彩灯控制器(一)

燕山大学EDA课程设计

一、设计题目及要求

彩灯控制器一 要求：

1．有十只LED，L0……L9 2．显示方式；初态为全亮

①先奇数灯依次灭（灭的灯当下一个灯动作时，本灯回复原状态） ②再偶数灯依次灭（同上） ③再由L0到L9依次灭（同上） 3．显示间隔0.5S，1S可调。

1总体设计的文字描述，即由哪几个部分二、设计过程及内容（包括○

2主要模块比较详尽的文字描构成的，各个部分的功能及如何实现方法；○

述，并配以必要的图片加以说明，但图片数量无需太多）

总体设计思路：

可将显示分为21个状态，初态为全亮，接着奇数灯依次灭，偶数灯依次灭，最后所有灯依次灭。（灭的灯在下一个灯动作时，本灯回复原状态）。

电路主要分为四个部分，即分频器，控制器，计数器，译码器组成。分频器用183进制计数器实现对366HZ的183分频；控制器采用Ｔ触发器和74153数据选择器，通过M控制端实现1HZ、2HZ的频率变换，控制时间间隔0.5S，1S可调；计数器采用74161，用整体置数法接成21进制计数器，并引出5个输出端；译码器采用两个74154和若干与门、反相器实现译码功能。

具体步骤； （一） 分频器

用183进制计数器对366HZ的频率进行分频，可得2HZ频率。

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仿真波形则为满183进一位：

（二） 控制器

用一个T触发器实现2分频，可得1Hz的频率，再用一个74153数据选择器输出可选1Hz、2Hz的频率。

当m=0的时候，可得1Hz的频率，则控制时间间隔为1s.仿真波形如下：

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当m=1时，可得2Hz频率，控制时间间隔为0.5s,仿真波形如下：

（三） 计数器

计数器采用两片74161，并用整体计数法接成21进制计数器，并引出5个输出端。

21进制计数器仿真波形如下：

（四） 译码器

用两片74153接成5—32线译码器，因为总共就有（00000~10100）21个状态，所以只引出21个输出端即可，最后再将LED灯与译码器用若干个与门及非门连接起来，即组成了完整的译码器。

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输出1表示彩灯亮，输出0表示彩灯灭，彩灯亮灭的真值表如下

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1 0 1 0 0 1 1 1 将led灯与译码器连接起来的总图：

1 1 1 1 1 1 0

彩灯控制器完整的总图：

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仿真波形如下，当m=0，时间间隔为1s时：

当m=1,时间间隔为0.5s时，仿真波形如下：

三、设计结论（包括设计过程中出现的问题；对EDA课程设计感想、意见和建议）

刚开始拿到这个设计题目的时候，真的是一点思路都没有，起初第一堂课老师让我们联系熟练操作MAX—plus软件时，就觉得一头雾水。后

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面经过查阅资料以及和同学们之间的互相讨论，终于有了一些基本思路。首先，要控制时间1s、0.5s可调，我采用了183进制计数器对366Hz的频率进行分频，得到2Hz频率，接着又用一个T触发器分频得到1Hz的频率和一个数据选择器进行1Hz、2Hz的选频，则实现了时间间隔的可调。最开始的时候我是采用T触发器和若干或门、与门还有非门进行选频，但是总是得不到输出信号，所以就换成了用数据选择器进行选频，这样一下就成功了，仿真波形也是正确的。计数器与译码器的设计相对来说就比较简单了，我是先把彩灯亮灭的真值表列出来，然后就很容易的计算出需要几个技术状态。但是最后全部完成的时候仿真波形就出现问题了，在所有状态循环完一个周期以后，第二个周期开始的时候出现了彩灯全灭的状态，但我事先没有设计此状态。后来经过我仔细的检查之后发现是计数器环节出现了问题，本来是21进制而我设成了22进制，所以就会多出一个全灭的状态。改正之后仿真很成功。在实验箱操作时，开始的时候没有把时针的引脚名称改掉，只有一个全亮的状态，后面经过完善，彩灯亮灭规律算是对了，但是频率又太快了，我又将频率进行了一些适当的调整，最后实验现象完全符合我所设计的变化规律。

通过此次课程设计让我学到了许多知识，如何操作max-plus软件、如何设计在数字电路中学习到的器件、如何进行波形仿真以及如何设计一个东西并且将它应用到实际生活中。最重要的是让我了解到了我现在所学的知识其实与我的生活是息息相关的，这让我又更加的热爱我所学习的这门专业。其次，在课程设计中，不仅锻炼了我的动手能力还增强了我的逻辑思维能力以及解决问题的能力，老师们的悉心教导以及同学们的互相讨论互相帮助让我感觉到寻求知识的力量是伟大的。总而言之，短短两个星期的课程设计让我感觉收获颇多。如果还有下次课设,我的一个小小的建议是老师们能将课题整合一下,然后以小组的形式分发课题,这样我想做出来的作品应该更出色,毕竟团队的力量是伟大的,大家在互相讨论,取长补短中学习到的应该更多.最后非常感谢老师们两个星期的细心教导.

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/hxii.html