三種圖案霓虹燈控制器課程設計說明書(編輯修改稿)
2025-06-07 22:38 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 作頻率35MHz，6T/12T可選。51單片機P0口內(nèi)部沒有上拉電阻，為高阻態(tài)，所以不能正常地輸出高/低電平，因此該組I/O口在使用時務必要外加上拉電阻。從0和1表示的LED亮暗狀態(tài)中我們可以發(fā)現(xiàn)第一個圖案搖擺狀態(tài)可以看作是0101和1010的重復轉(zhuǎn)換，鑒于單片機P0口地址為8位，所以看做是00000101和00001010的轉(zhuǎn)換，每次轉(zhuǎn)換一次，整個狀態(tài)重復六次；對于第二個狀態(tài)，則看作是00000111,00001011,000001101，00001110的循環(huán)轉(zhuǎn)換，每次裝換一次，整個狀態(tài)重復三次；第三個狀態(tài)則看作00001111的循環(huán)左移，每次移動一位，整個狀態(tài)重復兩次。 對于各個圖案的循環(huán)我們通過for(。)循環(huán)控制，對于整個大循環(huán)則通過while(1)循環(huán)實現(xiàn)。針對每一步的延遲１秒，以及燈變化的人眼分辨時間則通過執(zhí)行一個timems(int)來實現(xiàn)，編程過程中我們通過調(diào)試timems(int)部分的程序，以達到人眼能清楚分辨LED燈的明暗變化和各個圖案轉(zhuǎn)換之間的１秒間隔的要求。編程后經(jīng)檢查無誤，編譯生成一個hex文件，導入到protues里的單片機進行仿真檢驗。圖1 單片機設計電路圖 小組方案：門電路法：對于設計要求的圖案，搖擺圖案（0101←→1010）采用具有數(shù)據(jù)選擇功能的74LS151芯片和雙時鐘4位二進制同步可逆計數(shù)器74LS193來實現(xiàn)；對于第二種暗點循環(huán)圖案（0111→1011→1101→1110→0111），采用二進制譯碼器74LS139和雙時鐘4位二進制同步可逆計數(shù)器74LS193來實現(xiàn)；而對于第三種逐個點亮和逐個熄滅的圖案（0000→1000→1100→1110→1111→0111→0011→0001→0000）則采用具有移位寄存功能的74LS199芯片來實現(xiàn)；對于循環(huán)次數(shù)的要求則是通過74LS193和74LS194芯片實現(xiàn)；而圖案轉(zhuǎn)換間的1秒間隔則采用555定時器構成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器來實現(xiàn)；整個系統(tǒng)使用的時鐘脈沖則通過555定時器構成的多諧振蕩器來實現(xiàn)。：圖2門電路法電路原理圖74LS151為互補輸出的8選1數(shù)據(jù)選擇器，引腳排列如圖所示：圖3 74LS151引腳圖選擇控制端（地址端）為C～A，按二進制譯碼，從8個輸入數(shù)據(jù)D0～D7中，選擇一個需要的數(shù)據(jù)送到輸出端Y，G為使能端，低電平有效。 （1）使能端G＝1時，不論C～A狀態(tài)如何，均無輸出（Y＝0，W＝1），多路開關被禁止。838電子 （2）使能端G＝0時，多路開關正常工作，根據(jù)地址碼C、B、A的狀態(tài)選擇D0～D7中某一個通道的數(shù)據(jù)輸送到輸出端Y。 如：CBA＝000，則選擇D0數(shù)據(jù)到輸出端，即Y＝D0。新藝圖庫 如：CBA＝001，則選擇D1數(shù)據(jù)到輸出端,即Y＝D1，其余類推。74LS151功能表:表1 74LS151功能表4LS139 為兩個2線－4 線譯碼器，共有 54/74S139和 54/74LS139 兩種線路結構型式，當選通端（G1）為低電平，可將地址端（A、B）的二進制編碼在一個對應的輸出端以低電平譯出。 若將選通端（G1）作為數(shù)據(jù)輸入端時，139 還可作數(shù)據(jù)分配器。74LS139的邏輯功能表如表2所示，引腳圖如圖8所示：表2 74LS139邏輯功能表 圖3 74LS139引腳圖及邏輯圖74LS199的邏輯功能表如下表所示：表3 74LS199邏輯功能表 方案比較經(jīng)過仿真驗證，個人與小組兩種方案都能很好的實現(xiàn)三種霓虹燈圖案的控制，各有各的優(yōu)缺點，對于個人方案即單片機控制的移位法和編碼法，器件線路簡單，連接方便，只需搭建單片機最小電路，編寫控制程序并導入即可實現(xiàn)，調(diào)試與改善電路都較為方便，方法也更為智能化，但是考慮到若將此設計應用于批量生產(chǎn)與應用，則單片機成本較為昂貴，而且頗有大材小用的味道；而對于小組的門電路法，采用74LS系列集成芯片、555定時器和一些邏輯門電路搭建，成本較低，有利于設計的批量生產(chǎn)和應用推廣，但是由于芯片較多，線路較為復雜，所以存在著連接、檢查、調(diào)試與改善電路時較為繁瑣的缺點，同時占用空間也較大，導致成品內(nèi)部結構較為復雜。3. 部分電路及程序設計1）按鍵復位按鍵復位就是在復位電容上并聯(lián)一個開關，當開關按下時電容被放電、RST也被拉到高電平，而且由于電容的充電，會保持一段時間的高電平來使單片機復位。 按鍵復位電路2）振蕩電路單片機系統(tǒng)里都有晶振，在單片機系統(tǒng)里晶振作用
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