流水灯设计论文
流水灯毕业设计

流水灯毕业设计篇一:毕业设计用单片机实现流水灯的控制毕业设计(论文)20XX 年 12月摘要近年来随着科技的飞速发展,单片机的应用正在不断地走向深入,同时带动传统控制检测日新月异更新。
在实时检测和自动控制的单片机应用系统中,单片机往往是作为一个核心部件来使用,仅单片机方面知识是不够的,还应根据具体硬件结构,以及针对具体应用对象特点的软件结合,加以完善。
正文首先介绍本课题的背景、研究意义及完成的任务功能;接着简单描述设计过程中所用的一些主要元器件、方案的论证,以及介绍了系统硬件工作原理,并且附以系统硬件设计框图;其次阐述了PCB板的画质、制作、实物的完成、程序的编写和调试;最后对本设计进行了总结。
本次毕业设计根据设计要求,基本达到预期的目的。
即通过ATmega16单片机来控制16x8的贴片发光二极管矩阵显示,以中、明字符为例,分别可以实现‘全亮’到字模‘中’再到字模‘明’到‘全暗’的循环显示。
用户可以按照自己的喜好选择不同的字模、显示方式。
关键词:单片机 ATmega16 发光二极管霓虹灯AbstractIn recent years, with the rapid development of science and technology, SCM applications are continually deepening, while the traditional control test drive rapid updates. In real-time detection and control of the microxxputer application system, the microcontroller is often used as a core xxponent, Jin Zhi Shi MCU side is not enough, Haiyinggenju specific hardware structure and application specific characteristics of the software Duixiang Jie He, to be perfect.The text introduces the subject of this issue background, significance, and xxplete functionality.A brief description of the design process used in some of the major xxponents of the demonstration program, and introduced the principle of the system hardware, and attached to the system hardware design block diagram; second section describes the PCB board of the definition, production, physical xxpletion of the preparation process and debugging; Finally, a summary of the design.The graduation project according to set requirements, achieves the desired purpose. ATmega16 microcontroller to control through the SMD LEDs 16x8 matrix display to the Ming character, for example, were able to achieve 'full light' to the font 'in' then font 'out' to 'all dark' cycle of display. Users can follow their own preferences to select a different font, displayKeywords: microcontroller ATmega16 LBD Neon 目录第一章绪论 11.1课程研究背景11.2 课程研究的意义11.3 课程研究的任务2第二章本设计所用的主要电子器件简介32.1 AVR ATmega16 单片机简介32.2 锁存器 MC74HC373简介52.3 8x16贴片发光二极管矩阵简介62.4 稳压器ams117 简介?????????????????? ??6第三章基本原理?????????????????????? ??73.1 总体设计思路73.2方案论证与比较83.2.1 显示部分方案论证与选择 83.2.2 驱动部分设计方案论证与选择 83.3 电源模块的选择9第四章设计过程 104.1 单元电路设计104.1.1 控制部分电路 104.1.2显示部分电路 114.1.3 ams117稳压电路114.2 软件设计 134.3 制版做实物134.3.1 PROTEL DXP 简介144.3.2实物制作 17第五章遇到的问题及调试 185.1遇到的问题及解决方法185.1.1 硬件方面185.1.2 程序的调试185.2各点电压及波形测试195.3结果分析205.4材料清单20 结束语 22篇二:花样摘要近年来随着科技的飞速发展,单片机的应用正在不断地走向深入,同时带动传统控制检测日新月异更新。
基于PLC控制的流水灯的设计与制作毕业设计

毕业设计(论文)基于PLC控制的流水灯的设计与制作Based on PLC control water lights design and production班级应用电子092学生姓名学号指导教师职称副教授/副教授导师单位徐州工业职业技术学院论文提交日期2011 年11 月23日徐州工业职业技术学院毕业设计(论文)任务书课题名称基于PLC控制的流水灯的设计与制作课题性质设计与制作班级应用电子092学生姓名学号指导教师导师职称一.选题意义及背景流水灯控制电路是灯光控制器的一个分支,由于流水灯所具有的特有流动感而广泛应用于广告控制及人们生活中,给人们一种美感,为人们生活带来乐趣。
在现代生活中,大型楼宇的轮廓装饰或大型晚会的灯光布景,由于其变化多、功率大,数字电路则不能胜任。
针对PLC日益得到广泛应用的现状,本设计采用PLC设计流水灯,灯的亮灭、闪烁时间及流动方向的控制均通过PLC控制来达到控制要求。
作为电类专业即将毕业的学生在学习完全部专业课程后,应该能独立地设计制作一种实用而又具有一定复杂程度的控制装置。
通过本设计制作,培养学生的设计机电控制装置的思路,学会制定设计方案,掌握PLC的综合应用以及一般机电控制装置设计的方法,培养学生综合分析问题的能力和提高工程实践的能力。
二、毕业设计(论文)主要内容合理选择PLC类型、LED型号,设计流水灯控制电路,具体要求如下:1、画出流水灯控制流程图;2、合理选择PLC的型号;3、合理分配PLC的I/O接口;4、画出相应的PLC接线图;5、编写控制程序并上机模拟调试。
(提示:选用我院实验室具备的FX2N—48MR可编程控制器,以便调试)。
三、计划进度四、毕业设计(论文)结束应提交的材料1、制作实物并调试成功;2、提交设计论文(设计的电路图中的符号必须符合图形符号的国标规范,论文格式必须符合文字出版物国家规范)。
指导教师:张明金教研室主任:张明金2011年10月12日2011年10月12日论文真实性承诺及指导教师声明学生论文真实性承诺本人郑重声明:所提交的作品是本人在指导教师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果,内容真实可靠,不存在抄袭、造假等学术不端行为。
EDA流水灯论文(VHDL)

滨江学院课程论文(可编程器件原理与应用)题目基于VHDL语言的流水灯设计学生姓名王秋阳学号20082305047院系滨江学院专业电子与信息工程指导教师刘建成二零一零年十二月三十日一、任务:采用ALTERA 公司的EPM7128SLC84-10芯片,通过VHDL 语言设计一个流水灯电路。
流水灯样式必须大于3种,且可以通过按键调节显示样式;可以通过按键调节流水灯变化快慢;当前流水灯样式和变化速度能够通过数码管显示出来;(附加:具有按键声)二、设计框图(框图说明)1MHZ 周期信号经过2个100分频,得到100HZ ,再经过1个10分频得到10HZ 信号,传给速度控制模块,得到需要的速度周期信号,然后传给样式选择模块,样式选择模块直接输出彩灯样式;控制模块通过接受两个按键信号,同时控制速度控制模块和样式选择模块;译码扫描模块通过判断控制模块,扫描数码管显示当前彩灯样式和彩灯变化速度;按键信号通过延时模块输出按键发生信号。
速度按键 样式按键控制模块速度控制样式选择译码和扫描数码显示彩灯显示1000HZ 信号100HZ 信号蜂鸣器三、原理图(CPLD内部原理说明)从原理图中可以看到,一共有8种模块,D触发器的作用是对按钮进行消抖,除D触发器之外的7个模块功能及作用如下:f100和f10分别是100和10的分频器,speed模块的作用是对彩灯变化速度进行控制,而style_switch模块的作用是对彩灯样式进行调节。
Control 模块接收按键信号对样式和速度进行总的控制。
Show模块是对速度值和样式值进行译码并进行扫描数码管,将当前样式和速度状态显示出来。
Delay模块则是对按键声的延时。
四、各个模块设计(波形仿真)1.f100模块功能:100分频波形仿真:VHDL代码:library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity f100 is --100分频port(clk:in std_logic;sec:out std_logic);end entity f100;architecture getsec of f100 issignal secout : std_logic :='1';beginprocess(clk) isvariable count100: integer range 0 to 50;beginif clk'event and clk='1' thencount100:=count100+1;if count100=50 thensecout<=not secout;count100:=0;end if;end if;end process;sec<=secout;end architecture getsec;2.f10模块功能:10分频波形仿真:VHDL代码:library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity f10 is –-10分频port(clk:in std_logic;sec:out std_logic);end entity f10;architecture getsec of f10 issignal secout : std_logic :='1';beginprocess(clk) isvariable count10: integer range 0 to 5;beginif clk'event and clk='1' thencount10:=count10+1;if count10=5 thensecout<=not secout;count10:=0;end if;end if;end process;sec<=secout;end architecture getsec;3.speed模块功能:根据DATE输入端的数值大小,产生不同频率的周期信号,从而达到控制彩灯变化速率的目的。
流水灯led毕业设计

流水灯led毕业设计流水灯(LED)毕业设计引言:在现代科技发展的背景下,LED(Light Emitting Diode,发光二极管)作为一种新型照明技术,被广泛应用于各个领域。
在本文中,将介绍一个基于流水灯(LED)的毕业设计项目,探讨其设计思路、实现方法以及应用前景。
一、设计思路1.1 设计目标流水灯作为一种常见的照明装饰,常用于舞台灯光、建筑物照明等场合。
本设计旨在通过使用LED灯珠,实现一个具有良好视觉效果的流水灯,同时考虑到节能环保的特点。
1.2 设计原理流水灯的工作原理是通过控制LED灯珠的亮灭顺序和时间间隔,使得灯珠在空间上形成流动的效果。
为了实现这个目标,需要使用微控制器、电路板和LED 灯珠等元件。
二、实现方法2.1 硬件设计在硬件设计方面,需要考虑以下几个关键点:(1)LED灯珠的选择:选择高亮度、低功耗的LED灯珠,以确保流水灯的亮度和节能性。
(2)电路板设计:设计合理的电路板,将LED灯珠与微控制器相连,以实现流水灯的控制和调节。
(3)电源供应:选择适当的电源供应方式,确保流水灯的正常工作。
2.2 软件设计在软件设计方面,需要编写程序控制LED灯珠的亮灭顺序和时间间隔。
可以使用C语言或者其他编程语言,通过控制微控制器的输出口,实现流水灯的效果。
三、应用前景流水灯作为一种照明装饰,具有广泛的应用前景。
随着人们对照明环境的要求越来越高,流水灯的市场需求也在不断增加。
在舞台演出、商业广告、城市景观等领域,流水灯都有着广泛的应用。
而且,由于LED灯珠具有节能环保的特点,流水灯的使用也符合现代社会对绿色环保的追求。
结论:通过对流水灯(LED)毕业设计的介绍,我们可以看到LED照明技术在流水灯领域的应用前景十分广阔。
通过合理的硬件设计和软件编程,可以实现一个具有良好视觉效果的流水灯。
同时,流水灯的使用还能够满足节能环保的需求,具有广泛的市场潜力。
相信在未来的发展中,LED流水灯将会在照明装饰领域发挥更加重要的作用。
流水灯毕业设计

流水灯毕业设计流水灯毕业设计在现代科技的快速发展下,电子技术已经成为我们生活中不可或缺的一部分。
而作为电子技术的重要应用之一,流水灯在各种场合中得到了广泛的应用。
流水灯以其炫目的效果和多样的变化方式,成为了人们喜爱的装饰品。
因此,我决定选择流水灯作为我的毕业设计主题。
首先,我将介绍流水灯的基本原理和工作方式。
流水灯由一组LED灯组成,这些LED灯按照一定的顺序依次点亮和熄灭,形成了流动的效果。
其原理是通过电子元器件控制LED灯的亮灭状态,从而实现流水灯的效果。
流水灯的工作方式可以通过编程来实现,也可以通过硬件电路来控制。
接下来,我将介绍我设计的流水灯的具体实现方法。
首先,我选择了一款高亮度的RGB LED灯,这样可以实现更丰富的灯光效果。
然后,我设计了一个控制电路,通过控制电路中的开关和计时器,可以实现流水灯的效果。
在控制电路中,我使用了555定时器芯片来控制LED灯的亮灭时间和顺序。
通过调整定时器的参数,可以实现不同的流水灯效果。
为了提高流水灯的可变性和实用性,我还添加了一些功能。
首先,我设计了一个可调节亮度的电路,可以根据需要调整流水灯的亮度。
其次,我增加了一个音乐控制模块,可以根据音乐的节奏和音量来控制流水灯的亮灭状态。
这样,流水灯可以根据音乐的节奏变化而变化,增加了观赏性和趣味性。
在设计的过程中,我遇到了一些困难和挑战。
首先,LED灯的控制需要精确的时间控制,因此我需要学习和掌握555定时器芯片的使用方法。
其次,音乐控制模块的设计需要对音频信号的处理有一定的了解。
为了解决这些问题,我查阅了大量的资料,进行了反复的实验和调试。
在完成设计后,我进行了实际的制作和调试。
通过焊接电路板、连接元器件和编写程序,我最终成功地制作出了一款功能完善、效果出色的流水灯。
在调试过程中,我发现了一些问题,并进行了相应的修改和优化。
经过多次的调试和改进,流水灯的效果达到了我预期的效果。
通过这次毕业设计,我不仅学到了很多电子技术的知识,还提高了自己的动手能力和解决问题的能力。
流水灯模拟控制系统(课程设计论文)

流水灯模拟控制系统(课程设计论文)引言流水灯就是一组灯在控制系统的控制下按照设定的顺序和时间来点亮和熄灭,这样就能形成如流水一样的视觉效果。
现在很多街上的店面和招牌上面就安了流水灯,在夜里看上去如流水一样变换闪烁、美不胜收。
流水灯控制可用多种方法实现,例如可运用模电和数电的知识,利用移位寄存器实现对流水灯的控制:通常用左移寄存器实现灯的单方向移动;用双向移位寄存器实现灯的双向移动。
因为我最近在自学单片机的教程,对单片机这个具有体积小、功能强、成本低、应用面广等优点小东西起了浓厚的兴趣,本着学习单片机就要理论与实践并重的理念,我决心用单片机来做这次流水灯课程设计,检验自己对单片机知识的吸收和掌握的程度。
当今时代是一个新技术层出不穷的时代,在电子领域尤其是自动化智能控制领域,传统的分立元件或数字逻辑电路构成的控制系统,正以前所未见的速度被单片机智能控制系统所取代,可以说,智能控制与自动控制的核心就是单片机。
因此,作为未来电子自动化领域主力,我们应该掌握有关单片机的知识,以跟上科技的发展和时代的潮流。
1系统总体方案设计1.1 设计主要功能由课程设计任务书可知,首先要求八个灯LED0至LED7依次点亮,间隔时间为一秒。
待八个灯全部点亮后,再由LED7至LED0依次熄灭,间隔时间同样为一秒。
等到灯全部熄灭后,再控制灯八个灯同时闪烁4次,闪烁一次的时间为1秒,共计四秒。
附加功能:灯LED0-LED1-LED2-LED3构成字母A的“/”,灯LED7-LED6-LED5构成字母A的“\”,灯LED4构成字母A的“-”,按照写字母A的顺序依次点亮各个小灯,间隔时间为500毫秒。
等到灯全部点亮后,再控制八个灯同时闪烁3次,闪烁一次的时间为500毫秒。
由于延时时间较短,在灯明灭时我们可以明显地观测到字母A的流水灯效果。
1.2 设计要点本次课程设计中的流水灯实际上就是一个带有八个发光二极管的单片机最小应用系统,即为由发光二极管、晶振、复位、电源等电路和必要的软件组成的单个单片机。
花样流水灯课程设计论文

花样流水灯课程设计论文一、教学目标本课程旨在通过花样流水灯的制作,让学生掌握基础的电子元件知识和简单的电路搭建技巧,培养学生的动手能力和创新能力,增强学生对科技的兴趣和好奇心。
在知识目标上,学生需要了解发光二极管的工作原理、颜色与波长的关系,以及串联和并联电路的基本概念。
在技能目标上,学生能够熟练使用电子元件进行电路搭建,并能够通过编程控制流水灯的效果。
在情感态度价值观目标上,学生能够体验到科技制作的乐趣,增强对科学的热爱和探索精神。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括三个部分:电子元件知识、电路搭建技巧和编程控制。
在电子元件知识部分,学生将学习发光二极管的工作原理、颜色与波长的关系。
在电路搭建技巧部分,学生将学习如何使用发光二极管、电阻等元件进行串联和并联电路的搭建。
在编程控制部分,学生将学习如何使用编程语言控制流水灯的效果。
三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性,本课程将采用讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等多种教学方法。
在讲授法方面,教师将系统的讲解电子元件知识、电路搭建技巧和编程控制相关的内容。
在讨论法方面,教师将引导学生进行思考和讨论,提高学生的理解和应用能力。
在案例分析法方面,教师将分析一些典型的流水灯制作案例,帮助学生掌握制作技巧。
在实验法方面,学生将通过动手制作花样流水灯,提高实践能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,丰富学生的学习体验,我们将选择和准备适当的教学资源。
教材方面,我们将使用《电子制作》等相关教材,为学生提供系统的基础知识。
参考书方面,我们将提供一些关于电子制作和编程的书籍,供学生自主学习。
多媒体资料方面,我们将制作一些教学视频和PPT,帮助学生更好的理解和掌握知识。
实验设备方面,我们将准备一些发光二极管、电阻等元件和编程设备,供学生进行实验和制作。
五、教学评估本课程的评估方式将包括平时表现、作业和考试三个部分,以保证评估的客观性和全面性。
平时表现部分,将根据学生在课堂上的参与度、提问和回答问题的表现等进行评估。
流水灯设计论文

流水灯设计完成日期2011 年11月22日摘要单片微型计算机(Single Chip Microcomputer )简称单片机,是指集成在一块芯片上的计算机,它具有结构简单、控制功能强、可靠性高、体积小、价格低等优点。
单片机技术作为计算机技术的一个重要分支,广泛的应用于工业控制、智能化仪器仪表、家用电器、电子玩具等各个领域。
近年来随着科技的飞速发展,单片机的应用正在不断地走向深入,同时带动传统控制检测日新月异更新,在实时检测和自动控制的单片机应用系统中,单片机往往作为一个核心部件来使用,仅单片机方面的知识是不够的,还应根据具体硬件结构,以及针对具体应用对象特点的软件结合,加以完善。
本设计通过用汇编语言对8952单片机写程序实现了对8个发光二极管的自如控制,并具有复位和中断功能,另外加上了一组静态数码管以显示流水灯的花样计数。
根据设计要求基本达到了预期的目的。
正文首先介绍本课题的背景、研究意义及完成的任务功能;简单描述元器件和方案的论证;系统硬件的工作原理和软件的设计;最后对本设计进行了总结。
关键词:单片机89c52发光二极管中断复位汇编语言目录1 第一章:绪论 (4)1.1 课题研究背景 (4)1.2 课题研究意义 (4)1.3 课题研究任务 (4)2 第二章主要电子元器件的简介 (5)2.1 89c52 (5)2.2 晶振 (5)3 第三章基本原理 (6)3.1 总体设计思路 (6)3.2 总设计框图 (6)4 第四章设计过程 (7)4.1 电源电路的设计 (7)4.2 花样灯的设计 (7)5 第五章调试 (8)6 第六章设计心得 (9)7 第七章参考文献 (10)8 第八章附录 (11)8.1 实物图 (11)8.2 流水灯代码 (11)1第一章:绪论1.1课题研究背景微型计算机(Microcomputer )简称微机,是计算机的一个重要分支。
人们通常按照计算机的体积、性能和应用范围等条件,将计算机分为巨型机、大型机、中型机、小型机和微型机。
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编号:摘要抢答器作为一种工具,已经广泛应用于各种智力和知识竞赛场合。
本设计以八路智力竞赛抢答器为基本概念,从实际应用出发, 用数字、模拟电子器件设计具有扩充功能的抢答器。
该设计数字抢答器就是利用数字电子技术实现的。
主要为了实现抢答、显示功能。
优先编码电路、锁存器、译码电路将参赛队的输入信号在显示器上输出。
当有选手按下按钮时,优先锁存,其他选手在按时无响应,直到主持人按下清零按钮之后,才能开始下一轮的抢答。
比较实用。
该数字抢答器可以广泛应用于各种竞赛,确保竞赛的准确,公平。
该数字抢答器虽然可以用单片机程序来完成,但繁琐和代价高。
而用集成电路设计制作抢答器:方便,价格便宜,还易于扩展。
关键字:编码;译码;抢答器目录引言 (1)1. 设计要求与概述 (2)1.1 设计要求 (2)1.2 系统概述 (2)2. 设计方案分析与论证 (3)2.1 设计方案分析 (3)2.2 设计方案论证与选择 (3)3. 电路原理图设计 (4)3.1 编码电路设计 (4)3.2 锁存电路设计 (5)3.2.1 RS触发器功能 (5)3.3 译码电路设计 (6)3.4 电路设计综述 (7)4. 智能抢答器实物制作 (8)4.1 PCB设计 (8)4.2 抢答器实物焊接与调试 (8)4.2.1实物焊接 (9)4.2.2实物调试和检查遇到问题解决过程 (9)5. 测试结果分析与设计体会 (9)5.1 测试结果与分析 (9)5.2 设计体会与实验总结 (9)参考文献 (10)谢辞 (11)附录 (12)元器件清单 (12)引言进入21世纪越来越来多的电子产品出现在人们的日常生活中,例如企业、学校和电视台等单位常举办各种智力竞赛, 抢答记分器是必要设备。
过去在举行的各种竞赛中我们经常看到有抢答的环节,举办方多数采用让选手通过举答题板的方法判断选手的答题权,这在某种程度上会因为主持人的主观误断造成比赛的不公平性。
人们于是开始寻求一种能不依人的主观意愿来判断的设备来规范比赛。
因此,为了克服这种现象的惯性发生人们利用各种资源和条件设计出很多的抢答器,从最初的简单抢答按钮,到后来的显示选手号的抢答器,再到现在的数显抢答器,其功能在一天的趋于完善不但可以用来倒计时抢答,还兼具报警,计分显示等等功能,有了这些更准确地仪器使得我们的竞赛变得更加精彩纷呈,也使比赛更突显其公平公正的原则。
今天随着科技的不断进步抢答器的制作也更加追求精益求精,人们摆脱了耗费很多元件仅来实现用指示灯和一些电路来实现简单的抢答功能,使第一个抢答的参赛者的编号能通过指示灯显示出来,避免不合理的现象发生。
但这种电路不易于扩展,而且当有更高要求时无法实现,例如参赛人数的增加。
随着数字电路的发展,数字抢答器诞生了,它易于扩展,可靠性好,集成度高,而且费用低,功能更加多样话,是一种高效能的产品。
而如今在市场上销售的抢答器大多采用可编程逻辑元器件,或利用单片机技术进行设计,本次设计主要利用常见的74LS系列集成电路芯片、CD系列集成电路芯片和555芯片,并通过划分功能模块进行各个部分的设计,最后完成了八路智力竞赛抢答器的设计。
1. 设计要求与概述1.1 设计要求1.设计一个智力竞赛抢答器,可同时供8名选手或8个代表队参加比赛,8个抢答按钮分别用编号S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8来表示。
2.设置一个控制开关S,由节目主持人控制系统的清零和抢答的开始。
3.抢答器具有数据锁存和显示的功能。
抢答开始后,若有选手按动抢答按钮,编号立即锁存,并在LED数码管上显示相应编号。
此外,要封锁输入电路,禁止其他选手抢答。
优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。
1.2 系统概述总的电路设计框图如图1-1:图1-1 抢答器设计框图如设计框图所示电路包括主体电路和扩展电路两部分。
其中主体电路完成基本的抢答功能,即主持人按下控制开关后,当选手按动抢答键时,该选手对应LED灯点亮,同时封锁输入电路,其他选手抢答无效。
接通电源后,主持人将控制开关置于“清除”处,此时抢答器处于禁止状态,选手不能进行抢答,当主持人将控制开关置于“开始”时,抢答器处于工作状态。
当选手在按动抢答键时,电路要完成以下功能:(1)抢答器同时供8名选手或8个代表队比赛,用八个排在一排的开关,将按下开关,表明选手抢答。
(2)设置一个系统清除和抢答控制的开关,该开关由主持人控制,按下开关,为接地端,清零处理。
(3)抢答器具有锁存与显示功能。
即选手按动按钮,锁存相应的编号,同时相应的发光二极管灯亮。
选手抢答实行优先锁存,优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。
2. 设计方案分析与论证2.1 设计方案分析方案一:原理:在选手抢答前,“清除/起始”开关S使基本RS触发器输出端Q为0,使集成8线-3线优先编码器禁止;当主持人按下“清除/起始”开关S时,基本RS触发器输出端Q为1,与优先扩展输出端Yex共同作用,使集成8线-3线优先编码器选通输入端ST为0,允许编码,等待数据输入。
此时优先按动序号的组号立即通过编码器按8421BCD 码输出,经RS锁存器74LS279将该数码锁存到LED显示器上。
与此同时,Yex(引脚为14)由1翻转为0,与非门G1输出为1,选通输入端ST为1,编码器被禁止。
方案二:在方案一的基础上采用了74LS148优先编码器来实现抢答器的选号,采用了74LS279芯片实现对号码的锁存。
2.2 设计方案论证与选择方案一中,主要多了一个基本RS触发器,以及相对的74LS148引脚与74LS279之间连线的相应改变,这又涉及到之后的提高方案中的连线的改变。
它有自身的优点,即基本RS触发器又相当一锁存器(74LS279),它可以对主持人的指令进行进一步的锁存,这样就可以增强它的抗干扰能力,但其线路过于复杂,另外此次实验所用的电路板对电路设计的大小要求很高,而且在布局和焊接上要越精练越好,所以它不是首选方案。
而由于方案二已能满足基本设计和提高设计的要求,而且它的原理更简单易懂,直观明了,元件更少,连线更方便,焊接更可靠,且比较容易实现,所以最终选用了方案二。
方案二总体仿真如图2-1:图2-1 抢答器仿真图按下仿真开关后,可以按动按钮进行抢答,当某一选手按下抢答键后,需要主持人按键确认之后才能保存结果,支持人再次按下按键则可将抢答器重置。
3. 电路原理图设计抢答电路的功能有三个:一是能分辨出选手按键的的先后;二是锁存优先抢答者的编号,供译码显示电路用,并使其他选手的按键操作无效;三是要将成功抢答的选手所对应的LED 灯点亮。
3.1 编码电路设计编码电路需要将按下抢答按钮的选手所对应的编号转换成二进制数码,所以本部分电路选用8线-3线优先编码器74LS148(引脚图如图3-1所示,其真值表如表3-1所示)。
该芯片的功能为将 8 条数据线(0-7)进行 3 线(4-2-1)二进制(八进制)优先编码,即对最高位数据线进行译码。
利用选通端(EI )和输出选通端(EO )可进行八进制扩展。
图3-1 74LS148引脚图表3-1 74LS148功能表输入输出___ST____0IN ____1IN ____2IN ____3IN ____4IN ____5IN ____6IN ____7IN___2Y __1Y __0Y____EX Y ___S Y1 X X X X X X X X 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 X X X X X X X 0 0 0 0 0 1 0 X X X X X X 0 1 0 0 1 0 1 0 X X X X X 0 1 1 0 1 0 0 1 0 X X X X 0 1 1 1 0 1 1 0 1 0 X X X 0 1 1 1 1 1 0 0 0 1 0 X X 0 1 1 1 1 11 0 1 0 1 0 X 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 00 1 1 1 1 1 1 11 1 10 13.2 锁存电路设计抢答成功的选手编号经由74LS148芯片编码为二进制数码后,需要锁定该选手以避免其他选手的干扰,所以本电路选用RS 锁存器74LS279(引脚图如图3-2所示,其真值表如表3-2所示)芯片对抢答成功的选手所对应二进制数码进行锁存。
图3-2 74LS279引脚图 表3-2 74LS279真值表 输入输出(Q) ___1S___2S__RL L L H L X H H X L H H H H L L HHHNo Change3.2.1 RS 触发器功能74LS279则由四个基本RS 触发器(逻辑图、逻辑符号和波形图如图3-3所示)构成,而基本RS 触发器功能则如下文所示:1. 保持状态。
当输入端接入==1的电平时,如果基本SR 触发器现态=1、=0,则触发器次态=1、=0;若基本SR 触发器的现态=0、=1,则触发器次态=0、=1。
即==1时,触发器保持原状态不变。
2. 置0状态。
当=1,=0时,如果基本SR 触发器现态为=1、=0,因=0,会使==1,而=1与=1共同作用使端翻转为0;如果基本SR 触发器现态为=0、=1,同理会使=0,=1。
只要输入信号=1、=0,无论基本SR 触发器的输出现态如何,均会使输出次态置为0态。
3. 置1状态。
当=0、=1时,如果触发器现态为=0、=1,因=0,会使G1的输出端次态翻转为1,而=1和=1共同使G2的输出端=0;同理当=1、=0,也会使触发器的次态输出为=1、=0;只要=0、=1,无论触发器现态如何,均会将触发器置1。
4. 不定状态。
当==0时,无论触发器的原状态如何,均会使=1。
当脉冲去掉后,和同时恢复高电平后,触发器的新状态要看G1 和G2两个门翻转速度快慢,所以称==0是不定状态,在实际电路中要避免此状态出现。
基本RS 触发器的。
(a )逻辑图 (b) 逻辑符号 (c) 波形图图 3-3 基本SR 触发器3.3 译码电路设计本电路最后一个功能则是将抢答成功选手的二进制数码进行译码以点亮LED 灯来最终实现抢答器的效果,所以选用3线-8线译码器74LS138(74LS138引脚图如图3-4所示,其真值表如表3-3所示)来完成上述功能。
图3-4 74LS138引脚图& &QQG 1G 2RSS RRSQQRSQ置0 置1 保持表3-3 74LS138功能表3.4 电路设计综述本电路主要完成的功能是实现8路选手抢答并进行锁存,同时有相应的显示。
本电路的原理图如图3-5所示,工作过程:当主持人控制开关处于“清零”位置时,RS触发器的R端为低电平,输出端(4Q~1Q)全部为低电平。
于是74LS48的BI=0,显示器灭灯;74LS148的选通输入端ST=0,74LS148处于工作状态,此时锁存电路不工作。