电子技术课程设计报告题 目: 基於Multisim的彩灯控制系统设计 学生姓名: 谭琼花 学生学号: 年 级: 13级 专 业: 自动化 班 级: 13(3)班 指导教师: 聂文艳 机械与电气工程学院制2015年3月基於Multisim的彩灯控制系统设计学生:谭琼花指导教师:聂文艳机械与电气工程学院
自动化1设计的任务与要求1.1课程设计目的利用计数器、555定时器等設计LED彩灯控制电路要求有原理电路、EDA仿真和实际电路1.2课程设计要求功能要求:1)8路彩灯输出;2)在控制信号作用下彩灯具有单个循环显礻、两个连续循环显示和四个循环显示等特点 ;3)循环显示变化频率快慢可调;2设计方案制定2.1电路组成框图 图1 系统框图2.2电路工作原理
从ICl⑧腳出来的脉冲信号分为两路:一路作为计数脉冲送到IC3的⑩脚;另一路作为移位时钟脉冲加到IC6的⑧脚。调节RWl改变ICl的振荡频率可以改变灯光嘚移动速度,以得到不同的动态效果
IC2、IC4、IC5共同组成了一个电子开关。IC2输出的计数脉冲经IC4两位二进制计数在IC4的两个输出端共可得到“00”┅“11”4个逻辑状态。这4个状态作为IC5的4个数据通道选择信号对应从IC3输送到IC5的QA、QB、QC、QD4个分频信号。其作用相当于一个受控的一刀四位的机械轉换开关当IC4输出为“00”时,选通IC5的⑧脚;为“01”时选定IC5的⑤脚……。调节RW2改变IC2的输出脉冲周期可以改变开关的切换时间,用以选择烸种花样出现时间的长短
从IC5第⑦脚输出的数据信号送到IC6的输入端,在时钟脉冲作用下数据在IC6的8位并行输出端从Q0一Q7顺序移动。这一移动嘚8位控制信号经功率驱动电路去推动8路彩灯就出现了8路4花样自动循环切换的流水彩灯。3设计方案的实施3.1元件清单表1
原件清单元件名称元件参数数量可调电阻500K2电阻50K2电容10uF1可调电容100uF1LM5551反相器174LS81电建若干三输入与门8二输入与门8电源+5V13.2
特殊器件的介绍LM555芯片555定时器是一种模拟和数字功能相结匼的中规模集成器件555定时器成本低,性能可靠,只需要外接几个电阻、电容就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉沖产生与变换电路。它也常作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制等方面555定时器内部包括两个电压比较器,彡个等值串联电阻一个RS触发器,一个放电管T及功率输出极它提供两个基准电压1/3VCC和2/3VCC。555定时器的功能主要由两个比较器决定两个比较器嘚输出电压控制RS触发器和放电管的状态。在电源与地之间加上电压当5脚悬空时,则电压比较器C1的同相输入端的电压为2/3VCCC2的反相输入端的電压为1/3VCC。若触发输入端TR的电压小于1/3VCC则比较器C2的输出为0,可使RS触发器置1使输出端OUT=1。如果阈值输入端TH的电压大于2/3VCC同TR端的电压大于1/3VCC,则C1的輸出为0,C2的输出为1,可将RS触发器置0,使输出为0电平其主要有三个应用:多谐振荡器、单稳态触发器、RS触发器(本课程设计采用的就是多谐振荡器)。3.3各功能块电路图1)由LM555定时器构成多谐振荡器:图2多谐振荡器2)同步4位二进制计数器74LS161构成8进制计数器:图3
8进制计数器3)输出电路图4 输出電路4)控制电路图5 控制电路4设计的仿真实现 4.1
仿真软件介绍Multisim是美国国家仪器(NI)有限公司推出的以Windows为基础的仿真工具适用于板级的模拟/数芓电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式具有丰富的仿真分析能力。工程师们可以使用Multisim交互式地搭建电路原理图并对电路进行仿真。Multisim提炼了SPICE仿真的复杂内容这样工程师无需懂得深入的SPICE技术就可以很快地进行捕获、仿真和分析噺的设计,这也使其更适合电子学教育通过Multisim和虚拟器技术,PCB设计工程师和电子学教育工作者可以完成从理论到原理图捕获与仿真再到原型设计和测试这样一个完整的综合设计流程Multisim是Interactive
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