文档介绍：学 号：
课 程 设 计
题 目
多种图案霓虹灯控制器设计
学 院
自动化学院
专 业
自动化专业
班 级
自动化1005班
姓 名
指导教师
2012
年
意义及要求
设计意义
在现在的生活中，霓虹灯随处可见，够掌握霓虹灯的原理，而且能够设计出自己想要的图案这已经成为大学生的一项基本素质，并且在设计的过程中可以很好的运用所学过的数电模电知识，是对我们所学****知识的一种很好的运用。
设计要求
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：
现有红黄蓝绿四只彩灯，运用所学的模拟电路和数字电路等知识，试设计彩灯控制器，要求彩灯能实现如下追逐图案，彩灯控制器的两种图案及其状态转换如下所示：1、摇摆状态0101←→1010，重复6次；2、暗点循环0111→1011→1101→1110→0111→这样重复循环3次。霓虹灯控制工作状态按照上述两步自动重复循环。时间间隔为1秒。
设计思路
首先我们应该设计出各部分的单元电路，一部分为我们的电路提供稳定的信号脉冲；另外设计彩灯的循环状态的单元电路包括以上暗点循环和摇摆两种状态；然后通过一个选通电路实现两种状态的转换，选通电路可以通过控制芯片的使能端控制芯片的工作与否来实现。
方案设计
设计方案一电路图
首先，先用555定时器制作一个1HZ的脉冲信号，为电路提供f=1HZ的信号脉冲。
然后，设计分别实现两种循环状态的电路图，摇摆状态与暗点循环。暗点循环电路可以通过译码器来实现，因为彩灯共有四个，用74ls139二线四线译码器即可，可以通过74ls90二-五十进制计数器构成的四进制计数器来为译码器提供信号，因为译码器是低电平输出有效，故电路呈现出暗点循环。摇摆电路与暗点循环电路类似，可以用74ls90构成的四进制计数器和二线四线译码器来实现，由于139是低电平输出有效，可以把输出按一定规律输入两个与门，
实现两个与门的输出的摇摆状态，再接到1,3和2,4个小彩灯上，最终实现摇摆电路。
接下来设计选通电路，由于暗点循环状态和摇摆状态都是每个周期持续12个信号脉冲，所占的时间都是12秒，用两个74ls90构成十二进制的计数器，当计数器计数到十二时利用反馈清零将计数器的输出端全部置零，然后把十二计数器清零时产生的下降沿脉冲输入到一个由JK触发器构成的T’触发器上，使触发器的输出端产生反转。由于触发器的两个输出端输出的是相反的信号，我们分别把两个相反的信号输入到两个139译码器的使能端，则两个译码器在同一时刻只能有一个在工作，另一个输出高电平，最终实现了选通电路。
最后，经过分析和计算将两个139译码器的输出端分别通过与门与发光二级管相连，最终实现了摇摆状态和暗点循环状态两种状态循环进行的霓虹灯控制电路。
首先，利用555计时器做一个输出为1HZ的脉冲信号。
其次，利用74ls90、74ls139设计可以实现一种功能的单元电路，这里同方案一的设计思路。在选通电路的设计时，这里利用的是74ls90十进制的加计数器，利用Q0的输出翻转并通过非门电路连接到两片139的使能端来实现选通电路。由于其中的一个经过了一个非门电路，所以同一时刻两个译码器肯定只有一个正常工作，实现了选通电路。
最后，通过计算， 分别将暗点循环电路的四个输出通过与门的一个输入端输入，摇摆电路的四个输入端两两经过一个与门电路，再将与门电路的两个输出分别接到1,3和2,4个与门电路的输入端，与门电路的输出端接到发光二级管，最终构成两种状态循环的电路。
设计方案二电路图
方案比较
方案一和方案二在单元电路的设计思路上基本一致，区别在于选通电路的设计思路，方案一的选通电路是用的触发器，利用了T’触发器每接收一个信号脉冲则输出状态发生反转，并且利用了触发器的互补输出的特性实现了两个译码器芯片的选通。方案二的选通电路利用的是74ls90芯片的Q0输出端每接收一个脉冲信号发生反转的特性，并且巧妙的利用的一个非门实现了两个译码器芯片的选通。两个方案中方案一的思路稍微简单，很符合常人的设计思路，理解起来比较简单。方案二更加巧妙的利用的90的一些特性，设计时思路要求较高，但是由于电路中90芯片应用频率较高，取材较为方便。
暗点循环电路
说明：先用一个74ls90制作一个四进制的计数器，然后把Q0和Q1分别接到74ls139的AB输入端，