EDA课程设计一个彩灯控制器.doc

第一部分：QuartusII设计报告
一、 本阶段设计任务描述
设计一个彩灯控制器，满足设计条件：
1、有八只LED灯L0、L1......L7
2、显示方式
（1）先奇数灯依次亮
（2）再偶数灯依次亮
（3）再由L0到L7依次亮
二、题目分析与设计思路
分析：根据题目要求，可以得到一个灯亮时的显示顺序表，如图
序号
L0
L1
L2
L3
L4
L5
L6
L7
1
0
1
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0
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1
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0
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0
1
由图可得，第五次与第九次时L0灯亮，第一次与第十次时L1灯亮，其余以此类推。而且小灯一共有16个状态，因此，我选用了一片16进制计数器74161和一片4线-16线译码器74154、8片与非门设计电路。
思路：将74161的四位输入端A、B、C、D接地，LDN与工作状态控制端接高电平，四位输出端接入74154的A、B、C、D四个输入端，74154的输出端O4N和O8N通过一个二输入与非门接入小灯L0。O0N和O9N 通过一个二输入与非门接入小灯L1。依次类推，以下的小灯按要求的显示顺序接入余下的小灯上。从而实现8只LED灯按照题目要求的顺序亮。
三、系统总电路设计

四、电路仿真结果及分析
如图为功能仿真波形图，因周期大无法显示全部，但电路图已达到预期效果，完全符合题目要求。

四、 设计、仿真、调试过程中出现的问题及解决办法
设计电路过程中用八个输出端代替了八个LED灯。仿真过程中，时序仿真中有延时，因此改用功能仿真更能体现LED灯的16个状态。
第二部分：Proteus设计报告
一、 本阶段设计任务
自动打铃器电路设计
基本要求：
1．有数字钟功能；（不包括校时等功能）
2．可设置一个时间，定时打铃；
3．响铃一分钟。
4．定时时间可调。
5. 设计合适的时钟产生电路。
二、题目分析与系统总体设计
根据题目要求，我们把自动打铃器电路分成了3个模块
一、 数字钟电路、显示电路模块。
二、 时间设定及时间可调电路模块。
三、 响铃电路模块。
下图是自动打铃器流程图
24进制计数器
60进制计数器
60进制计数器
时
秒
分
时间设定及时间可调电路
响铃电路

三、各模块电路设计
（1）模块1 ：数字钟电路、显示电路模块 负责人：陆欣
六十进制计数器：
利用两片74160级联实现60进制计数器（异步清零）
功能：在1HZ时钟脉冲的作用下实现从0到59的状态转换。
部分数字钟功能的实现需要接入数码管将60进制计数器的转换过程显示出来，将两 片 74160的Q3~Q0从左到右分别接到两个数码管7SEG_BCD的引脚上 就实现了秒电路的显示功能。

二十四进制计数器
分电路与秒电路相同。

数字钟电路、显示电路模块
将秒电路的U3输出端连线接入分电路中两片74160的CLK上，作为时钟信号输入分电路，同理，将分电路的U8输出端连线接入时电路中两片74160的CLK上，作为时钟信号输入时电路。最终结果即为带显示功能的数字钟电路。

（2）模块2 ：时间设定及时间可调电路模块 负责人：段小芳
定时状态时 将所需定时的时间以二进制方式表达的数字对应到电路中用反相器与单刀双掷开关来达到响铃。
定时时间可调是通过改变开关的状态来实现的，想要订哪一个时间，就将相应的开关打到不是非门的一侧，等数字钟电路到达定时的点数后，相应数码管引脚输出为一，数码管其他的引脚没有符合条件，输出为零，但是经过一个非门后，状态相反，即为一，使四输入与非门输出为一，给小灯一个有效信号，小灯亮。

(3) 模块3 ：响铃电路模块 负责人：潘亚丹
功能：在时钟脉冲的作用下实现响铃60秒。
元件：一个74LS160计数器、两个74160计数器、两个双输入与非门、两个数码管一个LED灯同上，先用两片74160用异步清零法级联实现60进制计数器，达到响铃60秒的功能，从高位片的Q1、Q2端连线接入第二个双输入与非门，并将其输出端接入一片74LS160计数器U16的异步复位端MR上，将U16的预置状态输入端D3~D0接地，LOAD、ENP、ENT接高电平，Q0接LED灯，可控制小灯变亮，当U16的CLK端有时钟信号输入时，小灯亮60秒。

(4) 总电路

四、 仿真过程中出现的问题及解决办法
仿真过程中，有的原件有许多型号，使用不同型号的元件时会出现理论上可行但只有使用特定的门电路才会出现预期的结果。因此需要不断更换元件来调试电路，以达到预期结果。
第三部分：Protel设计报告
一、本阶段设计任务
彩灯控制器
二、电路原理图

三、PCB设计结果

四、 设计过程中出现的问题及解决办法
原理图中小灯要使用LED0，在PCB板连线前要规划好各元件摆放位置，设置好规则，再开始连线。
第四部分：整个课程设计环节的总结与心得体会

在整整两个星期的 EDA课程设计中，我不但巩固了以前的学过的知识，还学的到很多很新的东西，也深刻的体会到将理论知识运用到实践中的不易。
在QuartusII设计中，你首先要能做出符合题目要求的原理图，然后将所学到的理论知识应用到实际中去，会出现各种各样的问题。我们需要解决这些问题，才能得到最终结果。
Proteus项目设计是团队合作项目，需要团队中每个人同心协力，互相帮助，我们在明确分工后不仅仅是独立完成自己的哪一部分，还要在电路整体调试时一起分析整个电路中哪个环节出了问题，进行调试和修改，最终得到一个完整的电路。在这个过程中，我学会了队友之间的通力合作，并且认识到了团队合作的重要性。为此我将会更加努力。
Protel是整个课程中最考验耐心的一部分，从挑选到合适的元器件，再到原理图的创作，最后实现PCB板上复杂的连线。无论是那一步出错，最后都将功亏一篑，从头再来，非常考验我们的细心程度与耐力。
总之，在这次课程设计我得到了充分的锻炼 ，我有幸能有这样一次经历，让我既巩固了知识，有认识到自己的不足并加以弥补。
最后，也感谢一直教导我们的老师们！你们辛苦了！

签名：潘亚丹
2016年 9月 11 日

此页不用装订入课程设计报告
对本课程设计环节（尤其是项目式教学环节）的意见和建议：
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