题目：彩灯控制器设计任务书。
院系：电气工程系。
班级：计控xxx
姓名：xx学号：xxxxxxx
目录 第一章设计基本要求。
1.1 设计目的与要求。
1.2 设计内容。
1.3 设计成果要求。
1.4 答辩。
第二章总体设计。
2.1 电路模块结构。
2.2 方波发生电路及计数触发电路。
2.3 双向移位电路。
2.4 彩灯电路。
2.5 置数电路。
第三章调试及总结。
3.1 调试电路。
3.2 电路总图。
3.3 元器件清单。
3.4 设计总结。
第一章基本要求。
1.1 设计目的与要求。
设计一个彩灯控制器，要认真并准确地理解有关要求，独立完成系统设计，在双干线的路口上，交通信号灯的变化按照下面假定进行计时：
1）显示模式3种以上，至少包括不同状态的左移，右移以及保持；
2）自己设计所需各单元电路；
3) 说明电路的工作原理；
4) 主要单元电路和元器件参数计算，选择，使用方法及功能；
1.2 设计内容。
1） 画出原理电路图，正确使用逻辑关系；
2） 确定元器件及元器件参数；
3） 调试电路；
4） 电路放真；
1.3 成果要求。
1） 课程设计说明书一本；
写出设计的全过程，附上有关资料和图纸，有总结体会。
要求：内容完整，图表完备，字迹工整，条理清晰，分析有据。
1) 所用元器件清单；
2) 电路实体和**；
要求：电路必须有**结果（可利用 multisim进行电路**分析），该电路实体必须是自己安装调试通过并达到性能指标要求的电路实体。
1.4 答辩。
在规定的时间内，完成叙述并回答问题。 第二章总体设计。
2.1 电路模块结构。
彩灯控制器原理框图如图1所示 。它是由方波产生电路 、计数触发电路、双向移位电路、置数电路及彩灯电路等组成。计数触发电路为该系统控制电路，双向移位电路为输出控制电路，最后彩灯电路显示。
图 12.2 方波发生电路及计数触发电路。
这两个电路在实际制作中是由 cd4060 芯片成的，详细电路如图 2 。**频率为：f=1.43/(r1+2r2)c 。
图 2 方波发生电路及计数触发电路。
cd4060芯片的功能：
1）该芯片由一个振荡器和一个1４级二进制计数器两部分组成．
2）振荡器由外接器件构成，可设计成。
3）rc振荡器；也可以设计成晶体振荡器。
4）当cr为异步清零端，高电平时，所有输出为低电平，并禁止振荡器工作。
图 3 cd4060引脚图。
图 4 cd4060芯片内部结构图。
2.3 双向移位电路。
该电路是由2片74ls194芯片组成，该电路完成了彩灯控制中的左移、右移以及保持等功能。如图5。
移位寄存器是一个具有移位功能的寄存器，是指寄存器中所存的**能够在移位脉冲的作用下依次左移或右移。既能左移又能右移的称为双向移位寄存器。只需要改变左、右移的控制信号便可实现双向移位要求。
根据移位寄存器存取信息的方式不同分为：串入串出、串入并出、并入串出、并入并出四种形式。
本实验选用的4位双向通用移位寄存器，型号为74ls194，其功能表及管脚如图8-2所示。其中 d0、d1 、d2 、d3为并行输入端；q0、q1、q2、q3为并行输出端；dir 为右移串行输入端，dil 为左移串行输入端；s1、s0 为操作模式控制端；为直接无条件清零端；cp为计数脉冲输入端。
74ls194有5种不同操作模式：即并行送数寄存，右移(方向由q0→q3)，左移（方向由q3→q0），保持。
及清零。图5 双向移位电路。
图 6 74ls194引脚图。
当清除端（clear）为低电平时，输出端（qa－qd）均为低电平。
当工作方式控制端（s0、s1）均为高电平时，在时钟（clock）上升沿作用下，并行数据（a－d）被送入相应的输出端qa－qd。此时串行数据（dsr、dsl）被禁止。
当s0 为高电平、s1 为低电平时，在clock上升沿作用下进行右移操作，数据由dsr送入。
当s0 为低电平、s1 为高电平时，在clock上升沿作用下进行操作，数据由dsr送入。
当 s0 和 s1 均为低电平时，clock 被禁止。对于 54（74）194，只有当 clock 为高电平时 s0 和 s1 才可改变。
逻辑符号：引出端符号。
clock 时钟输入端。
clear 清除端（低电平有效）
a－d 并行数据输入端。
dsl 左移串行数据输入端。
dsr 右移串行数据输入端。
s0、s1 工作方式控制端。
qa－qd 输出端。
极限值。电源电压 7v
输入电压 54/74194，54/74s194 5.5v
54/74ls194 7v
2.4 彩灯电路。
该电路是有电阻和led组成，完成最终显示。
图7 彩灯电路。
2.5 置数电路。
该电路功能是给74ls194的s0、s1获得搞电位。
图8 置数电路。
第三章调试及总结。
3.1 调试电路。
1. 接通电源。方波产生电路能产生实际需求方波脉冲；计数电路能完成计数功能，按下开关彩灯亮，置数成功。
2. 系统出错不能进行移位或保持，只能停留在置数状态。用万能表对s0、s1进行电位检验，发现一直处于高电位，无法高低电位变化。
3. 采取措施，对s0、s1电位进行调整拉低。系统重新运行，成功运行达到设计要求。
3.2 电路总图。
图 9 电路总图。
3.3 元器件清单。
图10 元器件清单。
3.4 设计总结。
通过这两周的课程设计完成了彩灯控制器电路设计，掌握了双向移位寄存器74ls194，方波发生电路及计数触发电路。提高了自己的动手和动脑能力。通过这几周的课程设计懂得了团队配合的重要性，对数字电子技术这门课程产生了更浓厚的兴趣。
通过独立思考，深入钻研有关问题，学会自己分析解决问题的方法。经过电路板的设计，懂得了学习和做事要认真和仔细。
此次课程设计，学到了很多课内学不到的东西，比如独立思考解决问题，出现差错的随机应变，和与人合作共同提高，都受益非浅，今后的制作应该更轻松，自己也都能扛的起并高质量的完成项目。
通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。
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