免费-数字集成电路十路彩灯控制器

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西安电子科技大学长安学院

课程设计报告书

——数字集成电路十路彩灯控制器

学生姓名 ： 班 级 ： 学

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目录

第一章 绪论…………………………………………………………………………2 第二章 方案设计………………………………………………………...3

2.1设计目的及任务要求……………………………………………………3

2.1.1 设计目的………………………………………………………….3 2.1.2 任务要求………………………………………………………….3 2.2 电路设计原理及方案…………………………………………………..3

第三章 基本电路设计…………………………………………………………...5

3.1 振荡电路设计…………………………………………………………5 3.2 计数译码电路设计……………………………………………………5 3.3 显示电路设计…………………………………………………………5

3.4 整体电路图及工作原理………………………………………………………….6

第四章 器件介绍…………………………………………………………………..7

4.1 CD4017芯片功能及应用……………………………………………...7 4.2 NE555芯片功能及应用……………………………………………….8 4.3 电阻……………………………………………………………………10 4.4 发光二极管……………………………………………………………11

4.5电位器……………………………………………………………………………..11

第五章 焊接调试………………………………………………………………...12

5.1．焊接工具——电烙铁………………………………………………...12 5.2．焊接方法……………………………………………………………...12 5.3. 焊接质量不高的原因………………………………………………...12

5.4 焊接成果………………………………………………………………………....13

第六章 设计总结………………………………………………………………...14

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第一章 绪论

本设计通过对彩灯的设计，训练对电气、单片机、电子技术等内容的应用

能力，掌握对电子产品设计的流程以及各种要求。彩灯技术已广泛得在霓虹灯、广告彩灯、汽车车灯等领域中应用。单片机的控制电路的设计是彩灯应用的一个瓶颈。课程设计主要培养学生综合运用所学的知识与技能分析与解决问题的能力，并巩固和扩大学生的课堂知识。通过课程设计学会查阅、使用各种专业资料和网上资源，并以严肃认真、深入研究的工作作风完成设计任务，逐步向工程技术员转变,培养毕业生独立完成任务的能力，体现和检验综合设计能力，大力提高毕业生的技术水平，培养新一代既有理论、又有动手能力的实用性人才，以适应国际建设和发展的需要。了解彩灯线路的基本理论，掌握分析方法对能够熟练地进行彩灯应用电路的设计与制作是十分必要和重要的。

本课题介绍一种基于在系统可编程器件（ISP）来实现的可编程的现代彩

灯控制系统。该方案的优点是系统体积小、功耗小、可靠性高、调节灵活、多功能、多花案、使用灵活方便。该控制系统可控制的灯具数为64组，控制方案多达64种，能根据需要减少或扩展灯具组数和控制方案的种数，可以控制发光电压至220V的大彩灯、霓虹灯。用8种频率信号控制彩灯扫描速度，每次大循环下来可自动也可手动改变扫描速度，且每次循环后可控制语音集成电路放一段话或音乐，并可随时改变扫描速度。通过把64组彩灯在空间适当排列组合，可得各种花案效果，该彩灯控制系统除用于高楼大厦室外点缀外，还可用于家庭、大酒店和娱乐场所等的室内装潢。

利用T0定时器作为定时基本单位，根据模式需要计算好各控制信号的发生时刻，根据不同的模式Mo del_i可以设定不同的工作时间Ti和脉冲翻转频率Fi通过P0口输出，使各色L ED灯的驱动时刻与移位触发的翻转时刻步调一致，使LED彩灯按照设计的模式工作。除了T0定时中断之外，程序的大部份时间是在处理按键的查询和LED显示的延时。

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第二章 方案设计

2.1 设计目的及任务要求 2.1.1 设计目的

1.了解并掌握数字电子技术课程所学的基础实际知识。 2.通过对实际知识的掌握，学会用其进行基本的电路设计。

3.熟悉常用集成数字芯片，并掌握其结构组成、工作原理及逻辑功能，进一步学会使用其进行电路的设计。

4.了解并熟悉数字电子技术设计的基本思想和方法、原理， 5.培养学生在遇到难题时，会用科学分析和解决问题的方法。

6.培养学生的综合设计能力、严谨认真的工作作风和实事求是的工作态度。

2.1.2 任务要求

1. 有十只LED，L0…L9彩灯，用数字集成器件设计一个能控制十路彩灯的控制器，其中彩灯用发光二极管模拟。

2.设计电路的彩灯能产生明暗状态，明暗节拍为一到三秒。

3.分别用快慢两种节拍实现花型变换，并使其能够显示花型，本设计的花型为心形。

4.取合理材料，原件。 5.对原件的功能参数熟练掌握。

6.不断调试焊接电路，最终的到实验的正确结果。 7.认真的完成实验报告，将实验的过程详细的记录。 8.将焊接电路和实验报告交由老师详细的指导。 9.深刻体会本次实验的意义。 10.显示（1~10，10~1来回显示） 2.2 电路设计原理及方案

1.通过NE555芯片及若干电阻和电容组成的电路产生10000Hz频率脉冲，

然后将NE555脉冲输出3管脚与ＣＤ４０１７芯片脉冲输入14管脚连接，再通过各引脚的连接及功能实现脉冲分频，最后经过电阻、发光管和二极管器件的连接，将由二极管的输出端与CD4017清零端15管脚相连，从而实现分频器的设计

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与实现。

2总体方案的选择：首先应该有个脉冲端—控制所有芯片同时工作。然后，实现彩灯的花形变换需要双向移位寄存器。要更有规律的实现对双向移位寄存器的控制还需要计数器，非逻辑还有异或逻辑。

方案一：实现4种花形，用到的器件，NE555，CD4017设计心型 优点：易于实现，元件少，花形多，工作很稳定，不容易出错。 缺点：布线复杂，检修麻烦。

原因：采取的是端到端的一根线的布线方法，虽然压到很多线，检修比较繁琐，但很容易查处错误，而且这样的布线使电路工作很稳定。

方案二：实现3种花形，用到的器件，555，161，7404，7486，7420，194。设计直线型。

优点：布线简单，工作稳定性不高。 缺点：元件多，花形少，检修麻烦。

原因：采取的是线段的连线方法，不压线。确定a b两点出现传输错的时候，需要检验其中的好多线段。

两种方案工作原理大同小异，最终选择第二种方案，具体在下面说明

选择理由：首要原因是为了把爱心献给受灾地区，选择心形。另外，元件少，工作稳定也是很重要的原因。

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