數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計-音樂數(shù)字彩燈控制器

PAGE17課程設(shè)計任務(wù)書課題名稱音樂數(shù)字彩燈控制器姓名專業(yè)班級學號指導老師劉建課程設(shè)計時間一、任務(wù)及要求1.數(shù)碼管自動依次顯示數(shù)字隊列0，1，2，3，4，5，6，7，8，9（自然數(shù)列）；1，3，5，7，9（奇數(shù)列）；0，2，4，6，8（偶數(shù)列）；0，1，2，3，4，5，6，7，0，1（音樂數(shù)列）。然后又依次顯示同上數(shù)列，不斷循環(huán)；2.打開電源開關(guān)，自動清零，即通電后最先顯示出自然數(shù)列的0，再顯示出1，然后按上述規(guī)律變化.3.每個數(shù)字的一次顯示時間（從數(shù)碼管顯示之時起到消失之時止）基本相等。4.嚴格按照課程設(shè)計說明書要求撰寫課程設(shè)計說明書二、進度安排第一周：周一：課題內(nèi)容介紹和查找資料；周二～周三：方案設(shè)計，電路仿真，周三下午檢查設(shè)計方案及仿真結(jié)果；周四～周日：周四上午領(lǐng)元器件；安裝、調(diào)試電路；第二周：周一～周三：安裝、調(diào)試電路；周四：驗收電路，收元器件，整理實驗室，撰寫設(shè)計報告，打印相關(guān)圖紙；周五：答辯，收設(shè)計報告。三、參考資料1、賈立新，王涌.電子系統(tǒng)設(shè)計與實踐(第2版).清華大學出版社.2011.22、謝自美.電子線路設(shè)計、實驗、測試(第3版).華中科技大學出版社.2013.83、湯山俊夫.數(shù)字電路設(shè)計與制作.科學出版社.2005.4目錄一、 課程設(shè)計的任務(wù)要求 2二、設(shè)計方案 2(一) 整體設(shè)計 3(二) 芯片設(shè)計 3(三) 電路設(shè)計 6三、單元電路（子模塊，子程序）分析 6(一) 自然數(shù)列 6(二) 奇數(shù)列 6(三) 偶數(shù)列 7(四) 音樂數(shù)列 7(五) 總控制 7四、系統(tǒng)仿真/測試 8五、電路安裝調(diào)試 11(一) 安裝 11(二) 調(diào)試 12(三) 故障 14(四) 產(chǎn)生故障的主要原因及解決方法 14六、元件清單 14七、總結(jié) 15課程設(shè)計的任務(wù)要求數(shù)碼管自動依次顯示數(shù)字隊列0，1，2，3，4，5，6，7，8，9（自然數(shù)列）；1，3，5，7，9（奇數(shù)列）；0，2，4，6，8（偶數(shù)列）；0，1，2，3，4，5，6，7，0，1（音樂數(shù)列）。然后又依次顯示同上數(shù)列，不斷循環(huán)；打開電源開關(guān)，自動清零，即通電后最先顯示出自然數(shù)列的0，再顯示出1，然后按上述規(guī)律變化.每個數(shù)字的一次顯示時間（從數(shù)碼管顯示之時起到消失之時止）基本相等。二、設(shè)計方案整體設(shè)計根據(jù)設(shè)計要求，要依次輸出四個數(shù)列，并且要循環(huán)輸出?？砂匆韵鲁绦蚩驁D2.1.1：總控制總控制奇數(shù)列奇數(shù)列音樂數(shù)列偶數(shù)列自然數(shù)列音樂數(shù)列偶數(shù)列自然數(shù)列圖2.1.1芯片設(shè)計自然數(shù)列和音樂數(shù)列輸出都有十個數(shù)字，偶數(shù)列和奇數(shù)列都為十以內(nèi)數(shù)字。由此，可以選用十進制的芯片，進行十個數(shù)字的輸出。在所學的芯片中，74LS160和74LS161都可以進行十進制輸出。如圖2.2.1是74LS161芯片的管腳，圖2.2.2為74LS160芯片的管腳。圖2.2.1圖2.2.2表2.2.174LS160芯片功能表表2.2.1是74LS160的功能表，可以使用其計數(shù)功能，進行從0到9的計數(shù)。74LS160是同步十進制加法計數(shù)器，74LS161是同步二進制加法器。相比之下，74LS160本身就是十進制，更方便進行在本次實驗中進行計數(shù)?？梢允褂盟膫€74LS160分別輸出自然數(shù)列、奇數(shù)列、偶數(shù)和音樂數(shù)列。在進行電路總控制時，要求依次輸出數(shù)列，那么必須要有一個芯片可是使四個74LS160依次進行輸出。為了減少芯片使用，使用組合邏輯器件和時序邏輯器件配合進行電路總控制進行計數(shù)輸出。表2.2.2和圖2.2.3分別為74LS138芯片的功能表和管腳圖，可知，輸出項每項都只有一個0，利用這一特點，可以用來使控制僅一個芯片輸出。表2.2.274LS138真值表圖2.2.3電路設(shè)計在74LS160芯片計數(shù)時，進行自然數(shù)列輸出時，只要給個上升脈沖，芯片自動會進行0~9的輸出。而對于奇數(shù)列，要求輸出為0001,0011，0111,1111。由此可見，輸出奇數(shù)列的低位都是1，所以要將輸出奇數(shù)列的芯片的低位要置1。對于偶數(shù)列，芯片要輸出0000,0010,0100,1000，則輸出偶數(shù)列的芯片的低位要置0。對于音樂數(shù)列，要輸出0000~0111，那么只需將輸出音樂數(shù)列的高位置0.對于74LS138芯片，只需用到四個輸出端口，那么輸入端口只需兩個就行，而且74LS138要對74LS160進行控制，那么輸出端口是要分別連到74LS160的。三、單元電路（子模塊，子程序）分析自然數(shù)列圖3.1.1奇數(shù)列圖3.2.1偶數(shù)列圖3.3.1音樂數(shù)列圖3.4.1總控制圖3.5.1四、系統(tǒng)仿真/測試在對各個分電路進行設(shè)計后，將電路總體畫出，圖4.0.0為線路圖，分別進行測試。圖4.0.0圖4.0.1圖4.0.2圖4.0.3圖4.0.4五、電路安裝調(diào)試安裝將線路接好后，進行電路的調(diào)試，對每一個芯片分別測試，最后將芯片按照線路圖連貫起來以下為測試電路圖片：圖5.0.0圖5.0.1調(diào)試把各芯片安到面板上，合理布局芯片。合理的布局會為以后的接線帶來很大的方便。這是最基本的一步?，F(xiàn)在就可以接線由于考慮到如果將所有銜接起來再檢查的話可能比較麻煩，改線路也可能因為線多而又要重接，所以我們按照各個模塊接好當場檢查，并且再接線路之前我們還需要檢查我們的各個器件和工具箱是否可用。圖5.0.2先觀察面板和實驗箱的相關(guān)器件是否完善，儀器的好壞直接決定了實習的功敗垂成。然后再觀察它們的構(gòu)造，因為比較熟悉其構(gòu)造和功能，才能使以后的操作更加迅捷。檢測各個芯片及導線，只有好的芯片和導線才有可能實現(xiàn)其功能。如果是壞的芯片或?qū)Ь€，設(shè)計的再好的電路也不可能實現(xiàn)功能，所以不要小看這個步驟，這了。按照已經(jīng)設(shè)計好的電路圖接線，由于線路比較復(fù)雜，所以接線也要合理，美觀。這樣對以后的線路檢查也會帶來方便。圖5.0.3而對于接好了，但不能正常工作的部分需要進行調(diào)試處理。對不能正確工作的模塊進行檢查，檢查接觸是否良好，有沒有短路，有沒有少接或多接了線。如果上述步驟沒用，則對該模塊的上級模塊進行檢查。直到檢查出問題并解決出現(xiàn)的問題為止。當然最后還是通電看看所有功能是否能按照任務(wù)書上的顯示，如果沒錯，那么就成功了。圖5.0.4故障在本次課程設(shè)計中我們遇到了常見的幾個故障現(xiàn)象：（1）顯示管顯示不正確；（2）LED顯示順序錯誤；（3）不能正確置數(shù)。產(chǎn)生故障的主要原因及解決方法產(chǎn)生故障的原因很多，情況也很復(fù)雜，故障可以是由于一種原因產(chǎn)生的也可能是由于多方面的因素導致線路產(chǎn)生了故障。在這里我就我們小組所遇到的困難分析原因及提出解決方法：（1）顯示管顯示不正確原因及解決方法：1導線接觸不好，這個原因在我們這個小組最明顯，我們不得不反復(fù)檢查線路，反復(fù)接線。2芯片損壞。在使用的時候由于短路造成芯片損壞，換了一個芯片就可以了。3接線錯誤。改成正確的接線。（2）LED顯示順序錯誤原因及解決方法：1發(fā)光二極管接線順序錯誤。按照電路圖重新接線（3）不能正確置數(shù)原因及解決方法：（1）置數(shù)模塊線路接觸不良。一個一個排查導線和插槽；（2）被置數(shù)的192芯片沒有收到置數(shù)信號。重新接線，確保接觸良好。六、元件清單芯片數(shù)量74LS00374LS04274LS20374LS160574LS1381七、總結(jié)課程設(shè)計是一個增長知識的課堂，通過本次實驗，我設(shè)計數(shù)字循序控制器，雖然只是幾個數(shù)字，要用芯片表達出來卻不是那么容易的事，最后實現(xiàn)仿真與課本上的知識有了更深一步的體會，其中的過程讓我體會到書本上的知識是做任何實踐的基礎(chǔ)，只有對基礎(chǔ)知識了解透徹，才會在設(shè)計方面游刃有余。接觸到課程設(shè)計的時候才知道原來設(shè)計是完全靠自己自由發(fā)揮的，不過現(xiàn)在我更加感謝課程設(shè)計是這么一個可以讓我們自由發(fā)揮的舞臺，因為在這說長不長說短不短的兩周時間里我重新拾起了很多以前忘記的知識，現(xiàn)在想起來發(fā)現(xiàn)原來我們學習的很多東西都是互相聯(lián)系的，并且與實際也密切相關(guān)，在課程設(shè)計當中我有因為成功開心過，也曾因為電路試驗失敗而沮喪過，但是在操作過程中我真正感覺到了課程設(shè)計的魅力。要想真正接好一個電路，我們不能一上來就接線，首先要明白我們設(shè)計的主要功能是什么，通過什么芯片以什么方式來實現(xiàn)，還要想清楚在實際過程中可能會遇到些什么問題。根據(jù)老師的要求，我們組劃分了5個模塊，分別是自然數(shù)列模塊、奇數(shù)列模塊、偶數(shù)列模塊、音樂模塊以及總控制模塊。在這5個模塊中，最讓我們組費神的是總控制模塊?？墒钱斘覀儩M以為一切都沒問題的時候我們又發(fā)現(xiàn)了一個重大的問題，一塊十幾厘米見方的電板上密密麻麻的布滿了插線孔。十幾個塊芯片插在板子上后，很多條細線擺在眼前都不知道哪個孔哪個芯片接的是哪根線。當我們第一次接好線路試電的時候，沒有成功我們看著那密密麻麻的線路想著又要重新接過還不知道下次是不是能成功，于是我們又接了一次，又不成功，我們再接一次。就這樣，時間在接線的指尖走過。我們幾次都想放棄，但是我們還是靜下心來，我們能夠接好的，我們再檢查一下線路一定能夠查出原因，后面我們也越來越有信心了。通過這次課程設(shè)計，我們更加懂得鍥而不舍的內(nèi)涵，要想做成事，就必須一遍又一遍的嘗試、改進。

電子技術(shù)課程設(shè)計評分標準環(huán)節(jié)項目評價優(yōu)良中及格不及格實踐環(huán)節(jié)（70%）設(shè)計方案合理性與創(chuàng)造性軟件仿真完成情況硬件調(diào)試完成情況答辯情況任務(wù)完成情況獨立工作能力出勤情況設(shè)計報告（30%）設(shè)計報告內(nèi)容完整、規(guī)范，圖紙正確、清晰，設(shè)計步驟規(guī)范、正確，設(shè)計結(jié)果可行。綜合評價課程設(shè)計成績評定為：□優(yōu)□良□中□及格□不及格指導老師簽名：________________日期：________________基于C8051F單片機直流電動機反饋控制系統(tǒng)的設(shè)計與研究基于單片機的嵌入式Web服務(wù)器的研究MOTOROLA單片機MC68HC（8）05PV8/A內(nèi)嵌EEPROM的工藝和制程方法及對良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機溫度控制系統(tǒng)的研制基于MCS-51系列單片機的通用控制模塊的研究基于單片機實現(xiàn)的供暖系統(tǒng)最佳啟停自校正（STR）調(diào)節(jié)器單片機控制的二級倒立擺系統(tǒng)的研究基于增強型51系列單片機的TCP/IP協(xié)議棧的實現(xiàn)基于單片機的蓄電池自動監(jiān)測系統(tǒng)基于32位嵌入式單片機系統(tǒng)的圖像采集與處理技術(shù)的研究基于單片機的作物營養(yǎng)診斷專家系統(tǒng)的研究基于單片機的交流伺服電機運動控制系統(tǒng)研究與開發(fā)基于單片機的泵管內(nèi)壁硬度測試儀的研制基于單片機的自動找平控制系統(tǒng)研究基于C8051F040單片機的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基于單片機的液壓動力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測儀開發(fā)模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機實現(xiàn)一種基于單片機的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究基于CYGNAL單片機的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機的噴油泵試驗臺控制器的研制基于單片機的軟起動器的研究和設(shè)計基于單片機控制的高速快走絲電火花線切割機床短循環(huán)走絲方式研究基于單片機的機電產(chǎn)品控制系統(tǒng)開發(fā)基于PIC單片機的智能手機充電器基于單片機的實時內(nèi)核設(shè)計及其應(yīng)用研究基于單片機的遠程抄表系統(tǒng)的設(shè)計與研究基于單片機的煙氣二氧化硫濃度檢測儀的研制基于微型光譜儀的單片機系統(tǒng)單片機系統(tǒng)軟件構(gòu)件開發(fā)的技術(shù)研究基于單片機的液體點滴速度自動檢測儀的研制基于單片機系統(tǒng)的多功能溫度測量儀的研制基于PIC單片機的電能采集終端的設(shè)計和應(yīng)用基于單片機的光纖光柵解調(diào)儀的研制氣壓式線性摩擦焊機單片機控制系統(tǒng)的研制基于單片機的數(shù)字磁通門傳感器基于單片機的旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的研究基于單片機的光纖Bragg光柵解調(diào)系統(tǒng)的研究單片機控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機的多生理信號檢測儀基于單片機的電機運動控制系統(tǒng)設(shè)計Pico專用單片機核的可測性設(shè)計研究基于MCS-51單片機的熱量計基于雙單片機的智能遙測微型氣象站MCS-51單片機構(gòu)建機器人的實踐研究基于單片機的輪軌力檢測基于單片機的GPS定位儀的研究與實現(xiàn)基于單片機的電液伺服控制系統(tǒng)用于單片機系統(tǒng)的MMC卡文件系統(tǒng)研制基于單片機的時控和計數(shù)系統(tǒng)性能優(yōu)化的研究基于單片機和CPLD的粗光柵位移測量系統(tǒng)研究單片機控制的后備式方波UPS提升高職學生單片機應(yīng)用能力的探究基于單片機控制的自動低頻減載裝置研究基于單片機控制的水下焊接電源的研究基于單片機的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于uPSD3234單片機的氚表面污染測量儀的研制基于單片機的紅外測油儀的研究96系列單片機仿真器研究與設(shè)計基于單片機的單晶金剛石刀具刃磨設(shè)備的數(shù)控改造基于單片機的溫度智能控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)基于MSP430單片機的電梯門機控制器的研制基于單片機的氣體測漏儀的研究基于三菱M16C/6N系列單片機的CAN/USB協(xié)議轉(zhuǎn)換器基于單片機和DSP的變壓器油色譜在線監(jiān)測技術(shù)研究基于單片機的膛壁溫度報警系統(tǒng)設(shè)計基于AVR單片機的低壓無功補償控制器的設(shè)計基于單片機船舶電力推進電機監(jiān)測系統(tǒng)基于單片機網(wǎng)絡(luò)的振動信號的采集系統(tǒng)基于單片機的大容量數(shù)據(jù)存儲技術(shù)的應(yīng)用研究基于單片機的疊圖機研究與教學方法實踐基于單片機嵌入式Web服務(wù)器技術(shù)的研究及實現(xiàn)基于AT89S52單片機的通用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于單片機的多道脈沖幅度分析儀研究機器人旋轉(zhuǎn)電弧傳感角焊縫跟蹤單片機控制系統(tǒng)基于單片機的控制系統(tǒng)在PLC虛擬教學實驗中的應(yīng)用研究基于單片機系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信研究與應(yīng)用基于PIC16F877單片機的莫爾斯碼自動譯碼系統(tǒng)設(shè)計與研究基于單片機的模糊控制器在工業(yè)電阻爐上的應(yīng)用研究基于雙單片機沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究與開發(fā)基于Cygnal單片機的μC/OS-Ⅱ的研究基于單片機的一體化智能差示掃描量熱儀系統(tǒng)研究基于TCP/IP協(xié)議的單片機與Internet互聯(lián)的研究與實現(xiàn)變頻調(diào)速液壓電梯單片機控制器的研究基于單片機γ-免疫計數(shù)器自動換樣功能的研究與實現(xiàn)基于單片機的倒立擺控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)單片機嵌入式以太網(wǎng)防盜報警系統(tǒng)基于51單片機的嵌入式Internet系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)單片機監(jiān)測系統(tǒng)在擠壓機上的應(yīng)用MSP430單片機在智能水表系統(tǒng)上的研究與應(yīng)用基于單片機的嵌入式系統(tǒng)中TCP/IP協(xié)議棧的實現(xiàn)與應(yīng)用單片機在高樓恒壓供水系統(tǒng)中的應(yīng)用基于ATmega16單片機的流量控制器的開發(fā)基于MSP430單片機的遠程抄表系統(tǒng)及智能網(wǎng)絡(luò)水表的設(shè)計基于MSP430單片機具有數(shù)據(jù)存儲與回放功能的嵌入式電子血壓計的設(shè)計基于單片機的氨分解率檢測系統(tǒng)的研究與開發(fā)鍋爐的單片機控制系統(tǒng)基于單片機控制的電磁振動式播種控制系統(tǒng)的設(shè)計HYPERLINK"/de