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多功效彩灯图形节造电设想

发布时间:2019-08-29   来源:本站原创

  多功能彩灯图形节制电设想_工学_高档教育_教育专区。电子手艺课程设想演讲 标题问题多功能彩灯图形节制电设想 学院名称电气工程学院 指点教师 班级 学号 学生姓名 2016 年 1 月 27 日 《电子手艺课程设想》使命书 1.课程设想的内容和要求(

  电子手艺课程设想演讲 标题问题多功能彩灯图形节制电设想 学院名称电气工程学院 指点教师 班级 学号 学生姓名 2016 年 1 月 27 日 《电子手艺课程设想》使命书 1.课程设想的内容和要求(包罗原始数据、手艺要求、工做要求等): -2- 一、进行多功能彩灯图形节制电设想(做实物)。 设想彩灯图形节制电,以彩灯为负载。 二、次要手艺要求: 根基功能: 1. 用(8×8)点阵做为显示电。 2. 能用按键切换分歧的显示组合,至多有 2 个按键切换; 3. 每种组合至多有 4 种变化,每种组合内图形能持续轮回; 5. 要无数码管显示当前是第几种组合; 扩展功能: 图形显示间隔(显示频次)至多有 2 种可选。 -3- 2.对课程设想的要求〔包罗图表(或实物)等硬件要求〕: 设想电,安拆调试或仿实,阐发尝试成果,并写出设想仿单,言语流利简练,文 字不得少于 3500 字。要求图纸结构合理,合适工程要求,利用 Protel 软件绘出道理图 (SCH)和印制电板(PCB),器件的选择要有计较根据。 3.次要参考文献: [1] 谢自美.电子线设想、 尝试、 测试[M](第 3 版).武汉: 华中科技大学出书社, 2013.8 [2] 尤佳,李春雷,伍春洪,杨淑华.数字电子手艺尝试取课程设想[M]. : 机械工业出 版社.2014.4 [3] 康光华从编.电子手艺根本(数字部门).高档教育出书社 [4] 康迪,刘敏,康丽杰,赵嵬.《数字电子手艺》课程设想切磋《电子世界》 2014年09 期 [5] 缪小燕,陈滨掖. 四人抢答器尝试电的设想.姑苏市职业大报.2012.1 [6] 王喜斌, 王凤宇.电子手艺尝试取课程设想及立异取竞赛[M].: 工业大 学出书社,2010 [7] 周惠朝. 常用电子元件及典型使用. :电子工业出书社出书. 2005 [8]赵淑范,王宪伟.电子手艺根本尝试取课程设想.大学出书社.2006 [9]杨承毅,肖诗海,邹友志.脉冲取数字电子手艺.人平易近邮电出书社.2008.2.1 [10]王渊峰.戴旭辉. Altium Designer10 电设想尺度教程.科学出书社.2011.1 4.课程设想工做进度打算: 序号 起迄日期 1 2015.10.23 工做内容 安插使命,教师设想方式及要求 2015.10.24-2015.10.3 2 1 2015.11.13 2015.11.15 2015.11.15-015.12.29 学生查找阅读材料,初定方案,小组会议会商并确定方 案 设想及计较 4 实物调试并写仿单,小组会商 5 2016.1.27 答辩 -4- 从指点教师 肖金凤 日期: 2015 年 10 月 23 日 目次 媒介6 1 设想内容及要求 ......................................................... 7 1.1 设想目标 .......................................................... 7 1.2 设想要求 .......................................................... 7 2 系统构成及工做道理 ..................................................... 8 2.1 系统构成 .......................................................... 8 2.2 工做道理 .......................................................... 8 3 电设想及其工做道理 ................................................. 9 3.1 操纵 555 按时器制做一个秒信号发生器 ................................ 9 3.2 74LS161 实现 8 进制加计数.......................................... 11 3.3 74LS04 反相器..................................................... 12 3.474LS161 毗连 LED 彩灯............................................... 13 3.5 编码和译码显示 ................................................... 13 4 尝试仿实及尝试测试成果 .............................................. 15 4.1 仿实图 ........................................................... 15 4.2 现实测试图 ....................................................... 18 5 设想总结 ............................................................ 20 参考文献 ............................................................... 21 附录一 PCB 图 .......................................................... 22 附录二实物图 ........................................................... 23 附录三器件清单 ......................................................... 24 -5- 媒介 跟着人们糊口的不竭改善和美化,正在很多场所能够看到彩色霓虹灯。 LED 彩 灯因为其丰硕的灯光色彩,低廉的制价以及节制简单等特点而获得了普遍的使用,用彩 灯来粉饰街道和城市建建物曾经成为一种时髦。出格是每当节日的到来,节日彩灯更是 四处都看的到。节日彩灯已成为糊口中不成贫乏的粉饰物。它集中地使用了单片机、 LED、,从动节制等手艺,是典型的基于单片机的电子产物。本文以 555 按时器为节制 焦点,采用模块化的设想方案,使用 LED 彩灯构成电,实现彩灯正在时满脚纷歧样 的闪亮方式。节日彩灯是糊口中常常用到的粉饰物品,是我国遍及风行的保守的平易近间的 分析性的工艺品。彩灯艺术也就是灯的分析性的粉饰艺术。正在当今的社会里,彩灯曾经 成为我们糊口的一部门,能给我们带来视觉上的享受还能美化我们的糊口。彩灯节制器 次要是通过电发生有纪律变化的脉冲信号来实现彩灯的各类变化 环节词:LED 74LS161 74194 555 按时器 -6- 1 设想内容及要求 1.1 设想目标 巩固和加深对电子电根基学问的理解,提高分析使用本课程所学学问能力; 培育按照设想需要选学参考册本,查阅相关手册、图表和文献材料的自学能力;通 过电方案的阐发、论证和比力,设想计较和拔取元器件、电拆卸、调试和检测 等环节,初步控制简单适用电的阐发方式和工程设想方式;学会简单电的尝试 调试和机能目标的测试方式,提高脱手能力和进行数字电子电尝试的根基技术。 1.2 设想要求 多功能彩灯图形节制电,其根基功能如下: 1. 用(8×8)点阵做为显示电。 2. 能用按键切换分歧的显示组合,至多有 2 个按键切换; 3. 每种组合至多有 4 种变化,每种组合内图形能持续轮回; 4. 要无数码管显示当前是第几种组合; 扩展功能: 图形显示间隔(显示频次)至多有 2 种可选。 -7- 2 系统构成及工做道理 2.1 系统构成 555 按时器 秒脉冲产 生电 按时电 显示电 Led 彩灯 节制电 锁存 译码电 图 2.1 系统构成图 2.2 工做道理 起首由 555 按时器发生秒脉冲信号, 经按时电及节制电使输出信号触发 LED 彩灯连 接电,同时正在彩灯图形变化过程中将脉冲信号送至译码电,促使数码管显示当 前图形组合序数。彩灯每变化一种,数码管随之改变数字。比及彩灯图形组合完全 显示完,从头由第一种图形轮回进行。 -8- 3 电设想及其工做道理 3.1 操纵 555 按时器制做一个秒信号发生器 3.1.1 555 按时器的布局图(见图 3.1) 图 3.1 555 按时器布局图 555 按时器的功能次要由两个比力器决定。两个比力器的输出电压节制 RS 触发器和放电管的形态。正在电源取地之间加上电压,当 5 脚悬空时,则电压比力 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 若触发输 入端 TR 的电压小于 VCC /3 ,则比力器 C2 的输出为 0 ,可使 RS 触发器置 1, 使输出端 OUT=1 。若是阈值输入端 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。 -9- 3.1.2 各个引脚功能: 1 脚:外接电源负端 VSS 或接地,一般环境下接地。 8 脚:外接电源 VCC ,双极型时基电 VCC 的范畴是 4.5 ~ 16V , CMOS 型时基 电 VCC 的范畴为 3 ~ 18V 。一般用 5V。 3 脚:输出端 Vo 2 脚:低触发端 6 脚: TH 高触发端 4 脚:是间接清零端。当此端接低电平,则时基电不工做,此时非论 TR 、 TH 处于何电平,时基电输出为“ 0 ”,该端不消时应接高电平。 5 脚: VC 为节制电压端。若此端外接电压,则可改变内部两个比力器的基准 电压,当该端不消时,应将该端串入一只 0.01 μ F 电容接地,以防引入干扰。 7 脚:放电端。该端取放电管集电极相连,用做按时器时电容的放电。 正在 1 脚接地,5 脚未外接电压,两个比力器 A1 、A2 基准电压别离为的环境下, 555 时基电的功能表如表 3.1 示。 表 3.1 清零端 0 1 1 1 高触发端 x 0 1 0 1 低触发端 x 1 0 0 1 Q 0 x x 1 0 放电管 T 导通 连结上一形态 连结上一形态 导通截止 功能 间接清零 连结上一形态 连结上一形态 置1 清零 电图如图 3.2 所示 - 10 - 图 3.2 555 按时器电图 3.2 74LS161 实现 8 进制加计数 74LS161 是常用的四位二进制可预置的同步加法计数器,他能够矫捷的使用正在各类数字 电,以及单片机系统种实现分频器等良多主要的功能。引脚图见图 3.3。 图 3.3(74ls161 引脚图) 管脚图引见: 时钟 CP 和四个数据输入端 P0~P3 清零/MR 使能 CEP,CET 置数 PE 数据输出端 Q0~Q3 以及进位输出 TC. (TC=Q0·Q1·Q2·Q3·CET) 输入输出关系见表 3.2 - 11 - 表 3.2 输入 输出 CR CP 0 1 1 1 1 Ф ↑ ↑ ↑ ↑ LD EP Ф 0 1 1 1 Ф Ф 0 Ф 1 ET Ф Ф Ф 0 1 D3 Ф d Ф Ф Ф D2 Ф c Ф Ф Ф D1 Ф b Ф Ф Ф D0 Ф a Ф Ф Ф Q3 0 d Q3 Q3 Q2 0 c Q2 Q2 Q1 0 b Q1 Q1 Q0 0 a Q0 Q0 形态码加 1 3.3 74LS04 反相器 图 3.4 74LS04 反相器 - 12 - 74LS161 取 74LS04 毗连电图如图 3.4 所示 图 3.5 74LS161 取 74LS04 毗连图 3.4 74LS161 毗连 LED 彩灯 - 13 - 图 3.6 74LS161 毗连图 3.5 编码和译码显示 74LS48除了有实现7段显示译码器根基功能的输入(DCBA)和输出(Ya~Yg)端外, 74LS48还引入了灯测试输入端(LT)和动态灭零输入端(RBI),以及既有输入功能又 有输出功能的消现输入/动态灭零输出(BI/RBO)端。 由74LS48线所 具有的逻辑功能: (1)7段译码功能(LT=1,RBI=1) 正在灯测试输入端(LT)和动态灭零输入端(RBI)都接无效电日常平凡,输入 DCBA 经 74LS48译码,输出高电平无效的7段字符显示器的驱动信号,显示响应字符。除 DCBA = 0000外,RBI 也能够接低电平。 (2)消现功能(BI=0) 此时 BI/RBO 端做为输入端,该端输入低电平信号时,表1倒数第3行,无论 LT 该功能次要用于多显示器的动态显示。 (3)灯测试功能(LT = 0) 此时 BI/RBO 端做为输出端, 能否坏的字段。 (4)动态灭零功能(LT=1,RBI=1) 此时 BI/RBO 端也做为输出端,LT 若此时 DCBA = 端输入高电平信号,RBI 端输入低电平信号, 端输入低电平信号时,表1最初一行,取 及 DCBA 和 RBI 输入什么电平信号,不管输入 DCBA 为什么形态,输出全为“0”,7段显示器熄灭。 输入无关,输出全为“1”,显示器7个字段都点亮。该功能用于7段显示器测试,判别 0000,表1倒数第2行,输出全为“0”,显示器熄灭,不显示这个零。 DCBA≠0,则对显示无影响。该功能次要用于多个7段显示器同时显示时熄灭高位的零。 其引脚图及线 引脚陈列图及线 尝试仿线 仿实图 本仿实正在验采用 proteus 仿实,电按照上述电仿线 全电仿实图 本仿实正在验电共四种彩灯图形变化,8 个 LED 蓝灯分 A、B 两组变化。(1)第一种变 化数码管显示“0”,其变化纪律为:A、B 两组 LED 灯别离各自从上到下顺次亮灯。第 一种变化图(彩灯及数码管局部变化)见图 4.2;(2)第二种变化数码管显示“1”, 其变化纪律为:A 组 LED 灯从上到下顺次亮灯,B 组 LED 灯从下到上顺次亮灯。第二种 变化图(彩灯及数码管局部变化)见图 4.3;(3)第三种变化数码管显示“3”,其变 化纪律为:A 组 LED 灯从下到上顺次亮灯,B 组 LED 灯从上到下顺次亮灯。第三种变化 图(彩灯及数码管局部变化)见图 4.4;(4)第四种变化数码管显示“3”,其变化规 律为:A、B 两组 LED 灯别离各自从下到上顺次亮灯。第四种变化图(彩灯及数码管局部 变化)见图 4.5。 - 16 - 图 4.2 第一种彩灯图形变化(局部仿线 第二种彩灯图形变化(局部仿线 第三种彩灯图形变化(局部仿线 第四种彩灯图形变化(局部仿线 现实测试图 各类器件焊接好,做成实物,接通电源后,第一种彩灯图形变化时,数码管显示“0”, LED 灯分两组由左向左顺次亮灯,取理论仿实图分歧。实物亮灯环境如图 4.6;第二种 彩灯图形变化时,数码管显示“1”,LED 灯由两边向两头顺次亮灯,取理论仿实图分歧。 实物亮灯环境如图 4.7;第三种彩灯图形变化时,数码管显示“2”,LED 灯由两头往两 边顺次亮灯,取理论仿实图分歧。实物亮灯环境如图 4.8;第四种彩灯图形变化时。数 码管显示“3”,LED 灯分两组由左向左顺次亮灯,取理论仿实图分歧。实物亮灯环境如 图 4.9 图 4.6 第一种彩灯变化图 - 19 - 图 4.7 第二种彩灯变化图 图 4.8 第三种彩灯变化图 - 20 - 图 4.9 第四种彩灯变化图 5 设想总结 (1)通过此次课程设想,加强了我们脱手、思虑和处理问题的能力。正在整个设想过程 中,通过这个方案包罗设想了一套电道理和 PCB 毗连图,和芯片上的选择。这个方案 总共利用了 74LS48,74LS161,74194,NE555 按时器等器件。 (2)正在设想过程中,经常会碰到如许那样的环境,就是心里想老着如许的接法可 以行得通,但现实接上电,老是实现不了,因而花费正在这的时间用去良多。 (3)我正在做课程设想同时也是对讲义学问的巩固和加强,因为讲义上的学问太多, 日常平凡课间的进修并不克不及很好的理解和使用各个元件的功能,并且测验内容无限,所以正在 此次课程设想过程中,我们领会了良多元件的功能,而且对于其正在电中的利用有了更 多的认识。 (4)日常平凡看讲义时,有时问题老是弄不懂,做完课程设想,那些问题就送刃而解 了。并且还能够记住良多工具。好比一些芯片的功能,日常平凡看讲义,此次看了,下次就 忘了,通过脱手实践让我们对各个元件映象深刻。认识来历于实践,实践是认识的动力 和最终目标,实践是查验谬误的独一尺度。本次电子课程设想将理论取实践无机连系, - 21 - 既考查了同窗对理论学问的控制程度,又反映了现实脱手能力,更头要的是调查了同窗 对学问的分析使用以及立异思维能力,为此后的成长供给了一次优良的进修。 【参考文献】 [1] 谢自美.电子线设想、尝试、测试[M](第 3 版).武汉:华中科技大学 出书社,2013.8 [2] 尤佳,李春雷,伍春洪,杨淑华.数字电子手艺尝试取课程设想[M]. 北 京:机械工业出书社.2014.4 [3] 康光华从编.电子手艺根本(数字部门).高档教育出书社 [4] 康迪,刘敏,康丽杰,赵嵬.《数字电子手艺》课程设想切磋《电子世界》 2014年09期 [5] 缪小燕,陈滨掖. 四人抢答器尝试电的设想.姑苏市职业大 报.2012.1 [6] 王喜斌,王凤宇.电子手艺尝试取课程设想及立异取竞赛[M].: 工业大学出书社,2010 [7] 周惠朝. 常用电子元件及典型使用. : 电子工业出书社出书. 2005 - 22 - [8]赵淑范,王宪伟.电子手艺根本尝试取课程设想.大学出书社.2006 [9]杨承毅,肖诗海,邹友志.脉冲取数字电子手艺.人平易近邮电出书 社.2008.2.1 [10]王渊峰.戴旭辉. Altium Designer10 电设想尺度教程.科学出书 社.2011.1 附录一 PCB 图 - 23 - 附图 1 PCB 图 附录二实物图 - 24 - 附图 2 实物图 附录三元件清单 - 25 - 元件清单表如附表1 附表 1 元件名 Cap Res 555 74LS161 7404 74194 74LS48 LED-BLUE 数量 2 2 1 2 3 2 1 8 备注 0.01uF,4.7uF 20k,30k 秒信号发生器 计数 反相 移位寄放器 译码 彩灯,负载 - 26 -