【正文】 接線連接的故障檢測 ， 最終確定問題出在哪里，排查修理。 做完上述工作后開始連接線路，我們在做完光敏器件檢測電路和脈沖發(fā)生電路后進行了統(tǒng)一的檢測 ，檢測結(jié)果正常，檢測的結(jié)果 可如下表示 ： 然后是 D觸發(fā)器分頻電路 ， 輸出正常， 輸出波形如圖所示： 在連接 74138 電路時我們遇到了困難，因為沒有完整的認識整塊芯片，所以在 接 入芯片后發(fā)現(xiàn)芯片不能輸出信號，后來經(jīng)過查找資料以及詢問同學發(fā)現(xiàn)了問題所在，問題在十四以及十一管腳上，經(jīng)過調(diào)整后，解決了問題，輸出了信號。在這塊面包板下面的面包板上，我們組放置了反饋電路和數(shù)字邏輯電路所需要的部分新片，因為這部分電路所需要的芯片多且雜亂，這部分電路作為輔助電路輔助上面的芯片。我們組將光敏控制電路和脈沖發(fā)生電路放在了面包板上靠近電阻電容區(qū)域的位置， 這樣使得接線的長度減少很多。 檢查該區(qū)域電路，更換了 74L20 芯片 重新檢測，沒有改變 仍然是循環(huán)不正常 繼續(xù)檢測電路，仍該是循環(huán)電路問題 將 D觸發(fā)器進行置一操作 問題解決 在電路安裝與調(diào)試的過程中，遇到的主要問題有，芯片的管腳功能無法確定，閑置管腳的處理方式不確定，如何達到最優(yōu)的線路連接，線路連接完畢后的故障排除等。 將芯片 14 管腳接入高電平 芯片正常工作 LED 陣列無法進行循環(huán) 循環(huán)結(jié)束判別電路的問題 檢測該區(qū)域電路，發(fā)現(xiàn)管腳松動，固定管腳。 在加減的過程中 D 觸發(fā)器的 CP 脈沖始終為 0，只有當減到 000 或 加到 111時，才會產(chǎn)生 1信號是 D 觸發(fā)器翻轉(zhuǎn) ， 如此循環(huán)往復(fù)。 在進行減法計數(shù)時，控制 Up 端的與非門輸 出始終為 1，同時控制 Down端的與非門輸出由高頻率脈沖決定，進而控制計數(shù)器的減法計數(shù)。 當開始計數(shù)時， 74192 首先進行加法計數(shù)，此時圖示 D觸發(fā)器輸出 Q端為 1，非 Q端為 0，控制 Down端的與非門輸出始終為 1， 而 控制 Up端的與非門輸出由低頻率脈沖決定，進而控制計數(shù)器的加法計數(shù)。 在循環(huán)結(jié)束判別電路中，對于三輸入與門，只有當輸入為 111時輸出為 1，對于三輸入或非門，只有當輸入為 000 時輸出為 1。多諧振蕩器產(chǎn)生的脈沖經(jīng) D觸發(fā)器分頻后頻率變?yōu)樵瓉硪话?，這低頻率脈沖用來控制加法計數(shù)。 參數(shù)選擇：電阻 R R2 和電容 C的參數(shù)選擇是由所需要的脈沖來決定的，根據(jù)所需要的脈沖的充電時間和放電時間解出參數(shù)數(shù)值。 首先， 電源 Vcc 經(jīng) R1 和 R2 給電容 C充電， 當 u上升到 電源電壓 Vcc 的三分之二 時， U2=U6=（ 2/3） Vcc， 輸出電壓為低電平，放電管 T導通，電容 C經(jīng) R放電端 7（ DIS） 放電 ， u 開始下降，當下降到 三分之一 Vcc 時， U2=U6=（ 1/3）Vcc，輸出電壓為高電平 ， 同時放電管 T截止，放電端 7（ DIS） 斷開，電源 Vcc又經(jīng) R1和 R2 給電容 C充電，使 u上升。將 OUT端與產(chǎn)生脈沖的多 諧 振蕩器 RES 端相連 就能 起到控制彩燈白天不亮夜晚亮的作用。 、仿真與分析 （一）光敏器件檢測電路 光敏電阻 一端與 10 千歐的電阻連接，另一端接 VCC，電阻另一端接地，光敏電阻與電阻的共同端接 555的 THR、 TRI端， OUT 為輸出端。 ④ 每完成一次計數(shù)循環(huán)通過循環(huán)結(jié)束判別電路的判斷由加法計數(shù)改為減法計數(shù)，或由減法計數(shù)改為加法計數(shù)， 循環(huán) 往復(fù)。 ② 由 555 定時器組成的多 諧 振蕩器產(chǎn)生脈沖信號控制彩燈的逆向循環(huán)，同時經(jīng)由 D觸發(fā)器分頻產(chǎn)生的低頻率脈沖 控制彩燈正向循環(huán) 。 三 ． 設(shè)計思路及原理 : 彩燈控制器由六部分組成：脈沖發(fā)生 部分 ，光敏器件檢測電路，加減控制，可逆計數(shù)器，循環(huán)結(jié)束判別，以及邏輯電路。 緊接著按逆向循環(huán)閃亮 → 全亮 → 黃 → 黃綠→ 綠 → 紅綠 → 紅→全滅，如此往復(fù)循環(huán) ,產(chǎn)生移 動方向變化的“流水”效果。由電子電路實現(xiàn)一個可正向循環(huán)、逆向循環(huán)效果的彩燈控制器。 詳細說明了彩燈控制器的工作原理以及其各個組成部分 ，記錄了我們在整個設(shè)計過程中對各部分電路設(shè)計方案的選擇、元器件的篩選、以及對它們的調(diào)試、對調(diào)試結(jié)果的分析等等。 課程名稱： 移動方向可逆的彩燈控制器 系 部： 電子科學與應(yīng)用物理學院 專業(yè)班級： 學生姓名： 指導教師： 完成時間： 設(shè)計報告 一 ． 內(nèi)容提要 : 在街道、商場或公共場所通常裝有各種五彩斑斕的燈飾，美化人們的生活空間。 本文介紹了由電子電路設(shè)計的一個彩燈控制器， 控制紅綠黃三個燈，按一定規(guī)律依次閃亮，即由電子電路實現(xiàn)一個可正向循環(huán)、逆向循環(huán)效果的彩燈控制器。 二 ． 設(shè)計內(nèi)容及要求 : 用電子電路設(shè)計一個彩燈控制器，控制紅綠黃三個燈，按一定規(guī)律依次點亮。 （ 1）． 控制紅、綠、黃一組彩燈循環(huán)閃亮，變化的規(guī)律是：先按正向循環(huán)閃亮， 全滅 → 紅 → 紅綠 → 綠 → 黃綠 → 黃 → 全亮 → 全滅。 （ 2）． 正向循環(huán)閃亮速度慢， 逆向循環(huán)閃亮速度快 （ 3）． 彩燈白天不亮，夜晚自動亮。 ① 用光敏電阻 檢測電路 檢測周圍環(huán)境的光強， 用來 區(qū)分白天夜晚， 以 控制彩燈的亮滅。 ③ 兩脈沖分別送入可逆計數(shù)器的 Down 端和 Up端 ， 用來控制計數(shù)器 的加法計數(shù)和減法計數(shù)。 ⑤ 最后， 由可逆計數(shù)器的輸出端通過邏輯電路控制彩燈的亮滅 規(guī)律，以達到要求產(chǎn)生的效果 。白天光敏電阻的電阻小， OUT 端輸出低電平，夜晚光敏 電阻的電阻大， OUT 端輸出高電平。 （二） 脈沖發(fā)生電路 光敏器件檢測電路 脈沖發(fā)生 可逆計數(shù)器 邏 輯 電 路 紅 黃 綠 Q2 Q1 Q0 D CP 加減控制 正向循環(huán)結(jié)束、逆向循環(huán)結(jié)束判別 時鐘快慢 控制 在 555 定時器內(nèi)部， 2個比較器出發(fā)輸入端 6（ THR）和 2（ TRI）是接在一個端點上并跟電容 C連接，如果這個端點上的電容電壓 u 變動，會同時導致兩個比較器的輸出電平改變，使 RS 觸發(fā)器的輸出改變。這樣周而復(fù)始，電容電壓 u形成了一個周期性充電放電的 波形，輸出電壓就形成周期性的矩形脈沖 ，此脈沖用來控制減法計數(shù)。 充電時間 T1： T1 =(R1+R2)C= (10+40) 10=350ms 放電時間 T2： T2 =(R2 C)= 40 10=280ms f=1/（ T1+T2）≈ （三） D觸發(fā)器分頻電路 將 D觸發(fā)器的 D端與非 Q 相連，則從 Q 輸出的脈沖頻率為輸入的 CP脈沖的一半。 （四）計數(shù)器以及加減控制電路 如圖，高頻率脈沖輸入與 Down 端相連的與非門，低頻率脈沖輸入與 Up端相連的與非門，右邊三端分別作為邏輯電路的輸入端 A、 B、 C。所以計數(shù)器只有輸出為 000或 111 時，二輸入 或門的輸出方為 1，才能使 D觸發(fā)器發(fā)生一次偏轉(zhuǎn)。 計數(shù)從 000開始逐漸增加， 當計數(shù)達到 111時，由循環(huán)結(jié)束判別電路產(chǎn)生一個 1信號輸入 D觸發(fā)器的脈沖端，從而使 D 觸發(fā)器進行翻轉(zhuǎn)，進行減法計數(shù)。 當數(shù)值減到 000時，由循環(huán)結(jié)束判別電路產(chǎn)生一個 1信號控制 D觸發(fā)器翻轉(zhuǎn) ，進行加法計數(shù) 。 74LS192 的管腳及功能用法 CPU 計數(shù)芯片時鐘脈沖輸入 CPD 倒計時時鐘脈沖輸入 MR 異步主復(fù)位（清除）輸入 PL 異步并行負載（低電平）輸入 Pn 并行數(shù)據(jù)輸入 Qn 觸發(fā) 器輸出 TCD 終端倒計時輸出 TCU 終端數(shù)最多輸出 Vcc 接電源 GND 接地 （五）控制燈泡亮滅規(guī)律的邏輯電路 計數(shù)器輸出信號與邏輯信號的關(guān)系： 2Q 1Q 0Q 紅 X 綠 Y 黃 Z 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 根據(jù)真值表，可寫出最小項表達式，如下： X=∑ （ 1， 2， 6） Y=∑ （ 2， 3， 4， 6） Z=∑ （ 4， 5， 6） 3． 電路的安裝與調(diào)試 現(xiàn)象記錄 原因分析 解決措施 效果 74L138 芯片無輸出信號 芯片沒有正常工作，應(yīng)該是芯片管腳接入問題。 開始循環(huán) LED 陣列循環(huán)不正常，在 111與 000 之間循環(huán) 循環(huán)結(jié)束判別電路的問題，應(yīng)該是循環(huán)的判定 信號