三种图案霓虹灯控制器设计

合集下载

彩灯控制器

彩灯控制器

七进制计数器®--Q0逻辑电路数字电路课程设计彩灯控制器的设计1设计要求设计一个彩灯控制器。

1•要求能控制红、黄、蓝、绿各色LED灯循环闪烁,并可变换闪烁图案。

2.彩灯白天不亮,夜晚自动亮。

2设计方案原理框图如图1所示1、控制红、黄、蓝、绿各色LED灯循环闪亮,则按照红一红黄一黄一黄蓝一蓝一蓝绿一绿一红的方式循环闪亮。

彩灯的灯灭有七种状态,可设计一个七进制的计数器,用计数器的状态来控制彩灯的亮灭;计数器应能够自启动。

2、用555定时器构成多谐振荡器,作为脉冲信号源;3、用光敏器件(光敏电阻、光敏二极管等)来检测周围环境的光强,以区分白天和夜晚,实现彩灯白天不亮、晚上自动亮的控制要求。

光敏器件检测电路整体结构为脉冲信号源输出一定频率的脉冲给七进制计数器,七进制计数器受脉冲控制输出Q3、Q2、QI、Q0的不同状态,从而控制逻辑电路,逻辑电路输出控制彩灯的亮灭,达到要求。

根据所学内容,可分别确定所需元件,脉冲信号源有很多种,但要频率可控,可采用CB555定时器组成的多谐振荡器完成,多谐振荡器是常用的一种矩形波发生器,原理框图脉冲信号源通过改变R1和R2的电阻值即可改变其输出矩形波的频率。

七进制计数器可通解原理。

①脉冲信号源DT5q=(R1+R2)/(R1+2R2)=2/3T=1ms 令C1=0.1UF求得TD-Ijnim.555TIIVIER RATEDC1O.luFd.oi|jr74LS16QDr 1—*|U2AI 17WN过74LS160型同步十进制计数器改接而得。

逻辑电路可使用74LS138型译码器控制彩灯,最后通过与非门获得彩灯的逻辑控制关系。

74LS160型同步十进制计数器改接成七进制计数器的同时,在七进制计数器的输出端接一个数码管,仿真时可检测十进制改接成七进制的正确性,以及灯亮灯灭和计数器的输出如何对应,更好地理脉冲信号源②七进制计数器采用置数法改接74LS160同步十进制计数器上图是由74LS160型同步十进制计数器改接而成的七进制计数器。

艺术彩灯造型的PLC控制设计

艺术彩灯造型的PLC控制设计

艺术彩灯造型的PLC控制摘要随着社会经济的发展,彩灯广泛应用于宾馆、酒楼、商厦、家居、橱窗、俱乐部、音乐会、时装表演、舞厅等场所的圣诞、节日彩灯装饰和夜景灯光装饰。

本次设计的彩灯造型彩灯控制器是其中较简单的,但这是进行复杂设计的基础。

本设计是采用日本三菱公司生产的FX2N-16MR型PLC作为控制器的彩灯造型。

主要运用时间继电器、辅助继电器构成脉冲电路实现时间控制,利用移位指令实现彩灯的轮流点亮,利用区间复位指令实现彩灯的熄灭控制。

本设计给出了系统梯形图、指令表及输入输出接线图。

关键词:彩灯,FX2N-16MR,脉冲电路,移位指令,区间复位指令THE PLC CONTROL OF ART LANTERNABSTRACTWith the social economic development, lantern is widely used in hotels, restaurants, office, home, window, clubs, concerts, fashion shows, dance halls and other places of the Christmas decorations and festive lanterns decorative night lights. The design of the lantern lantern controller design is one of the more simple, but it is complicated to design.This design is produced by Japan's Mitsubishi FX2N-48MR-based Carnival PLC as the controller. The main use of time relay, auxiliary relay circuit constitute a pulse-time control, using shift instruction achieve tolight the lanterns in turn, zone reset instruction to control the Extinguish of lanterns. This design gives the system ladder diagram, instruction sheet and wiring diagram of input and output.KEY WORDS: Lantern, FX2N-16MR, pulse circuits, shift instructions,zone reset instruction目录第1章绪论 (1)1.1课题任务的提出 (1)1.2PLC的简介 (3)1.2.1 PLC的应用 (4)1.2.2 PLC的系统结构 (4)1.2.3PLC各部分的作用 (5)1.2.4现代PLC的发展趋势 (6)第2章彩灯造型的设计方案 (8)2.1控制要求 (8)2.2PLC的选择 (9)2.2.1系统对PLC的要求 (9)2.2.2确定PLC的类型 (10)2.3FX系列PLC的型号及编程元件 (11)2.3.1FX系列PLC的型号说明 (11)2.3.2FX系列PLC的编程元件 (12)2.4FX系列PLC的基本逻辑指令 (16)2.4.1取指令与输出指令(LD/LDI/LDP/LDF/OUT) (16)2.4.2触点串联指令(AND/ANI/ANDP/ANDF) (17)2.4.3触点并联指令(O R/ORI/ORP/OR F) (18)第3章艺术彩灯造型的PLC设计 (20)3.1确定PLC的输入输出配置 (20)3.1.1确定输入输出设备 (20)3.1.2 PLC的外部接线图 (20)3.2程序设计 (21)3.2.1系统控制梯形图 (21)3.2.2系统控制指令语句表 (24)第4章PLC的现场维护 (27)4.1PLC的可靠性设计 (27)4.2故障检测与分析 (28)4.3备用电源的更换 (29)结论 (31)谢辞 (32)参考文献 (33)附录FX可编程控制器的功能指令 (34)第1章绪论1.1课题任务的提出彩灯是一种比较常见的设备,它通过不同颜色彩灯有规律的变化,形成特定的艺术效果。

按键控制多种花样霓虹灯设计

按键控制多种花样霓虹灯设计

应用工程学院单片机应用技术实训报告专业:应用电子学号:1504150137姓名:许林日期:2016/12/24项目一按键控制多种花样霓虹灯设计一、任务目的1.理解实验板独立按键部分的电路原理。

2.掌握循环类、位操作类指令的应用。

3.熟练掌握51单片机集成开发软件的使用。

4.巩固C语言知识并灵活运用到单片机编程。

二、任务要求使用按键控制多种花样霓虹灯设计,电路板上有8个自上而下排列整齐的发光二极管,需要根据一个(或者三个)按键的输入来实现以下3种显示状态的切换:a.全部闪烁b.至上而下流水灯循环c.第8、6、4、2、1、3、5、7个发光二极管循环三、硬件电路设计四、软件设计#include<regx51.h>unsigned int n;void delayms(n){unsigned char i,j,k;for(i=15;i>0;i--)for(j=202;j>0;j--)for(k=81;k>0;k--);}void main(){unsigned char key,a,m;unsigned char codeled[]={0x00,0xff,0x00,0xff,0x00,0xff,0x00,0xff, 0xfe,0xfc,0xf8,0xf0,0xe0,0xc0,0x80,0x00,0xbf,0xef,0xfb,0xfe,0x7f,0xdf,0xf7,0xfd};P0=0xff;while(1){key=0;while(key==0){key=P3;key=~key;}while(key==0);switch(key){case 0x04:a=0;break;case 0x08:a=1;break;case 0x10:a=2;break;default:break;}do{for(m=0;m<8;m++){P0=led[a*8+m];delayms(10);P0=0xff;}key=P3;key=~key;}while(key==0);}}编程思想:用16进制数对对单片机编程,从而实现对彩灯控制。

霓虹灯plc控制系统设计课程设计

霓虹灯plc控制系统设计课程设计

霓虹灯plc控制系统设计课程设计霓虹灯PLC控制系统设计引言:霓虹灯是一种常见的照明装饰灯具,其独特的亮光效果受到了广大人们的喜爱。

为了实现对霓虹灯的控制,PLC(可编程逻辑控制器)被广泛应用于霓虹灯控制系统的设计中。

本文将介绍霓虹灯PLC控制系统的设计原理、步骤和注意事项。

一、设计原理霓虹灯PLC控制系统的设计原理基于PLC的逻辑控制能力和霓虹灯的特性。

PLC作为一种专用的工控计算机,具有可编程性和高可靠性,能够根据预设的逻辑程序对输入和输出进行控制。

而霓虹灯作为一种发光装置,需要通过电流的控制来实现不同颜色和亮度的变化。

因此,通过将PLC与霓虹灯连接并编写逻辑程序,可以实现对霓虹灯的精确控制。

二、设计步骤1. 确定需求:首先需要明确对霓虹灯的控制需求,包括颜色、亮度、闪烁频率等方面的要求。

同时,还需要考虑系统的可靠性和安全性等因素。

2. 选择PLC:根据需求确定合适的PLC型号和规格。

PLC的选择应考虑其输入输出点数、通信接口、编程环境等因素,以确保能够满足控制系统的要求。

3. 连接电路:将PLC与霓虹灯连接,包括连接输入和输出模块、电源模块和控制信号线等。

在连接电路时,应遵循相关的电气安装规范,并确保电路的可靠性和安全性。

4. 编写逻辑程序:根据需求编写逻辑程序,实现对霓虹灯的控制。

逻辑程序可以使用Ladder图、指令列表或结构化文本等编程语言进行编写。

编写逻辑程序时,应考虑到系统的稳定性和可扩展性,并进行充分的测试和调试。

5. 参数设置:对PLC进行参数设置,包括输入输出模块的配置、通信设置、定时器和计数器等功能的设置。

参数设置应根据实际需求进行,以确保系统能够正常运行。

6. 系统测试:对设计的霓虹灯PLC控制系统进行全面测试。

测试包括功能测试、性能测试和可靠性测试等,以验证系统的正确性和稳定性。

三、注意事项1. 电气安装:在进行电气安装时,应按照相关的安装规范进行,确保电路的可靠性和安全性。

PLC霓虹灯闪烁控制系统设计

PLC霓虹灯闪烁控制系统设计

PLC霓虹灯闪烁控制系统设计PLC(可编程逻辑控制器)是一种用于控制工业自动化系统的计算机控制系统,可以通过编程来控制各种设备和机器。

在工业生产中,PLC控制系统通常用于控制生产线上的各种设备和机器,以实现自动化生产。

在本文中,我们将设计一个基于PLC的霓虹灯闪烁控制系统,用于展示PLC 在工业控制中的应用。

系统概述本系统的设计目的是通过PLC来控制一组霓虹灯进行闪烁显示。

用户可以通过PLC编程来控制灯的亮灭状态和闪烁频率,从而实现不同的显示效果。

系统主要由PLC、霓虹灯、电源和控制面板组成。

系统结构PLC作为系统的核心控制器,接收用户输入的指令并通过输出信号来控制霓虹灯的亮灭状态和闪烁频率。

霓虹灯通过接入PLC的数字输出端口来进行控制,电源提供系统所需的电力支持,控制面板用于用户操作与交互。

系统设计1.PLC选型:选择一款适合该应用场景的PLC控制器,如西门子、三菱等品牌的PLC。

PLC需要支持足够的输入输出端口以满足系统的需求。

2.硬件连接:将霓虹灯连接到PLC的数字输出端口,并接入电源。

控制面板通过线缆连接到PLC,用于用户输入指令。

3.软件编程:使用PLC编程软件进行程序的编写。

根据系统设计要求,编写控制程序实现灯的闪烁效果。

程序需要包括控制霓虹灯亮灭的逻辑和闪烁频率的控制。

4.测试调试:完成程序编写后,进行系统的测试与调试。

通过PLC仿真软件或实际硬件测试系统的功能是否符合设计要求。

5.系统优化:根据测试结果进行系统优化。

若系统功能不完善或存在问题,需要对程序进行修改并重新测试。

系统应用该系统可以应用于各种需要灯光显示的场景,如工业生产线上的指示灯、交通信号灯等。

通过PLC控制系统,可以实现远程控制和自动化管理,提高生产效率和可靠性。

总结本文设计了一个基于PLC的霓虹灯闪烁控制系统,通过PLC控制器实现了灯的亮灭和闪烁功能。

该系统可以广泛应用于工业生产中的各种场景,提高了生产的自动化水平和效率。

三色彩灯控制器课设

三色彩灯控制器课设

沈阳工程学院课程设计设计题目:彩灯控制器系别 XXx 班级 XXX 学生姓名 XXX 学号 XX指导教师 XXX 职称 XXX起止日期: 2014年 6月30日起——至2014年7月4日止沈阳工程学院课程设计任务书课程设计题目:彩灯控制器系别 XXX 班级 XXX 学生姓名 XXX 学号 XX 指导教师 XXX职称副教授/教授课程设计进行地点: F座任务下达时间: 2014年 6 月 18日起止日期:2014年 6月30日起——至 2014年 7月4日止教研室主任XXX 2014年 6月11日批准1.彩灯控制器1.1设计目的:(1)掌握彩光灯控制器的构成、原理与设计方法;(2)熟悉集成电路的使用方法。

1.2基本要求:(1)设计一个具有三种色彩的灯光(红、黄、绿)控制器,三种灯光按红、黄、绿的顺序依次发光;(2)每次绿灯亮27秒,黄灯亮8秒,红灯亮12秒。

(3)各计时电路显示。

1.3发挥部分:(1)灯光闪烁;(2)其他。

2 设计过程及论文的基本要求2.1 设计过程的基本要求(1)基本部分必须完成,发挥部分可任选1个方向:(2)符合设计要求的报告一份,其中包括逻辑电路图一份;(3)设计过程的资料、草稿要求保留并随设计报告一起上交;报告的电子档需在规定时间内在单独在网络教学平台上交。

2.2 课程设计论文的基本要求(1)参照毕业设计论文规范打印,文字中的小图需打印。

项目齐全、不许涂改。

(2)装订顺序:封面、任务书、成绩评审意见表、中文摘要、关键词、目录、正文(设计题目、设计任务、设计思路、设计框图、各部分电路及参数计算(重要)、工作过程分析、元器件清单)、小结、参考文献、附录(逻辑电路图)。

3 时间进度安排沈阳工程学院电子技术课程设计成绩评定表系(部): XX 班级: XXX 学生姓名: XXX目录一.设计任务--------------------------------------------------------------------------------1 1.1.设计题目-----------------------------------------------------------------------1 1.2.设计目的-----------------------------------------------------------------------1 1.3.设计要求-----------------------------------------------------------------------1 二.设计思路--------------------------------------------------------------------------------1 三.设计框图--------------------------------------------------------------------------------2 四.各部分电路介绍-----------------------------------------------------------------------3 4.1.脉冲信号源--------------------------------------------------------------------3 4.2.译码器--------------------------------------------------------------------------4 4.3.计数器--------------------------------------------------------------------------5 4.4.逻辑电路-----------------------------------------------------------------------6 4.5.彩灯-----------------------------------------------------------------------------6 4.6.仿真波形-----------------------------------------------------------------------7 五.工作过程分析--------------------------------------------------------------------------8 5.1.电路原理图--------------------------------------------------------------------8 5.2.工作原理分析-----------------------------------------------------------------8 六.元器件清单-----------------------------------------------------------------------------9 小结--------------------------------------------------------------------------------------------10 致谢--------------------------------------------------------------------------------------------11 参考文献--------------------------------------------------------------------------------------12一.设计任务1.1.设计题目彩灯控制器1.2.设计目的(1)掌握彩光灯控制器的构成、原理与设计方法;(2)熟悉集成电路的使用方法。

采用PLC控制霓虹灯

采用PLC控制霓虹灯

采用PLC控制的霓虹灯系统课题要求设计一个霓虹灯控制电路,该电路可以控制霓虹灯L1、L2和L3按照如下方式亮灭。

(1)LI亮1s(2)L2亮1s(3)L3亮1s(4)三个灯都灭1s(5)三个灯都亮1s(6)三个灯都灭1s(7)三个灯都亮1s(8)三个灯都灭1s目录一、绪论 (3)二、PLC的概况 (4)三、霓虹灯 (9)四、组态王实现 (15)五、总结 (18)六、参考文献 (19)第一章绪论随着改革的不断深入,社会主义市场经济的不断繁荣和发展,大中小城市都在进行亮化工程。

企业为展现自己的形象和产品,一般都会采用通过霓虹灯广告屏来这种广告手法,所以当我们夜晚走在大街上,马路两旁各色各样的霓虹灯广告随处可见,一种是采用霓虹灯管做成的各种形状和多种彩色的灯管,另一种为日光等管或白炽灯管作为光源,另配大型广告语或宣传画来达到宣传的效果,大部分是采用霓虹灯。

这就涉及到如何去控制霓虹灯的亮灭、闪烁时间及流动方向等诸多控制问题,如何去快捷、可靠、简单的去控制,成为人们考虑的重点,在这我认为PLC最适合去解决这些问题,因为PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。

并且PLC在工业自动化控制特别是顺序控制中的方面具有比较突出的优势,在现实中人们也是多通过PLC去控制霓虹灯的。

第二章可编程控制器的概况第一节可编控制器的产生与应用可编程控制器(PLC)是集计算机技术、自动控制技术、和通信技术为一体放入新型自动控制技术。

其性能优越,已被广泛的应用于各个领域,并已成为工业自动化的三大支柱(PLC、工业机器人、CAD/CAM)之一。

PLC的应用已成为一个世界潮流,在不久的将来PLC技术在我国将得到更全面的发展。

一、可编程控制器的产生及发展可编程控制器的产生可追溯到20世纪60年代末,在可编程控制器出现以前,继电器控制在工业控制领域占主导地位,由此构成的控制系统都是按预先设定好的时间或条件顺序地工作,若要改变控制的顺序就必须改变控制系统地硬件连线,这样就使其应用在很多方面受到限制,其通用性和灵活性都比较差。

霓虹灯控制系统设计

霓虹灯控制系统设计

内容摘要当今社会,竞争日益激烈,为了更好的宣传自己的产品,提高竞争力,广告发挥着越来越重要的作用。

做为一种主要的广告手段,霓虹灯广告屏得到了广泛的发展和应用。

该广告屏实现的是:中间八根灯管从1到8逐个点亮,时间间隔为1S,全部点亮后显示10S,再从8到1逐个熄灭,间隔为1S,全灭后停亮2S,再从8到1逐个点亮,间隔1S,全亮后显示5S,再从1到8逐个熄灭,全灭后停亮2S。

然后重复运行。

同时,周围24个流水灯四个一组,奇数灯两个一组,从1、3开始,轮流亮一秒,移动一定时间后,偶数流水灯两个一组,从24、22开始,倒着轮流亮一秒,移动相同时间,如此循环往复。

启动后,灯管和流水灯同时运行,关闭时,灯管和流水灯可以同时关闭也可以分别关闭。

并且有单步和连续两种模式。

该装置采用PLC控制,与传统的继电器—接触器控制系统相比,具有使用方便、控制灵活、可靠性高等优点。

本程序设计利用顺序控制并且运用了移位指令,大大降低了复杂性。

关键词:霓虹灯;可编程逻辑控制器;顺序控制;移位指令目录第1章引言 (1)第2章系统总体方案设计 (2)2.1控制要求分析 (2)2.2总体方案的确定 (2)第3章PLC控制系统硬件设计 (3)3.1 确定I/O信号数 (3)3.2 PLC类型的选择 (3)3.3 CPU和扩展模块的选择 (3)3.4 I/O点的分配与编号 (3)3.5 I/O接线图 (5)第4章PLC控制系统软件设计 (7)4.1顺序控制流程图的绘制 (7)4.2编制程序 (8)4.3指令表 (18)结论 (24)设计总结 (25)谢辞 (26)附录 (27)参考文献 (28)第1章引言随着社会主义市场经济的不断繁荣和发展,各个大中小城市都在进行亮化工程。

各企业为宣传自己的企业形象和产品,均采用广告手法之一——霓虹灯广告屏来实现这一目的,当我们夜晚走在大街上,马路两旁各色各样的霓虹灯广告到处可见,一种是利用霓虹灯管做成各种形状和多种色彩的灯,另一种以日光灯管或白炽灯管做为光源,另配合大型广告语或宣传画来达到宣传的效果。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

学号:27课程设计题目三种图案霓虹灯控制器设计学院自动化学院专业电气工程及其自动化班级电气1206班姓名黄思琪指导教师杨莉林伟2014年7月10日课程设计任务书学生姓名:黄思琪专业班级:电气1206班指导教师:杨莉林伟工作单位:武汉理工大学题目: 三种图案霓虹灯控制器设计初始条件:1.运用所学的模拟电路和数字电路等知识;2.用到的元件:实验板、电源、连接导线、74系列芯片、555芯片等。

要求完成的主要任务:1.现有4只彩灯,红-绿-蓝-黄,试设计控制器,要求彩灯能实现如下追逐图案,彩灯控制器的三种图案及其状态转换如下所示:2.摇摆状态0101←→1010,重复6次。

3.暗点循环0111→1011→1101→1110→0111→这样重复循环3次。

4.逐个点亮,逐个熄灭,0000→1000→1100→1110→1111→0111→0011→0001→0000→这样重复循环2次。

5.霓虹灯控制工作状态按照上述2至4步自动重复循环。

时间间隔为1秒。

6.严格按照课程设计说明书要求撰写课程设计说明书。

时间安排:第1天下达课程设计任务书,根据任务书查找资料;第2天进行方案论证,软件模拟仿真并确定设计方案;第3天提交电路图,经审查后领取元器件;第4天组装电路并调试,检查错误并提出问题;第5天结果分析整理,撰写课程设计报告,验收调试结果;第6-7天补充完成课程设计报告和答辩。

指导教师签名:2014年7月7日系主任(或责任教师)签名:2014年7月7 日目录1设计意义及要求41.1 设计意义41.2 设计要求42方案设计52.1 设计思路52.2 设计方案一电路图62.3 设计方案二电路图72.4方案比较83部分电路设计83.1 四十进制设计83.2 摇摆状态103.3 暗点循环113.4 逐个点亮逐个熄灭123.5 时钟脉冲信号的制作 (13)4调试及检测134.1 调试中故障及解决办法134.2 调试及运行结果145方案总结及课题价值146仿真操作步骤及使用说明15结束语16参考文献17附录1方案一电路图18附录2方案二电路图19本科生课程设计成绩评定表1、设计意义及要求1.1 设计意义在我们的日常生活中,霓虹灯随处可见,可以广泛应用于广告牌,商场装饰,现场装扮等各种场合,因此霓虹灯具有不可或缺的作用。

利用我们所学过数模电知识,可以设计出不同变换组合的霓虹灯电路,具有很实用的实际意义。

除此之外,对霓虹灯控制器的设计有利于将我们所学知识学以致用,不局限在课本内的知识,并提高了我们思考分析问题的能力和团队合作能力。

1.2 设计要求初始条件:3.运用所学的模拟电路和数字电路等知识;4.用到的元件:实验板、电源、连接导线、74系列芯片、555芯片等。

要求完成的主要任务:7.现有4只彩灯,红-绿-蓝-黄,试设计控制器,要求彩灯能实现如下追逐图案,彩灯控制器的三种图案及其状态转换如下所示:8.摇摆状态0101←→1010,重复6次。

9.暗点循环0111→1011→1101→1110→0111→这样重复循环3次。

10.逐个点亮,逐个熄灭,0000→1000→1100→1110→1111→0111→0011→0001→0000→这样重复循环2次。

11.霓虹灯控制工作状态按照上述2至4步自动重复循环。

时间间隔为1秒。

12.严格按照课程设计说明书要求撰写课程设计说明书。

时间安排:第1天下达课程设计任务书,根据任务书查找资料;第2天进行方案论证,软件模拟仿真并确定设计方案;第3天提交电路图,经审查后领取元器件;第4天组装电路并调试,检查错误并提出问题;第5天结果分析整理,撰写课程设计报告,验收调试结果;第6-7天补充完成课程设计报告和答辩。

2、方案设计2.1 设计思路首先,先分别分析三种不同的霓虹灯转换状态,即分别设计出能实现摇摆状态,暗点循环和逐个点亮逐个熄灭的电路。

其次,分析三种状态所发生的时间和顺序,可以发现第一种状态占12秒,第二种状态占12秒,第三种状态占24秒。

因此利用一个40进制的计数器来控制三种状态的转换,使前12秒第一部分电路正常工作,13到24秒第二部分电路正常工作,最后16秒第三部分电路正常工作,并用逻辑门完成对灯的控制。

最后,用555定时器做一个脉冲信号发生源。

系统原理框图如图1-1所示。

图1-1 系统原理框图2.2设计方案一电路图(小组方案)图2-1 方案一电路图如图2-1所示。

首先,利用555定时器制作一个1HZ的脉冲信号作为时钟。

其次,设计分别实现的三种图案的电路图,摇摆状态和暗点循环可以利用一块74LS138分别实现,逐个点亮逐个熄灭可以利用74LS194制作一个扭环形计数器来实现。

然后,用两个74LS90制作了一个四进制计数器和一个十进制计数器,两片计数器间通过正确连接相当于一个四十进制计数器。

通过设计要求可以分析出摇摆状态、暗点循环、逐个点亮逐个熄灭各占了12、12、16,也就相当于3:3:4,用一个四分频加一个十进制就可以实现前12秒使摇摆状态进行正常工作,13到24秒使暗点循环正常工作,最后16秒使最后一个状态正常工作。

再利用一块数据选择器74LS151和各种逻辑门,使得前24秒74LS138使能同时74LS139清零,并且利用74LS138的地址端的选择和逻辑门的输出使前12秒实现摇摆状态,13到24秒实现暗点循环;后16秒74LS138不使能同时74LS139正常工作。

最后,经过分析和计算将三种图案状态的输出端分别通过逻辑电路接到四盏灯上,使摇摆状态、暗点循环、逐个点亮逐个熄灭能够有序的结合并循环起来,从而达到实验要求,实现电路功能。

2.3设计方案二电路图(个人方案)图3-1 方案二电路图首先,利用555计时器做一个输出为1HZ的脉冲信号。

其次,分别设计三种图案的电路。

利用一片74LS90和74LS139实现摇摆状态,再用两片74LS139,暗点循环利用它的并行置数和右移的功能实现,逐个点亮逐个熄灭用扭环计数器实现。

然后,及方案一类似,利用一个40进制计数器分别控制三种状态的出现顺序和重复次数。

将十进制计数器输出端通过逻辑电路接分别到Y1、Y2、Y3,使L1在十进制计数器输入为0、1、2时输出为1其余状态为0,Y2在3、4、5时输出为1其余状态为0,Y3在6、7、8、9输出为1其余状态为0,并将Y1接上非门接到74LS139的使能端,Y2,Y3直接接到对应状态的74LS194的清零端。

将Y2、Y3分别接入非门,再和摇摆状态的输出端一起接入及门。

这样在第一种状态时,Y2、Y3都为0,接入非门后都为1,和第一种状态输出端相及时不影响其输出状态。

而当工作在后两种状态时,及门输出的总为0,再把及门的输出端和两片74LS194的输出端接入用三个二极管做成的三输入或门,最后接入LED灯,形成三种状态的输入的整合,完成要求。

2.4 方案比较方案一和方案二都运用了四分频,并通过组合电路把每一部分成功的组合了起来,但方案一只利用一片数选和一些逻辑门就完成对三部分电路工作的分别控制;方案一在实现各个状态时用了一片译码器和一片移位寄存器,方案二利用了一片译码器和两片数据选择器;两种方案最后都经过分析将其使能端或清零端接出和各个输出端Qn经过逻辑门相连便能实现其功能。

虽然方案二理解起来思路更清晰,但方案二则通过对逻辑输出关系的分析,利用尽可能少的元件进行对方案的实现。

相对来说,方案一所用元器件更少,方案二相对更于理解和分析,但元件和逻辑门相对较多,电路组合较复杂。

因此经过小组讨论,我们决定将方案一作为最终的小组方案。

3、部分电路设计3.1 四十进制设计\说明:实际电路中U2CKA接的是555多谐振荡器发出的方波信号作为时钟。

先用两片LS290做出四进制和十进制的计数器,再将四进制290的Q1输入至十进制290的CKA作为时钟,组成四十进制计数器。

将十进制计数器输出端通过逻辑电路接分别到Y1、Y2、Y3,使L1在十进制计数器输入为0、1、2时输出为1其余状态为0,Y2在3、4、5时输出为1其余状态为0,Y3在6、7、8、9输出为1其余状态为0,并将Y1接上非门接到74LS139的使能端,Y2,Y3直接接到对应状态的74LS194的清零端。

这样做到了对三种状态电路的分别控制。

74LS90引脚图及功能表如图5-1和表1-1所示。

三种图案霓虹灯控制器设计图5-1 74LS90引脚图表1-1 74LS90功能表3.2 摇摆状态图6-1 摇摆部分电路图说明:如图6-1,用74LS90制作一个四进制计数器,将Q0、Q1分别接A、B,通过74LS139输出,然后将Y0、Y2和Y1、Y3分别接入两个及门后输出,在分别将其输出接到D1、D3和D2、D4,在脉冲信号作用下,便能实现摇摆功能。

例如:AB输入00时,Y3Y2Y1Y0输出1110,因此灯D1、D3灭,D2、D4亮。

74LS138引脚图及功能表如图7-1和表2-1所示。

Array图7-1 74LS139引脚图表2-1 74LS139功能表3.3 暗点循环图8-1 暗点循环部分电路说明:如图8-1,第13秒时的一瞬间Q0Q1Q2Q3输出为0000,此时将Q3通过反相器接入S1,S1即为1,又S0为1,开始置数功能。

将置数端D0D1D2D3分别接入0111并行置入输出端Q0Q1Q2Q3,D03D14D25D36SR 2SL 7CLK 11S09S110MR 1Q015Q114Q213Q312U1074LS194+5V+5V56U1:C74LS04GNDD13LED-BLUED14LED-YELLOWD15LED-GREEND16LED-REDG N DU10(CLK)则此时灯D16D15D13D14输出状态为0111。

此时Q3经反相器输出给S1端的为0,又S0为1,故开始右移功能。

将SR接入高电平1,即74LS194开始右移计数0111→1011→1101→1110。

当进入1110状态时,Q3经反相器输出给S1的又变为1,芯片开始置数功能,重新置为0111,重复以上过程完成暗点循环。

3.4 逐个点亮逐个熄灭D03D14D25D36SR2SL7CLK11S09S110MR1Q015Q114Q213Q312U174LS194U1(CLK)12U2:A74LS04D4LED-REDD3LED-REDD2LED-REDD1LED-RED图9-1 逐个点亮逐个熄灭部分电路说明:如上图,用74LS194设计4位扭环形计数器,在脉冲信号作用下,便能够实现逐个点亮逐个熄灭的循环状态。

74LS194的引脚图及功能表如图10-1和表3-1所示。

图10-1 74LS194引脚图表3-1 74LS194功能表3.5 时钟脉冲信号的制作R4DC7Q 3G N D1V C C8TR 2TH6CV5U1NE555R14.7KR24.7KC1100uFC20.01uFGND+5V图11-1 时钟脉冲信号部分电路时钟信号频率可由下列公式求得:f=1/(R1+2R2)*C1*ln2 Hz 即: t=(R1+2R2)*C1*ln2 s由题目要求周期为1s,所参数设计为:R1=4.7k R2=4.7k C1=100uF按此参数设计,多谐振荡器输出脉冲周期大约为1s。

相关文档
最新文档