【正文】 Q6~1PR41K2~1CLR151J31CLK121112U874LS194NA3B4C5D6SL7QA15QB14QC13QD12SR2~CLR1S09S110CLK11U11A7420NR51kΩVCC5VR680ΩLED1LED2LED3LED4LED5LED6LED7LED8220VCC320171613614828291902523C560uF240U4A7405NU574160NQA14QB13QC12QD11RCO15A3B4C5D6ENP7ENT10~LOAD9~CLR1CLK234VCC5715260VCC5VVCC2721313020 圖 313 系統(tǒng)電路 19 結(jié)束語 畢業(yè)設(shè)計(jì)是對我在學(xué)校期間所得到的知識(shí)積淀的一次檢驗(yàn)，同時(shí)對于我而言，也是一次較大的挑戰(zhàn)，通過畢業(yè)設(shè)計(jì)我學(xué)到了很多新的知識(shí)，很多以前在課本上無法學(xué)到的技巧。指導(dǎo)老師的嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)態(tài)度、淵博的知識(shí)、無私的奉獻(xiàn)精神使我深受的啟迪。在此我向所有幫助過我的老師及同學(xué)表示感謝，最后也感謝我的父母，正是他們對我一如既往的支持，才有我的今天。 “紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行 ”，由此看來實(shí)踐的重要，通過幾個(gè)月的努力，學(xué)到了很多的東西，最重要的是我自己動(dòng)手把我學(xué)習(xí)的知識(shí)用于實(shí)踐，做出成功的作品，這才算真正學(xué)習(xí)到了東西。 作為一個(gè)初學(xué)者，從想法的產(chǎn)生，到想法理論上的可行性，以及到最后的設(shè)計(jì)完成，雖然過程很坎坷，但我都堅(jiān)持過來了，設(shè)計(jì)的完成讓我興奮不已，它給予了我信心，我以后會(huì)繼續(xù)努力。 R680ΩLE D 1 LE D 2 LE D 3 LE D 4 LE D 5 LE D 6 LE D 7 LE D 8320 圖 312 光源電路的設(shè)計(jì) 系統(tǒng)總電路 各單元電路的設(shè)計(jì)與仿真完成后 ， 最后連接各單元電路 ， 系統(tǒng)總體電路如圖 313所示 。雙擊邏輯分析儀 圖標(biāo)得到如圖 311所示的結(jié)果 ， 從圖中可以看到彩燈循環(huán)的整個(gè)過 程 ，00000000→10001000→11001100→11101110→11111111→00000000→00010001→00110011→01110111→11111111→00000000，從波形圖上我們還可以看到信號(hào)在輸入脈沖的作用下，波形變化的速度快慢自動(dòng)調(diào)節(jié)。 JK 觸發(fā)器 74LS112和與非門 7420構(gòu)成方向控制電路，通過 74LS194的控制端 S S0，控制兩片移位寄存器交替轉(zhuǎn)換為左移和右移工作方式 ， 當(dāng)右移串行輸入端 SR 和左移串行輸入端 SL 都固定輸入高點(diǎn)平 “1”時(shí)，輸出端 QA、 QB、 QC 和 QD 在連續(xù)脈沖的作用下依次左移或右移。 15 圖 38 數(shù)據(jù)選擇電路的仿真 同向遞增控制電路的設(shè)計(jì) 用兩片雙向移位寄存器 74LS19一片 JK 觸發(fā)器和一個(gè)與非門構(gòu)成 4路彩燈循環(huán)控制器，如圖 310。 當(dāng)數(shù)據(jù)選擇器的地址輸入端有信號(hào)輸入時(shí)，根據(jù)輸入的信號(hào)選擇相應(yīng)的輸出信號(hào)。數(shù)據(jù)選擇電路的電路圖如圖 38。雙擊示波器的圖標(biāo)得到如圖 36 13 所示的結(jié)果 ， 從圖中 可以看到震蕩電路的周期為 ， 和理論值 T4基本一致。 我們這里只取 QA 的 14腳 、 QB 的 13腳 、 QC 的 12腳的值，計(jì)數(shù)由 0000→0001→0010→0011→0100當(dāng)輸出端 QC 的 12腳變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，置 0輸入端 ?CLR 就會(huì)接到一個(gè)復(fù)位信號(hào)，使輸出端 QA、 QB、 QC、 QD 全部變?yōu)榈碗娖健?74160具有異步清零和同步置數(shù)的功能，我們用異步置 0法獲得 4位的地址輸出信號(hào)。從圖 34中可以看出二進(jìn)制計(jì)數(shù)器具有分頻器功能，輸出信號(hào) QA、 QB、QC、 QD 的頻率分別是輸入脈沖頻率的 21 、 41 、 81 、 161 ，也即能夠?qū)崿F(xiàn)對輸入脈沖的 16分頻。同時(shí)，進(jìn)位端 RC0就輸出一個(gè)進(jìn)位脈沖，作為下一級(jí)計(jì)數(shù)的時(shí)鐘信號(hào)。 電容 C1的充電時(shí)間 : T1=(R1+R2)C1= (31) 電容 C1的放電時(shí)間 : T2=R2C1= (32) 故電路 振 蕩周期為 : T3=(R1+2R2)C1= (33) 由圖 32仿真電路的波形圖知，產(chǎn)生矩形脈沖的周期為 ,與理論分析的數(shù)值基本一致。同時(shí)集成塊內(nèi)部的放電管截止， 7腳被懸 空，電源又通過 R R2向 C1充電，使 6腳和 2腳的電壓不斷提高 ， 如此反復(fù) 形成振蕩 ， 輸出矩形波 ， 為計(jì)數(shù)器提供脈沖源。同時(shí)，由于電源經(jīng)電阻 R1和 R2向 C1充電，電路進(jìn)入一個(gè)暫穩(wěn)態(tài)，并隨著電容 C1的充電，使 6腳和 2腳的電壓不斷提高。 表 25 74LS112功能表 輸入 輸出 ～ 1PR ～ CLR 1CLK 1J 1K 1Q ～ 1Q 0 1 1 0 1 0 0 1 0 0 不定 不定 1 1 ↓ 0 0 Q0 ～ Q0 1 1 ↓ 0 1 0 1 1 1 ↓ 1 0 1 0 1 1 ↓ 1 1 ～ Q0 Q0 9 3 電路設(shè)計(jì)與仿真 分頻電路的設(shè)計(jì)和仿真 分頻電路是由一塊 555定時(shí)器和一塊 4位同步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器 74LS161構(gòu)成的，能實(shí)現(xiàn)對輸入脈沖的 16分頻。 (3)保持：取～ CLR=1， ～ 1PR=1，如 1J=1K=0時(shí) ， 觸發(fā)器保持原來的狀態(tài)不變，即使在 CP 下降沿作用下，電路狀態(tài)也不會(huì)改變。 表 24 74HC153真值表 7 輸入 輸出 B A ?1G 1C0 1C1 1C2 1C3 1Y 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 0 1 0 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 JK 觸發(fā)器 74LS112 74LS112是由兩個(gè)獨(dú)立的下降沿觸發(fā)的 JK 觸發(fā)器，具有異步清 0、 異步置位的功能，對應(yīng)的邏輯符號(hào)如圖 25。通過給定不同的地址代碼 (即 A， B 的狀態(tài) )，即可從 4個(gè)輸入數(shù)據(jù)中選出所要的一個(gè)，并送至輸出端 Y。 ?CLR 是 74LS194的清零輸入端 ， 清零是異步清零； A?D 為 4個(gè)數(shù)據(jù)并行置入端； SL、SR 分別是左移和右移串行輸入端。 當(dāng) S1S0＝ 00時(shí)：寄存器保持原來狀態(tài)。圖 23為 74LS194的邏輯符號(hào)。 表 22是 74LS161的功能表，它給出了當(dāng) ENP、 ENT 為不同取值時(shí)電路的工作狀態(tài)。在上升沿出現(xiàn)時(shí)，將 A、 B、 C、D 的值分別置入 QA、 QB、 QC、 QD 中。 74LS161是具有異步清零功能的，可預(yù)置數(shù)的 4位同步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器。此時(shí)，不管 2腳、 6腳為何電位，均不能改變這種狀態(tài)。當(dāng)觸 發(fā)信號(hào)加到 6腳時(shí)，且電位高于 32 VCC 時(shí)，此時(shí)若 2腳電平高于 31 VCC 時(shí)， 3腳輸出低電平。 時(shí) 分 產(chǎn) 生 器 1分 頻 電 路時(shí) 分 產(chǎn) 生 器 2 地 址 產(chǎn) 生 器同向遞增控制電路數(shù)據(jù)選擇器光源電路 圖 11 系統(tǒng)框圖 硬件選擇 555定時(shí)器 3 555定時(shí)器是一種多用途的數(shù)字 ——模擬集成電路，利 用它能極方便地構(gòu)成 ， 施密特觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多諧振蕩器， 555定時(shí)器的邏輯符號(hào)如圖 21。同步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器 74160接成四進(jìn)制計(jì)數(shù)器，以第二片 555定時(shí)器輸出的時(shí)鐘信號(hào)為 CP 脈沖，生成自動(dòng)加 1且循環(huán)變化的地址信號(hào)。 (3)該控制 器 電路具有 4路輸出。 2 2 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 系統(tǒng)功能 本設(shè)計(jì)采用雙向移位寄存器 74LS194， 作為 控制 彩燈循環(huán)的主要器件 。 Multisim10提供了從分立元件到集成元件 ， 從無源器件到有源器件 ， 從模擬器件到數(shù)字器件甚至高頻類元器件及機(jī)電類元器件龐大的元器件庫 ， 并且提供了功能強(qiáng)大、設(shè)備齊全的虛擬儀器和能滿足各種分析需求的分析方法。 而在彩 燈的控制方面，經(jīng)查閱相關(guān)資料知，國內(nèi)外現(xiàn)今彩燈控制主要有以下 方法：采用單片機(jī)和 DSP 控制，單片機(jī)和 DSP 在通信，信號(hào)處理，自動(dòng)化等諸多領(lǐng)