数字电子技术课程设计-彩灯控制器的设计

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1、 彩灯控制器的设计 一、设计任务与要求 （1） 以半导体数码管作为控制器的显示器， 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） ，然后又依次显 示出自然数列、奇数列、偶数列和音乐符号数列如此周而复始，不断循环。 （2）打开电源时，控制器可自动清零，从接通电源时刻起，数码管最先显示 出自然数列的 0，再显示出 1，然后按上述规律变化。 二、方案设计与论证 彩灯循环显示控制电路组成方框图如上图所示,脉冲时钟信号输出高低电平, 通过四个计数

2、器依次计数,再由译码器译码,通过数码管显示出自然序列、 奇数列、 偶数列、音乐序列，序列循环的显示由计数器来控制,每一个序列循环完毕后,计 数器会产生一个进位信号,该信号通过计数器进而使序列循环起来。 奇数列和偶数 列的循环为自然序列和音乐序列的二分频，这样能做到每一次显示的时间相同。 要让四个数列依次循环则采用一个 2 线4 线译码器和一个四进制计数器。 用 译码器的输出依次去控制芯片清零端,再通过一个四进制计数器去控制译码器输 入,使其在四个输出间不断循环,而计数器的时钟脉冲则可通过每个芯片的进位端 经过一四输入或门输出来控制。电路如图 这个部分主要用到的芯片是74HC390计数器和74H

3、C139译码管,他们的功能表 和引脚图分别如下图和表所示。 74HC390 功能表 74HC139 的功能表 74HC390 的引脚图 74HC139 的引脚图 三、单元电路设计与参数计算 数列显示部分数列显示部分 这个部分是利用 74LS160D 计数器来实现的。 根据数列不同的特点来连接电路 的。电路图如图（以自然序列为例） 数列显示电路原理图 其中主要使用的是 74LS160D 来实现的，其功能以及引脚图如下图所示。 74HC160 引脚图 74HC139 的功能表 脉冲信号的产生脉冲信号的产生 选用多谐振荡器，它是一种在接通电源后，就能产生一定频率和一定幅值矩 形波的自激振荡器，常作为

4、脉冲信号源。而选用的电路是 555 定时器构成的，因 为 555 定时器内部的比较器灵敏度较高，而且采用差分电路形式，用它组成的多 谐振荡器的震荡频率收电源电压和温度变化的影响很小，这样使产生的矩形波更 稳定。电路如图 脉冲信号产生电路图 数列循环电路的设计数列循环电路的设计 在这个部分主要是应用了一个四进制的计数器和一个译码器，这个部分的作 用是为了使自然序列，奇数序列，偶数序列，音乐序列的循环显示。其中四个 74LS160 计数器的进位端与 74HC390 的 CPA 相接， 这样就可以通过进位端状态由 0 变为 1 的瞬间给它一个脉冲触发， 而另一个脉冲端则是与其输出端 QA 相接的， 这 样的接法是为了使74HC390实现8421BCD码十进制计数的功能。 然后再让74HC390 的输出端 QA， QB 分别与译码器 74HC194 相接， 这样可以用译码器来控制计数器的 动作状态，它可以决定由哪个 74LS160 计数器来工作。当 QA，QB 为“0” ， “0”时， 这时译码器的输出端就只有 Yo 为 0， 接一个反相器然后再接产生自然序列的计数 器的清