數(shù)電課程設(shè)計(jì)

數(shù)電課程設(shè)計(jì)流水燈電路設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū)姓名：學(xué)號(hào)：專業(yè)班級(jí)：電信09-03日期：2011年12月21日目錄1課題名稱……………32設(shè)計(jì)背景……………33設(shè)計(jì)要求……………34關(guān)鍵詞………………35系統(tǒng)框圖……………36各單元電路設(shè)計(jì)、參數(shù)計(jì)算和元器件選擇………4多諧振蕩器的設(shè)計(jì)…………………4模5加法計(jì)數(shù)器……5移位存放器電路設(shè)計(jì)………………6主要芯片的真值表以及時(shí)序圖……77完整的電路圖，電路的工作原理……88元器件清單……………99電路的特點(diǎn)和方案的優(yōu)缺點(diǎn)…………910心得體會(huì)………………911參考文獻(xiàn)………………10課題名稱：流水燈電路設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)背景：電子技術(shù)根底學(xué)完之后，我們已經(jīng)掌握了理論的根底，可是大局部學(xué)生沒(méi)有做實(shí)物或者單獨(dú)實(shí)驗(yàn)的能力，這樣情況下，就有必要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。流水燈的課程設(shè)計(jì)是一個(gè)比擬根底的能夠?qū)W生獨(dú)立完成的實(shí)驗(yàn)。設(shè)計(jì)要求：要求紅黃綠三種顏色的燈能在時(shí)鐘信號(hào)作用下規(guī)律轉(zhuǎn)換，在啟動(dòng)電路后三種顏色燈依次循環(huán)點(diǎn)亮，時(shí)間按分別為5S，5S，10S。關(guān)鍵詞：流水燈，74LS161計(jì)數(shù)器，74LS194移位存放器，555定時(shí)器，開(kāi)啟電路，三種燈能夠在脈沖作用下循環(huán)順序點(diǎn)亮?xí)r間分別為5S，5S，10S系統(tǒng)框圖：多諧振蕩器多諧振蕩器計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器存放器存放器LEDLEDLED六、各單元電路設(shè)計(jì)、參數(shù)計(jì)算和元器件選擇：多諧振蕩器的設(shè)計(jì)：工作原理：555電路的內(nèi)部電路方框圖如圖6-1所示。它含有兩個(gè)電壓比擬器，一個(gè)根本RS觸發(fā)器，一個(gè)放電開(kāi)關(guān)T，比擬器的參考電壓由三只5KΩ的電阻器構(gòu)成分壓，它們分別使高電平比擬器A1同相比擬端和低電平比擬器A2的反相輸入端的參考電平為和。A1和A2的輸出端控制RS觸發(fā)器狀態(tài)和放電管開(kāi)關(guān)狀態(tài)。當(dāng)輸入信號(hào)輸入并超過(guò)時(shí)，觸發(fā)器復(fù)位，555的輸出端3腳輸出低電平，同時(shí)放電，開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通；當(dāng)輸入信號(hào)自2腳輸入并低于時(shí)，觸發(fā)器置位，555的3腳輸出高電平，同時(shí)放電，開(kāi)關(guān)管截止。是復(fù)位端，當(dāng)其為0時(shí)，555輸出低電平。平時(shí)該端開(kāi)路或接VCC。Vc是控制電壓端〔5腳〕，平時(shí)輸出作為比擬器A1的參考電平，當(dāng)5腳外接一個(gè)輸入電壓，即改變了比擬器的參考電平，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出的另一種控制，在不接外加電壓時(shí)，通常接一個(gè)0.01uf的電容器到地，起濾波作用，以消除外來(lái)的干擾，以確保參考電平的穩(wěn)定。T為放電管，當(dāng)T導(dǎo)通時(shí)，將給接于腳7的電容器提供低阻放電電路。6-1555定時(shí)器由555定時(shí)器構(gòu)成多諧振蕩器：如圖6-2，由555定時(shí)器和外接元件R1、R2、C構(gòu)成多諧振蕩器，腳2與腳6直接相連。電路沒(méi)有穩(wěn)態(tài)，僅存在兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)，電路亦不需要外接觸發(fā)信號(hào)，利用電源通過(guò)R1、R2向C充電，以及C通過(guò)R2向放電端Dc放電，使電路產(chǎn)生振蕩。電容C在2/3Vcc和1/3Vcc之間充電和放電，從而在輸出端得到一系列的矩形波6-2多諧振蕩器參數(shù)：R1=R2=714KΩ，C1=1.0μf,C2=0.01μf,VCC=5V模5加法計(jì)數(shù)器：由555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器每秒產(chǎn)生一個(gè)脈沖CP，將它產(chǎn)生的脈沖加到74LS161計(jì)時(shí)器上實(shí)現(xiàn)模5的計(jì)時(shí)器，每5S產(chǎn)生一個(gè)脈沖到下一個(gè)芯片。其中74LS161芯片如圖6-3，模5加法計(jì)時(shí)器如圖6-4.6-374LS161芯片6-4模5加法計(jì)時(shí)器移位存放器電路設(shè)計(jì)：目的：用其輸出端經(jīng)過(guò)同或門電路對(duì)彩燈進(jìn)行控制。設(shè)計(jì)原理：把CR接高電平，SR接到Q3端，實(shí)現(xiàn)環(huán)形計(jì)數(shù)器，D0D1D2D3預(yù)置為1000，SL置空，Q0接紅燈Q1接黃燈Q2和Q3通過(guò)一個(gè)或非門接一個(gè)綠燈，CP接一個(gè)芯片來(lái)的脈沖，要實(shí)現(xiàn)開(kāi)啟電路時(shí)紅燈亮。芯片以1000-0100-0010-0001-1000-0100-0010-0001實(shí)行循環(huán)，這樣三個(gè)燈就能在以5S為單位的控制脈沖下循環(huán)點(diǎn)亮。其中74LS194如圖6-5，移位存放器以及控制彩燈電路如圖6-66-574LS196移位存放器以及控制彩燈電路主要芯片的真值表以及時(shí)序圖：6-7555定時(shí)器引腳功能74LS161真值表6-974LS194時(shí)序圖七、畫出完整的電路圖，并說(shuō)明電路的工作原理：首先用555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器產(chǎn)生1s的CP脈沖，輸入到下一個(gè)芯片即74LS161，這樣的一個(gè)脈沖作用到計(jì)數(shù)器上使其能夠產(chǎn)生5s的脈沖，該脈沖作用到移位存放器上使其能夠控制三個(gè)彩燈依次順序點(diǎn)亮。完整電路圖如圖7-1.7-1流水燈設(shè)計(jì)電路圖八、元器件清單：序號(hào)名稱規(guī)格數(shù)量/個(gè)1555定時(shí)器CC755512計(jì)數(shù)器74LS16113移位存放器74LS19414電阻RES225電容CAP26二極管DIODE27紅黃綠燈LED38與非門NAND19異或門74LS86110同或門HCC4077B3九、電路的特點(diǎn)和方案的優(yōu)缺點(diǎn)，提出改良意見(jiàn)和展望：由于目前還沒(méi)有接觸單片機(jī)，使用單片機(jī)設(shè)計(jì)該電路方便快捷，能夠很快的完成該功能并且使用器件較少。十、心得體會(huì)：通過(guò)這次實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，我們認(rèn)識(shí)到了自身的缺乏，由于本身知識(shí)的不牢靠，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)時(shí)屢次查閱資料，不過(guò)通過(guò)這次設(shè)計(jì)也讓我更加熟悉了555定時(shí)器，計(jì)時(shí)器，移位存放器的功能以及特性。雖然這次沒(méi)有做出實(shí)物，但是我去掌握了該流水燈的主要構(gòu)成，等春節(jié)有時(shí)間時(shí)，自己再動(dòng)手做一個(gè)已經(jīng)根本上沒(méi)有什么問(wèn)題。通過(guò)這次學(xué)習(xí)，我能夠更加系統(tǒng)的學(xué)