循環(huán)彩燈課程設(shè)計-在線瀏覽
2025-03-01 04:52本頁面
【正文】 的模擬 /數(shù)字電路板的設(shè)計工作。通過 Multisim 和虛擬儀器技術(shù)，工作者 可以完成理論到原理圖捕獲與仿真再到原型設(shè)計和測試這樣一個完整的綜合設(shè)計。通過設(shè)計輸入仿真、PCB 繪制編輯、布線、信號完整性分析和設(shè)計輸出等技術(shù)融合， DXP 提供了全面的設(shè)計解決方案。 2 2. 設(shè)計方案 課題任務(wù) 設(shè)計一個循環(huán)彩燈， 彩燈數(shù)量為 8 個， 8 個彩燈從左到右依次點亮，然后依次熄滅， 每兩個相鄰燈 點亮和熄滅的時間間隔為 1 秒。 任務(wù)分析 根據(jù)設(shè)計任務(wù)可知 ， 該設(shè)計共有 8 個 LED 燈，點亮形式為逐個點亮，直至全部點亮，然后逐個熄滅，因此每個 LED 燈亮燈時間為 8 秒 。 再選用移位寄存器 74LS164，該寄存器通過輸入端輸入高低電平， 將脈沖信號依次左右或上下傳遞，將移位寄存器 74LS164 最高位 輸出端 作為 74LS00 與非門 的輸入端， 74LS00 與非門 的輸出端作為移位寄存器 74LS164 的輸入端，以此達(dá)到脈沖信號的改變，從而實現(xiàn) 8 個 LED 燈 逐漸點亮 和 逐漸 熄滅。用它可以構(gòu)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、多諧振蕩器和施密特觸發(fā)器等多種電路。 555 定時器的邏輯符號如圖 1 所示 。 表 1 555 定時器的功能表 輸 入 輸 出 DR? UTH UTR UO TD 0 1 1 1 1 CC2V3? CC2V3? CC2V3? CC2V3? CC1V3? CC1V3? CC1V3? CC1V3? 低電平 低電平 不變 高電平 高電平 導(dǎo)通 導(dǎo)通 不變 截止 截止 555 定時器可以很方便地構(gòu)成多諧振蕩器，多諧振蕩器是一種無穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，接通電源后，不需外加觸發(fā)信號，就能產(chǎn)生矩形波輸出。 多諧振蕩器是一種常用的脈沖波形發(fā)生器 ， 觸發(fā)器和時序電路中的時鐘脈沖一般是由多諧振蕩器產(chǎn)生的。電源電壓取 5V， 選 用占空比為 2/3 的脈沖信號，理論上 R R2應(yīng)均為 48k，電容 C 為 10uF， 但 實際應(yīng)用中 R R2阻值 選的 分別為 47k、 51k。 由 555 定時器構(gòu)成的時鐘信號產(chǎn)生電路如圖 2 所示。 設(shè)計 時 把 555 定時器的輸出端 OUT 接 74LS164 的 CLK 端，在 時鐘脈沖 上升沿的作用下，輸入數(shù)據(jù)被送入移位寄存器。當(dāng)移位寄存器的輸入端輸入為高電平時，輸出端依次移位，使彩燈點亮，移動到最高位時，輸入端經(jīng)過 與非門 后轉(zhuǎn)化為低電平，從而彩燈依次熄滅，形成了循環(huán)。 123U3ASN74LS00NMR9CLK8A1B2Q03Q14Q25Q36Q410Q511Q612Q713VCC14GND7U2SN74LS164NGNDVCC 圖 3 驅(qū)動電路的連接方式 3. 輸出電路設(shè)計 輸出電路有 8 個 發(fā)光二極管、 8 個 100 歐姆的電阻。輸出電路如圖 4 所示。系統(tǒng)整體電路設(shè)計完成后，要進行認(rèn)真的檢查之后再對系統(tǒng)整體進行仿真，來驗證設(shè)計的正確性。若影響，要進行修改，直到仿真成功為止。在仿真過程中，我們仿真的周期為 ，而實際上周期應(yīng)該為 1s，這是由于仿真軟件的仿真環(huán)境沒有設(shè)置好，經(jīng)過老師的設(shè)置，最終仿真周期變成 1s，仿真誤差為： %%1 8 ???? T 用 555 定時器構(gòu)成的多諧振蕩器的振蕩頻率理論值為 1Hz，可能因為電壓的不穩(wěn)定，在開始時彩燈亮的時間并不為 1s，在循環(huán)過一次后，彩燈按照時長為 1秒進行依次發(fā) 亮， 電路仿真的結(jié)果為 8 個 彩燈 逐漸 發(fā)亮，然后 逐漸 熄滅，并且亮燈時間為 8 秒，依次循環(huán)。 仿真 原理圖和時鐘脈沖輸出結(jié)果分別如 圖 圖 6 所示。 6 5 5 5 _ V I R TU A LTi m e rGNDDISOUTRSTVCCTHRCONTRI47kΩR151kΩR21 0 uFC1 0 nFCf5VVs84U17 4 LS 1 6 4 NQA3QB4QC5QD6A1B2~CLR9CLK8QE10QF11QG12QH13LE D 1LE D 2LE D 3LE D 4LE D 5LE D 6LE D 7LE D 8R3100Ω2R4100Ω3R5100Ω5R6100Ω6R7100Ω9R8100Ω10R9100Ω11R 1 0100Ω12013141516171819U 2 A7 4 LS 0 0 N2022XSC1A BE x t T r i g++__+_
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