否连好；前面的检查无问题后，再根据彩灯的变化情况，确定可能的原因，分析是哪个功能模块出了问题，用数字万用表检查各模块的功能，发现并改正错误，直到符合要求为止。4.3调试中出现的故障、原因及排除方法：彩灯只有一种花样变化，没有其它的花样：可能是移位计数器的S0，S1端控制出现问题，应该检查循环控制逻辑电路。还可能是12进制循环控制计数器没正常工作，检查是否正确接线，芯片是否功能完好。特别注意不能把非门的输入与输出接反了。总结通过本次4路彩灯控制电路的设计与制作，了解各种在制作中用到的中小规模集成电路的作用及使用方法。当完成这次课程设计后，感觉很有成就感，因为从电路设计到电路仿真，接线，测试都是自己独立完成。第一次真正体会到将所学知识运用到实践中的快乐，最终得到了完美的结果，但是最重要的是经历一次如此难忘的过程。在电路接线过程中，也出现了很多问题，问题多并不可怕，可怕的是在反复的受挫中没有革新，不能改进自己的方法和思路。通过这次课程设计，我对电子技术中的诸多知识有了更深层次的理解，也初步学会了如何将理论知识有机地与实际结合加以运用。这是一次获益匪浅的实习。参考文献[1]历雅萍、易映萍电子技术课程设计高等教育出版社。[2]彭介华电子技术课程设计指导高等教育出版社。[3]谢自美电子线路设计、实验、测试华中理工出版社。[4]余孟尝.数字电子技术基础高等教育出版社。[5]方大千,鲍俏伟.实用电子控制电路国防工业出版社。[6]肖景和。数字集成电路应用精粹人民邮电出版社。[7]李忠波,袁宏.电子设计与仿真技术机械工业出版社。PAGE14