八路彩燈循環(huán)顯示控制電路課程設(shè)計

1、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　1前言1</b></p><p><b>　　1.1序言1</b></p><p>　　1.2目前彩燈的應(yīng)用情況1</p><p>　　1.3主要工作概述2</p><p>

2、　　2 總體方案設(shè)計3</p><p><b>　　2.1方案比較3</b></p><p>　　2.2 方案論證4</p><p><b>　　2.3方案選擇4</b></p><p>　　3.單元模塊電路設(shè)計5</p><p>　　3.1時鐘信號發(fā)生器5<

3、;/p><p>　　3.2 序列信號發(fā)生器7</p><p>　　3.3 移位輸出顯示電路13</p><p><b>　　4軟件設(shè)計16</b></p><p>　　4.1Proteus仿真軟件16</p><p>　　4.2 Altium designer軟件16</p>

4、<p>　　4.3軟件的設(shè)計結(jié)構(gòu)18</p><p><b>　　5 系統(tǒng)調(diào)試19</b></p><p>　　5.1 脈沖信號發(fā)生器的調(diào)試19</p><p>　　5.2序列信號發(fā)生器和以為輸出顯示電路調(diào)試20</p><p>　　5.3整體電路的調(diào)試20</p><p>　

5、　5.4系統(tǒng)實現(xiàn)的功能21</p><p>　　6設(shè)計總結(jié)與收獲22</p><p><b>　　7 參考文獻(xiàn)24</b></p><p>　　附錄：彩燈顯示控制電路原理圖25</p><p><b>　　1前言</b></p><p><b>　　1.1序

6、言</b></p><p>　　由于集成電路的迅速發(fā)展，使得數(shù)字邏輯電路的設(shè)計發(fā)生了根本性的變化。在設(shè)計中更多的使用中，規(guī)模集成電路，不僅可以減少電路組件的數(shù)目，使電路簡捷，而且能提高電路的可靠性，降低成本。因此用集成電路來實現(xiàn)更多更復(fù)雜的器件功能則成為必然。隨著社會市場經(jīng)濟(jì)的不斷繁榮和發(fā)展，各種裝飾彩燈、廣告彩燈越來越多地出現(xiàn)在城市中。在大型晚會的現(xiàn)場，彩燈更是成為不可缺少的一道景觀。小型的彩燈多為

7、采用霓虹燈電路則不能勝任。在彩燈的應(yīng)用中，裝飾燈、廣告燈、布景燈的變化多種多樣，但就其工作模式，可分為三種主要類型：管做成各種各樣和多種色彩的燈管，或是以日光燈、白熾燈作為光源，另配大型廣告語、宣傳畫來達(dá)到效果。這些燈的控制設(shè)備多為數(shù)字電路。而在現(xiàn)代生活中，大型樓宇的輪廓裝飾或大型晚會的燈光布景，由于其變化多、功率大，數(shù)字長明燈、流水燈及變幻燈。長明燈的特點(diǎn)是只要燈投入工作，負(fù)載即長期接通，一般在彩燈中用以照明或襯托底色，沒有頻繁的動態(tài)

8、切換過程，因此可用開關(guān)直接控制，不需經(jīng)過復(fù)雜的編程。流水燈則包括字形變化、色彩變化、位置變化等，其主要特點(diǎn)是在整個工作過程中周期性地花樣變化。</p><p>　　本文所要設(shè)計的彩燈是用八個發(fā)光二極管代替的，能通過外部開關(guān)的操作，來實現(xiàn)彩燈亮點(diǎn)的左移、右移、全亮、全滅的效果。因此其會在越來越多的場合中使用，這使本設(shè)計具有很大的借鑒意義。這種控制電路可靠性，靈活性高，使用范圍廣，特別適合中小城市的交通燈、霓虹燈等的

9、應(yīng)用。而且，它對其他類似系統(tǒng)的開發(fā)具有一定的借鑒意義。</p><p>　　1.2目前彩燈的應(yīng)用情況 </p><p>　　LED彩燈由于其豐 富的燈光色彩，低廉的造價以及控制簡單等特點(diǎn)而得到了廣泛的應(yīng)用，用 彩燈來裝飾街道和城市建筑物已經(jīng)成為一種時尚。彩燈廣泛應(yīng)用于流水燈、跑馬燈、鴛鴦戲水燈、流水燈、控制功能，并給出了具體的硬件電路和相應(yīng)的程序。此課題設(shè)計具有很大現(xiàn)實意義，LED彩燈廣泛

10、應(yīng)用于商業(yè)街廣告燈，也可作為歌廳、酒吧照明燈，在超大屏LED設(shè)計中也應(yīng)用了此類的設(shè)計思想，隨著近幾年LED技術(shù)的不斷發(fā)展LED發(fā)亮度得到了很大提高。</p><p><b>　　1.3主要工作概述</b></p><p>　　本文所要設(shè)計的八路彩燈的功能要求是通過手動開關(guān)操作，實現(xiàn)彩燈的兩亮兩滅的左移右移和全亮全滅的功能。以及在正式試驗之前對彩燈的預(yù)置數(shù)功能，本實驗的

11、擴(kuò)展功能也可以實現(xiàn)一亮一滅，三亮一滅，或者兩亮的循環(huán)移位功能。</p><p>　　本課題內(nèi)容屬于軟件電路的設(shè)計與應(yīng)用方面，實現(xiàn)過程包括總體方案的提出比較及選擇、電路原理設(shè)計、元器件（芯片）參數(shù)計算。針對現(xiàn)在彩燈的廣泛應(yīng)用，可見彩燈循環(huán)是今后提高節(jié)假日氣氛的重要因之一，它的發(fā)展深度將更為廣泛，使用率將會大幅度提高。本課題設(shè)計的八路彩燈循環(huán)控制電路，在今后的生活中，在投入生產(chǎn)時，可以是多路彩燈，將集成芯片級聯(lián)使用，

12、擴(kuò)展其功能。本設(shè)計是由時鐘信號發(fā)生器電路、序列信號發(fā)生器電路和移位輸出顯示電路組成。負(fù)載變化頻率高，變換速度快，使人有眼花繚亂之感，分為多燈流動、單燈流動等情形，將會更為廣泛的應(yīng)用。 </p><p><b>　　2 總體方案設(shè)計</b></p><p><b>　　2.1方案比較</b></p><p>　　方案一：本方

13、案是由555定時器、7490計數(shù)器、74138譯碼器和74ls794移位寄存器組成。7490計數(shù)器和74138譯碼器及74194移位寄存器的時鐘信號由555振蕩電路提供，改變555的振蕩頻率，即可改變計數(shù)器的計數(shù)快慢，即可控制彩燈閃爍快慢，計數(shù)器的輸出信號輸入至74138譯碼器，由74138譯碼。根據(jù)計數(shù)器輸出不同的計數(shù)結(jié)果，即可控制74138譯碼器譯碼得到8種不同的輸出信號，決定控制彩燈的循環(huán)變化。74138的輸出接在74198的八個

14、數(shù)據(jù)輸入端，可以控制彩燈的循環(huán)移位的方向，即左移和右移。當(dāng)計數(shù)器清零時，可以實現(xiàn)全滅功能.</p><p>　　圖2.1方案一得設(shè)計框圖</p><p>　　方案二：本方案是由555組成的多諧振蕩器作為信號的脈沖發(fā)生器，74161計數(shù)器和74153雙向數(shù)據(jù)選擇器組成的序列信號發(fā)生器以及移位輸出顯示電路所共同組成。555多諧振蕩器組成的信號脈沖源作為74161計數(shù)器、74194移位寄存器的c

15、lk連續(xù)脈沖信號。通過改變電阻、電容的大小，可以改變74161計數(shù)器的計數(shù)快慢程度，74161的輸出端：Q0Q1作為74153的S0S1,Q2控制74153的兩個使能端。雙向數(shù)據(jù)選擇輸入端接SWDIP-8雙端的開關(guān)‘控制它的輸入。74153的兩個輸出端連接一個二輸入的與非門，它的輸出通過連接兩個SWDIP-4接入74194的數(shù)據(jù)輸入端，74194的兩個芯片的S1S0通過SWDIP-2開關(guān)接電源以及電阻到地。改變SWDIP-2的通斷狀態(tài)，

16、可以實現(xiàn)預(yù)置數(shù)，右移、左移的功能。</p><p>　　圖2.2采用方案二的設(shè)計框圖</p><p><b>　　2.2 方案論證</b></p><p>　　方案一：該系統(tǒng)是利用555多諧振蕩器和7490計數(shù)器以及138譯碼器和74194移位寄器的彩燈顯示功能。555發(fā)出脈沖信號，移位寄存器由計數(shù)器和譯碼器控制，1s的時間間隔，讓彩燈實現(xiàn)間亮

17、間滅的功能</p><p>　　方案二：該方案是使用555振蕩脈沖電路和循環(huán)移位控制電路以及彩燈顯示電路實現(xiàn)它的全亮全滅，二亮二滅，以及它的擴(kuò)展功能一亮一滅、三亮一滅的循環(huán)、還有就是在實現(xiàn)各功能之前時的預(yù)置數(shù)功能，此系統(tǒng)都是通過開關(guān)控制的，比較方便。</p><p><b>　　2.3方案選擇</b></p><p>　　上述兩個方案最大區(qū)別就

18、是，方案一采用的是譯碼器輸出控制寄存器，實現(xiàn)功能的。方案二采用的是74153雙向數(shù)據(jù)選擇器輸出端控制移位寄存器的輸入端，中間是開關(guān)連接的。很方便，價格也低廉，通過上述方案的比較，最后我選擇了方案二。</p><p>　　3.單元模塊電路設(shè)計</p><p>　　3.1時鐘信號發(fā)生器 </p><p>　　主要用來產(chǎn)生脈沖信號。因為流水燈對頻率的要求不高，只要能產(chǎn)生高

19、低電平就可以了，且脈沖信號的頻率可調(diào)，所以可以采用555組成多諧振蕩器，其輸出脈沖作為下一級的時鐘信號。555定時器是一種模擬和數(shù)字功能相結(jié)合的中規(guī)模集成器件。一般用雙極性工藝制作的稱為555，用CMOS工藝制作的稱為 7555，除單定時器外，還有對應(yīng)的雙定時器556/7556。555定時器的電源電壓范圍寬，可在5~16V工作，最大負(fù)載電流可達(dá)200mA，7555可在3~18V工作，最大負(fù)載電流可達(dá)4mA，因而其輸出可與TTL、CMOS

20、或者模擬電路電平兼容。555定時器成本低，性能可靠，只需要外接幾個電阻、電容，就可以實現(xiàn)多諧振蕩器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器及施密特觸發(fā)器等脈沖產(chǎn)生與變換電路。</p><p>　　555定時器構(gòu)成多諧振蕩器，組成信號產(chǎn)生電路 接通電源后，VCC通過電阻R1、R2給電容C充電，充電時間常數(shù)為（R1+R2），電容上的電壓vC按指數(shù)規(guī)律上升，當(dāng)上升到VREF1=2VCC/3時，比較器C1輸出高電平，C2輸出低電平，RS=10，觸

21、發(fā)器被復(fù)位，放電管T28導(dǎo)通，此時v0輸出低電平，電容C開始通過R2放電，放電時間常數(shù)約為R2C，vC下降，當(dāng)下降到VREF2=VCC/3時，比較器C1輸出低電平，C2輸出高電平，RS=01，觸發(fā)器被置位，放電管T28截止，v0輸出高電平，電容C又開始充電，當(dāng)vC上升到時VREF1=2VCC/3，觸發(fā)器又開始翻轉(zhuǎn)。如此周而復(fù)始，輸出矩形脈沖。其電路原理圖如3.1所示。</p><p>　　圖3.1555構(gòu)成的多諧

22、振蕩器</p><p>　　按一下運(yùn)行鍵后，可看見輸出端是出現(xiàn)高低電平交替，時間間隔是由電路中的電容和電阻決定。因為課程設(shè)計的任務(wù)中要求時間間隔為一秒，因此在仿真時，電阻和電容值還需要改變。從而改變頻率，將脈沖信號輸出。</p><p>　　脈沖信號發(fā)生器是由555定時器連接而成，工作電壓為+5v。圖3.2所示是555的引腳排列情況，表3.1是它的引腳功能。 </p><

23、;p>　　圖3.2 555管腳圖</p><p>　　將管腳2.6輸入端連接到一起，將管腳5通過一個電容接地，將7管腳通過電阻和電容到地，在通過一個電阻接到電源上，3管腳作為脈沖的輸出端。電容是0.00001F,電阻是40K，電源和端口7之間的電阻是100K，就可以實現(xiàn)時間間隔為一秒。</p><p>　　振蕩周期的計算：多諧振蕩器的振蕩周與兩個暫穩(wěn)態(tài)時間有關(guān)，兩個暫穩(wěn)態(tài)時間分別由電

24、容充電、放電時間決定。設(shè)電路的第一暫穩(wěn)態(tài)和第二暫穩(wěn)態(tài)時間分別為T1、T2，根據(jù)以上分析所得電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換時VI的幾個特征值，可以計算電路振蕩周期的值。T1的計算：t1作為第一暫穩(wěn)態(tài)起點(diǎn)，t2作為第二暫穩(wěn)態(tài)。T1=t2-t1,Vi(0+)==0V,VI(t為無窮大)=VDD,t=RC,根據(jù)RC電路過度過程的分析可知，當(dāng)VI由0v變化到Vth所需要的時間為T1= T2的計算：同理，t2作為第二暫穩(wěn)態(tài)時間起點(diǎn)，有V(0+)=Vdd+V=Vdd,

25、V(t為無窮大)=0v</p><p>　　t=RC,由此可以求出T2=</p><p>　　所以 T=T1+T2= T1=+</p><p>　　將Vth=Vdd/2帶入上式有 T=RCln(4)=1.4RC</p><p>　　所以T=1.4RC=10.00001*R=1</p><p>　　所以 R=10000

26、0=100K</p><p>　　3.2 序列信號發(fā)生器</p><p>　　在數(shù)字信號的傳共有74161和74LS161兩種線路結(jié)構(gòu)模式，其主要電特性的典型值如下：</p><p>　　表3.2序列信號發(fā)生器典型值</p><p>　　數(shù)字系統(tǒng)的測試中，有時需要用到一組特定的串行數(shù)字信號，這種數(shù)字信號稱為序列信號。產(chǎn)生序列信號的電路稱為序列

27、信號發(fā)生器。序列發(fā)生器的構(gòu)成方法有多種，比較簡單、直觀的方法是用計數(shù)器和數(shù)據(jù)選擇器組成?？梢杂伤奈煌蕉M(jìn)制計數(shù)器74LS161和八選一數(shù)據(jù)選擇器74LS151或者雙四選一的數(shù)據(jù)選擇器74LS153組成。</p><p>　　161有超前進(jìn)位功能。當(dāng)計數(shù)溢出時，進(jìn)位端（RCO）輸出一個高電平脈沖，其寬度為QA的高電平部分。下圖3.3是161對應(yīng)的管腳圖，3.2表是它的管腳功能表。</p><p

28、>　　圖3.3 74161管腳</p><p>　　74161是4位二進(jìn)制同步計數(shù)器（異步清零，）161為可預(yù)置的四位二進(jìn)制同步計數(shù)器， 161的清除端是異步的。當(dāng)清零端CLEAR為低電平時，不管時鐘端CLOCK狀態(tài)如何，即可完成清除功能。</p><p>　　161的預(yù)置是同步的。當(dāng)置入控制器LOAD為低電平時，在CLOCK上升沿作用下，輸入端QA-QD與數(shù)據(jù)輸入端A-D相一致。對

29、于74161，當(dāng)CLOCK由 低至高跳變或跳變前，如果控制端ENP、ENT為高電平，則LOAD應(yīng)避免由低至高電平的跳變，而74LS161無此種限制。</p><p>　　161的計數(shù)是同步的，靠CLOCK同時加在四個觸發(fā)器上實現(xiàn)的。當(dāng)ENP、ENT均為高平時，在CLOCK上升沿作用下QA-QD同時變化，從而消除了異步計數(shù)器的計數(shù)尖峰。對于54/74161，只有當(dāng)CLOCK為高電平時，ENP、ENT才允許由高至低電

30、平的跳變，而54/74LS161的ENP、ENT跳變與CLOCK無關(guān)。計數(shù)器是由觸發(fā)器級聯(lián)而成，下圖就有幾個觸發(fā)器構(gòu)成的計數(shù)器。</p><p>　　圖3.4觸發(fā)器構(gòu)成的計數(shù)器</p><p>　　下圖3.4是在TINA軟件中用74ALS161的計數(shù)器所實現(xiàn)的16進(jìn)制計數(shù)器。</p><p>　　3.5 74161計數(shù)器原理圖</p><p>

31、;　　圖3.6 74161計數(shù)器的加計數(shù)仿真圖</p><p>　　74161計數(shù)器，因為是有觸發(fā)器構(gòu)成的，因此，它的的工作條件是在CLK的有效觸發(fā)邊沿有效才行</p><p>　　下圖是計數(shù)器74ALS161的波形圖：</p><p>　　圖3.7 74161波形圖</p><p>　　74ALS153雙向數(shù)據(jù)選擇器：數(shù)據(jù)選擇是指經(jīng)過選擇，

32、把多路數(shù)據(jù)中的某一路數(shù)據(jù)傳送到公共數(shù)據(jù)線上，實現(xiàn)數(shù)據(jù)選擇功能的邏輯電路稱為數(shù)據(jù)選擇器。它的作用相當(dāng)于多個輸入的單刀多擲開關(guān)，74153是一個雙四選一的數(shù)據(jù)選擇器，它是由兩組四選一數(shù)據(jù)選擇器，共有54/74152、54/74LS153、54/74S153三種線路結(jié)構(gòu)模式，其主要電特性典型值如下：</p><p>　　數(shù)據(jù)選擇器（AB）為兩組共用，按二進(jìn)制譯碼，以供兩組從各自的4個數(shù)據(jù)（1C0—1C3,2C0—2C3

33、）中分別選取一個所需的數(shù)據(jù)。只有在兩組各自的選通端（1G,2G）為低電平時才可以選擇數(shù)據(jù)。下圖3.7為74153雙向數(shù)據(jù)選擇器的管腳圖</p><p>　　圖3.7 74153管腳圖</p><p>　　下表是74153的雙向數(shù)據(jù)選擇器的真值表：</p><p>　　只有當(dāng)各自的G在有效狀態(tài)時才開始工作，</p><p>　　下面是類似它的7

34、4151的仿真波形圖</p><p><b>　　74161的波形圖</b></p><p>　　74153的兩個輸出通過一個與非門去控制下一級的輸入，用開關(guān)控制。</p><p>　　下圖是序列信號發(fā)生器的原理圖，是由74161和74153相互連接組合而成：如圖下圖</p><p>　　下圖3.8 74161和7415

35、3級聯(lián)圖</p><p>　　其中74161的CLK是由前一級的555輸出脈沖作為脈沖信號源的。通過控制左上角的swdip-8的開關(guān)，可以控制74153的數(shù)據(jù)輸入端，74161的兩個輸出，控制了74153的地址輸入端。其中161中葉有一個swdip-4de開關(guān)，用于給74161計數(shù)器實現(xiàn)預(yù)置數(shù)功能的作用，161的進(jìn)位端因為沒有作用，所以懸空著的。這樣通過進(jìn)行161和153的組合，就連接成了序列信號發(fā)生器，為信號做

36、輸入準(zhǔn)備。</p><p>　　3.3 移位輸出顯示電路</p><p>　　四位雙向移位寄存器是采用四個SR觸發(fā)器，并在1R和1S輸入之間 接入了一個與非門，這樣構(gòu)成的寄存器，它的最低有效位（LSB）和最高有效位（MSB）的電路排列順序應(yīng)從上到下，從左到右。因此，定義移位寄存器中的數(shù)據(jù)從低位觸發(fā)器移向高位為右移，移向低位為左移。有時要求在移位過程中，數(shù)據(jù)任然保持在寄存器中不丟失。此時，只

37、要將移位寄存器最高位的輸出接至最低位的輸入，或?qū)⒆畹臀坏妮敵鼋又磷罡呶坏妮斎?，變可實現(xiàn)環(huán)形移位寄存器。</p><p>　　用兩個74LS194接成多位雙向移位寄存器，移位寄存器是一個具有移位功能的寄存器，是指寄存器中.所存的代碼能夠在移位脈沖的作用下一次左移或右移，把既能左移又能右移的稱為雙向移位寄存器，只需要改變左右控制信號便可以實現(xiàn)雙向移位要求。根據(jù)移位寄存器存取信息大方式不同分為：串入串出、串入并出、并入

38、串出、并入并出四種形式。我在本課題設(shè)計中采用的是4位雙向通用移位寄存器，74LS194，其邏輯圖如下圖3.9。</p><p><b>　　+ </b></p><p>　　3.9 74194管腳圖</p><p>　　74194有5種不同的操作模式：即并行送數(shù)寄存，右移（方向由Q0-Q3）,左移（方向由Q3-Q0）,保持及清零。</p

39、><p>　　下表為74194的功能真值表：</p><p>　　移位寄存器的應(yīng)用很廣，可構(gòu)成移位寄存器型計數(shù)器，順序脈沖發(fā)生器；串行累加器；可用作數(shù)據(jù)交換，即把串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為并行數(shù)據(jù)，或把并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)。而在本課題中，我們應(yīng)用了它的基本邏輯功能。由于課程設(shè)計任務(wù)的要求，是八路循環(huán)，所以，我采用了兩片74194級聯(lián)，來來作為移位輸出顯示電路。下圖3.10就是本次設(shè)計的移位輸出顯示電路圖

40、：</p><p>　　圖3.10以為輸出顯示電路</p><p>　　在整個設(shè)計中所用到的器件有：定值電阻，滑動電阻，電容，LED燈，74ALS04（反相器）7400（與非門），74ALS161（計數(shù)器），74ALS153（雙向移位寄存器），SWDIP-8(開關(guān)),SWDIP-4(開關(guān))，SW-SPST(單刀單擲開關(guān))，SWDIP-2(開關(guān))，74HC794(移位寄存器)等</p&

41、gt;<p><b>　　4軟件設(shè)計</b></p><p>　　4.1Proteus仿真軟件 </p><p>　　Proteus軟件是來自英國Proteus軟件是來自英國Labcenter electronics公司的EDA工具軟件。Proteus軟件有十多年的歷史，在全球廣泛使用，除了其具有和其它EDA工具一樣的原理布圖、PCB自動或人工布線及電路

42、仿真的功能外，其革命性的功能是，他的電路仿真是互動的，針對微處理器的應(yīng)用，還可以直接在基于原理圖的虛擬原型上編程，并實現(xiàn)軟件源碼級的實時調(diào)試，如有顯示及輸出，還能看到運(yùn)行后輸入輸出的效果，配合系統(tǒng)配置的虛擬儀器如示波器、邏輯分析儀等。</p><p>　　Proteus組合了高級原理布圖、混合模式SPICE仿真,PCB設(shè)計以及自動布線來實現(xiàn)一個完整的電子設(shè)計系統(tǒng)。此系統(tǒng)受益于15年來的持續(xù)開發(fā),被《電子世界》在其

43、對PCB設(shè)計系統(tǒng)的比較文章中評為最好產(chǎn)品—“The Route to PCB CAD”。Proteus 產(chǎn)品系列也包含了我們革命性的VSM技術(shù),用戶可以對基于微控制器的設(shè)計連同所有的周圍電子器件一起仿真。用戶甚至可以實時采用諸如LED/LCD、鍵盤、RS232終端等動態(tài)外設(shè)模型來對設(shè)計進(jìn)行交互仿真。其功能模塊：—個易用而又功能強(qiáng)大的ISIS原理布圖工具；PROSPICE混合模型SPICE仿真； ARES PCB設(shè)計。PROSPICE 仿

44、真器的一個擴(kuò)展PROTEUS VSM:便于包括所有相關(guān)的器件的基于微處理器設(shè)計的協(xié)同仿真。此外，還可以結(jié)合微控制器軟件使用動態(tài)的鍵盤，開關(guān)，按鈕，LEDs甚至LCD顯示CPU模型. 這個仿真軟件比較適合我們初學(xué)者使用，安裝好這個軟件后，打開軟件，就可以在模塊中畫出自己所需要的仿真原理圖。當(dāng)畫好以后，點(diǎn)擊運(yùn)行，就可以進(jìn)行電路仿真了。</p><p>　　4.2 Altium designer軟件</p>

45、;<p>　　Altium Designer符合電子設(shè)計師的要求。Altium的一體化設(shè)計結(jié)構(gòu)將硬件、軟件和可編程硬件集合在一個單一的環(huán)境中，這將令用戶自由地探索新的設(shè)計構(gòu)想。在整個設(shè)計構(gòu)成中，每個人都使用同一個設(shè)計界面。 Summer 09版本解決了大量歷史遺留的工具問題。其中就包括了增加更多的機(jī)械層設(shè)置、增強(qiáng)的原理圖網(wǎng)絡(luò)類定義。新版本中更關(guān)注于改進(jìn)測試點(diǎn)的分配和管理、精簡嵌入式軟件開發(fā)、軟設(shè)計中智能化調(diào)試和流暢的Lic

46、ense管理等功能。</p><p>　　09版本改進(jìn)了在線實時及批量DRC檢測中顯示的傳統(tǒng)違規(guī)的圖形化信息，其含蓋了主要的設(shè)計規(guī)則。 利用與一個可定義的指示違規(guī)信息的掩蓋圖形的合成，用戶現(xiàn)在已經(jīng)可以更靈活的解決出現(xiàn)在設(shè)計中的DRC錯誤。09版本允許用戶在PCB文件中自定義布線網(wǎng)絡(luò)顯示的顏色?，F(xiàn)在，用戶完全可以使用一種指定的顏色替代常用當(dāng)前板層顏色作為布線網(wǎng)絡(luò)顯示的顏色。并將該特性延伸到圖形迭層模式，進(jìn)一步增強(qiáng)了

47、PCB的可視化特性。Altium Designer 09版本為板級設(shè)計新增了16個機(jī)械層定義，使總的機(jī)械層定義達(dá)到32層。其它提升了PCB向Specctra導(dǎo)出數(shù)據(jù)的兼容性 3D單層顯示模式：改進(jìn)了測試點(diǎn)管理系統(tǒng)。</p><p>　　Altium Designer現(xiàn)在可以允許用戶使用網(wǎng)絡(luò)類標(biāo)簽功能在原理圖設(shè)計中將所涵蓋的每條信號線納入到自定義網(wǎng)絡(luò)類之中。當(dāng)從原理圖創(chuàng)建PCB時，就可以將自定義的網(wǎng)絡(luò)類引入到PCB

48、規(guī)則。使用這種方式定義網(wǎng)絡(luò)的分配，將不再需要擔(dān)心耗費(fèi)時間、原理圖中網(wǎng)絡(luò)定義的混亂等問題。09版本將提供更加流暢、高效和整齊的網(wǎng)絡(luò)類定義的新模式。</p><p>　　Altium Designer Summer 09版本提供了裝配變量和板級元件標(biāo)號的圖形編輯能。在編譯后的原理圖源文件中就可以了解裝配變量和修改板級元件標(biāo)號，這個新的特性獎令你從設(shè)計的源頭就可以快速、高效的完成設(shè)計的變更；對于裝配變量和板級元件標(biāo)號變

49、更操作，更重要的是這將提供一種更快速、更直觀的變通方法。Altium Designer已經(jīng)為用戶提供了一種可定制虛擬儀器的功能，在新的版本中您還將看到Altium新增了一種在FPGA內(nèi)利用腳本編程實現(xiàn)可定制虛擬儀器的功能。該功能將為用戶提供一種更直觀、界面更友好的腳本應(yīng)用模式。</p><p>　　在Altium Designer Summer 09版本中，用戶將看到一種全新的虛擬存儲儀（MEMORY_INSTR

50、UMENT）。 就在虛擬儀器內(nèi)部，其就可提供一個可配置存儲單元區(qū)。利用這個功能可以實現(xiàn)從其它邏輯器件、相連的PC和虛擬儀器面板中觀察和修改存儲區(qū)數(shù)據(jù)。 </p><p>　　4.3軟件的設(shè)計結(jié)構(gòu)</p><p><b>　　圖4.1設(shè)計結(jié)構(gòu)圖</b></p><p><b>　　5 系統(tǒng)調(diào)試</b></p>

51、<p>　　5.1 脈沖信號發(fā)生器的調(diào)試</p><p>　　本課程設(shè)計是在Proteus軟件中實現(xiàn)調(diào)試的，調(diào)試的方法很簡單，在繪好原理圖后，就可以進(jìn)行仿真了，在這個軟件里面仿真，如果出現(xiàn)錯誤，會提示你的問題所在。如果你的原理圖設(shè)計中毫無問題的話，那就可以仿真成功，可以實現(xiàn)你預(yù)計中的效果。</p><p>　　因為時鐘信號發(fā)生器就夠較為簡單，因此在繪制好此圖是，進(jìn)行調(diào)試中很順利，

52、沒有出現(xiàn)什么問題，因為時間間隔為一秒通過計算可以知道總電阻約為110K左右。電容為0.00001F.在參數(shù)設(shè)置正確后，在進(jìn)行仿真調(diào)試，時間基本上為一秒的間隔，這個現(xiàn)象可以通過555的輸出端接的LED燈的閃爍確定。</p><p>　　圖5.1時鐘信號發(fā)生器仿真圖</p><p>　　5.2序列信號發(fā)生器和以為輸出顯示電路調(diào)試</p><p>　　由于這個部分包含了4

53、個芯片，因此在調(diào)試的時候出現(xiàn)了一些問題，諸如：1移位輸出電路的脈沖信號控制端該由哪個信號控制出現(xiàn)了問題，經(jīng)過反復(fù)思考其邏輯功能，終于找到了正確答案。2在移位輸出電路中，S1S0操作模式控制端時，也出現(xiàn)了相類似的問題，在經(jīng)過反復(fù)的調(diào)試，改變，再調(diào)試后，也得出了正確的設(shè)計結(jié)果。3其中SL,SR在連接調(diào)試中出現(xiàn)了矛盾，原來是自己把線路連接反了。4接線錯誤：對于第一個問題，主要是線路過多過密導(dǎo)致接線混亂和接線過程中粗心大意產(chǎn)生的。考慮到模擬電路

54、可以實現(xiàn)所要求的功能，因此我們堅持了原先的電路圖，在所接電路上進(jìn)行了仔細(xì)檢查，找出了接錯的接線，并將接線進(jìn)行了整理。</p><p>　　圖5.2序列信號發(fā)生器和移位輸出顯示器的仿真圖</p><p>　　5.3整體電路的調(diào)試</p><p>　　將整體的原理圖繪制好后，將555的輸出端用于控制下級以后的脈沖輸入端，將74ALS153的輸出經(jīng)過與非門后連接到7419

55、4的輸入端所連接著的開關(guān)上進(jìn)行仿真調(diào)試電路實現(xiàn)了預(yù)置數(shù)功能，但是離目標(biāo)還差了一段，但也離目標(biāo)進(jìn)了一步。經(jīng)過調(diào)整移位寄存器的模式控制端，在進(jìn)行調(diào)試，也實現(xiàn)了右移左移功能。由于題目要求的是實現(xiàn)兩亮兩滅的功能，所以在預(yù)置數(shù)的輸入端，調(diào)節(jié)開關(guān)的通斷狀態(tài)以實現(xiàn)，這就在理論上實現(xiàn)了，接著就進(jìn)行調(diào)試，最后終于調(diào)試仿真成功。</p><p>　　圖5.3整體電路圖的仿真</p><p>　　5.4系統(tǒng)實現(xiàn)

56、的功能</p><p>　　該系統(tǒng)實現(xiàn)了全亮全滅，兩亮兩滅的左移右移功能。通過設(shè)計，該電路還能實現(xiàn)其他的擴(kuò)展功能，三亮一滅的循環(huán)和一亮一滅的循環(huán)移位。</p><p>　　打開自己所設(shè)計的原理圖，點(diǎn)擊運(yùn)行，先在移位輸出電路中預(yù)置數(shù)，再進(jìn)行右移或者左移的功能，運(yùn)行無誤后，關(guān)閉文件。</p><p><b>　　6設(shè)計總結(jié)與收獲</b></p

57、><p>　　本次課程設(shè)計我只用了一個星期的時間就全部做完，效率很高，因為在設(shè)計之前根據(jù)設(shè)計的要求，每個模塊都仔細(xì)的設(shè)計分析了，正是整個過程我都認(rèn)真的態(tài)度和方案選擇合適，才有這么高的效率。實踐，是一面很亮的鏡子，能夠通過它看出我們自身的缺點(diǎn)，能夠通過它查找出自身缺乏的知識。雖然這個項目還不是很完善，但是在設(shè)計過程中所學(xué)到的東西是這次設(shè)計的最大收獲和財富，使我終身受益。而且從本次課程設(shè)計中收獲很多。</p>

58、<p>　　這次課程設(shè)計主要是運(yùn)用數(shù)字電路邏輯設(shè)計的一些相關(guān)知識，在整個實習(xí)過程中，都離不開對數(shù)字電路課程知識的再學(xué)習(xí)。我在最開始，就先將實習(xí)用到的知識通過翻閱數(shù)電書回顧了一遍（這也是對這門課的復(fù)習(xí)，給以后的復(fù)習(xí)備考減少了很多負(fù)擔(dān)），這樣的回顧讓我對知識的理解更加透徹，對后來的快速設(shè)計起了很好的鋪墊作用。而且還參考了數(shù)字電路實驗指導(dǎo)書， 關(guān)于芯片的管腳，里面有清晰的描述。</p><p>　　課程設(shè)

59、計，通過選擇的題目，根據(jù)要求，運(yùn)用所學(xué)知識將其付諸實踐來完成。這并不是在課堂上的單純聽懂，或者課后看書過程中的深入理解，這需要的是一種理論聯(lián)系實踐的能力。理論知識往往都是在一些理想狀態(tài)下的假設(shè)論，而實際的動手操作則完全不同，需要考慮實際中的很多問題。有些知識在理論上可能完全沒錯但到了實際中則不然。比如在動筆做題時我們是不用考慮導(dǎo)線、電阻是否連接的牢固合理，但在實際中，導(dǎo)線電阻有時是會帶來時間間隔的改變，平時試驗中，我就很認(rèn)真，所以會比平

60、時不動手的要輕松地多。</p><p>　　在設(shè)計時和同學(xué)相互交流各自的想法也是很重要的，不同的人對問題的看法總有差異，我們可以從交流中獲得不同的構(gòu)思，其他人的設(shè)計也可能有比你出色的地方，很好的借鑒，并在大家的商討中選擇最優(yōu)方案最終一定會得到最好的設(shè)計方法。 </p><p>　　通過這次設(shè)計，我明顯感覺到“書到用時方恨少”。在以后的生活中我會不斷地學(xué)習(xí)充實自己。在此要再次感謝我的指導(dǎo)老師

61、，感謝老師給我這樣的機(jī)會鍛煉。在整個設(shè)計過程中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨(dú)立工作的能力，樹立了對自己工作能力的信心，相信會對今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。</p><p>　　本次課程設(shè)計中包括CP的產(chǎn)生電路用的555芯片，基本電路我用了7個芯片（一片555、一片161、一片153、兩片194、一片7400、一片74ALS04），</p><p>　　從電路圖的設(shè)計、實現(xiàn)、仿真、實

62、驗報告，都是自己思考和動手。在這短短的7、8天電子課程設(shè)計中，不僅僅讓我們動了手動了腦，更讓我們體會到了理論與實踐相結(jié)合的重要性，憑空的理論是站不住腳跟的，需要時間來驗證。但我們又不得不承認(rèn)理論的重要性，理論是前提，我們必須打好基礎(chǔ)。</p><p>　　在實驗設(shè)計的過程中，讓我們土?xí)揭郧皬膩頉]有過的動手能力，以及新穎的思維方式，讓我從中獲益非淺。實驗過程中，有好幾個環(huán)節(jié)都讓我想不通，貝萊認(rèn)為很簡單的，卻有不是

63、那么簡單，但最后經(jīng)過我和搭檔一起努力，并在老師的指導(dǎo)下，終于完成了實驗設(shè)計，雖然道路艱難，但我們卻也樂在其中，既鍛煉了動手能力，有培養(yǎng)了動腦能力，更加利于我們在社會上工作。雖說設(shè)計實驗經(jīng)歷的時間并不是很長，但感覺每一天都十分的充實，我有的時候，老犯迷糊，總用腦子空想，到最后把思路往電腦上一實踐，發(fā)現(xiàn)行不通，這些也給我了啟發(fā)，光憑空想是不能夠解決任何問題的，從這次電子課程設(shè)計中，讓我深深的體會到這一點(diǎn)，與此同時，我也體會到了理論與實踐的差

64、異性很大?？障氲睦碚摏]有實踐的支持是站不住腳的。</p><p>　　實驗設(shè)計中，每一步，甚至每一個細(xì)節(jié)都不是想象的那么簡單，那么輕而易舉，555定時器的運(yùn)用就讓我苦想了很久，從查書到問老師，再到圖書館查資料，課程設(shè)計總算完成了，其實就我自己對這門課的認(rèn)識是：態(tài)度決定一切，有一個決心就能做好事情。</p><p>　　總而言之，好好利用了學(xué)校給我們提供的此次實習(xí)的機(jī)會，設(shè)計期間，在胡老師的

65、指導(dǎo)下，通過自身的不斷努力，無論是思想上，學(xué)習(xí)上還是工作上，都取得了長足的發(fā)展和巨大的收獲，現(xiàn)將工作總結(jié)如下：思想上，學(xué)會了用科學(xué)的精神去解決問題。很多事情看起來是很簡單的問題，但實際做起來去會發(fā)現(xiàn)有許多奧妙！這是因為其中蘊(yùn)含著許多科學(xué)的問題。運(yùn)用科學(xué)的方法去解決問題，這是我這次設(shè)計給我?guī)淼乃枷肷系母淖儭?，努力按要求完成了任?wù)，提高了自己的綜合思考能力和動手實踐能。經(jīng)過這段時間的實踐是檢驗真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)然也是檢驗學(xué)習(xí)成果的標(biāo)準(zhǔn)。在

66、經(jīng)過一段時間的學(xué)習(xí)之后，我們需要了解自己的所學(xué)應(yīng)該如何應(yīng)用在實踐中，因為任何知識都源于實踐，歸于實踐，所以要將所學(xué)的知識在實踐中來檢驗。</p><p><b>　　7 參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 康光華，鄒壽彬，秦臻 電子技術(shù)基礎(chǔ)（數(shù)字部分）[ M ]高等教育出版社，2009 </p><p>　　[2] 西華大學(xué)電工電子技

67、術(shù)實驗指導(dǎo)書[ M ]電工電子實驗實習(xí)中心，2009 </p><p>　　[3] 林濤 四位雙向移位寄存器74194使用中存在的問題及原因分[ J ]2006,16:144-145 [4] 鄒全華 基于555定時器的電子實訓(xùn)項目設(shè)計[ J ]2007,1:42-13 </p><p>　　[5] 康裕榮，康向東論帶緩沖器的CMOS與非門電路 2010 </p><p

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69、）[M]. 高等教育出版社.1987</p><p>　　[10] 謝自美. 《電子線路設(shè)計.實驗.測試》 （第三版）[M] 華中科技大學(xué)出版社. 2006 [11] 江國強(qiáng) 蔣艷紅 《現(xiàn)代數(shù)字邏輯電路實驗指導(dǎo)》 [M] 電子工業(yè)出版社</p><p>　　附錄：彩燈顯示控制電路原理圖</p><p>　　在Altium Design中畫的原理圖：</p&g