《王贺数电课设》word版

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1、长春工业大学数字电子技术基础课程设计课程：数字电子技术基础题目：彩灯控制系统专业：自动化班级：100303姓名：王贺20100844严超20100851陈强20100824丁力20100826指导教师：蒲春华日期：2013年1月9日彩灯控制系统一、设计目的1、学会将一个实际情况抽象为逻辑电路的逻辑状况的方法2、掌握计数、译码、显示综合电路的设计与调试方法。3、掌握实际输出电路不同要求的实现方法。二、设计任务四路彩灯显示系统，该系统实现以下功能：1.四路彩灯从左向右依次渐亮，间隔为1S.2.四路彩灯从左向右依

2、次渐灭，间隔为1S。三、结构框图节拍程序执行器显示电路脉冲源四1、总体电路的设计方案：该控制系统结构框图如上图所示。其中脉冲源采用秒脉冲发生器，用以提供频率为１Hz的时钟信号，也可由555振荡电路提供，改变555的振荡频率，即可改变计数器的计数快慢；节拍控制器产生三个节拍循环的控制信号，可由计数器来完成：节拍程序执行器完成数据的左移、右移和送数和置零功能，可以使用扭环形计数器完成，也可用计数器控制译码器译码得到不同的输出信号，决定控制彩灯的循环变化；显示电路完成系统循环演示的指示，可以用发光二极管模拟。下图

3、是一个四路彩灯循环显示的控制电路一个设计方案，其中彩灯由发光二极管模拟替代，该电路由555定时器、74LS00双D触发器和74LS74两输入四与非门组成，计数器的时钟信号由555振荡电路提供，振荡频率的改变可控制彩灯闪烁的快慢。2、单元电路的设计：（1）时钟脉冲产生电路：用NE555定时器构成多谐振荡器,电路输出便得到一个周期性的矩形脉冲,其周期为:T=0.7(R1+2R2)C………………………(1)电路图：(2)节拍控制电路执行单元：由两片74LS00两输入四与非门和两片74LS74双D触发器组成。设计思

4、想：首先我们定义逻辑变量Q0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7分别表示电路的八种状态,Q0=0000,Q1=1000,Q2=1100,Q3=1110,Q4=1111，Q5=0111；Q6=0011，Q7=0001，电路的状态转换图如下10001100111000001111011100110001我们选用74LS74双D触发器进行能够自启动的设计，只改变第一位触发器的输入，即只修改有效状态Q0的次态，使无效状态的次态进入循环的有效状态中。我们这里的Q*代表的是各个电路的次态，即将反馈逻辑取为D0=Q*，用于实现脉

5、冲的顺序分配，则它的电路图及其状态转换表如下若我们把D0=，即把D3的输出经一系列与非门反馈回D0的输入端则这个电路成为扭环形计数器，也成为约翰逊计数器，它的电路图及状态转换图如下:有效循环10001100111000001111011100110001无效循环10101101011001001011010100101001由电路的驱动方程：D0==Q0*D1=Q0=Q1*D2=Q1=Q2*D3=Q2=Q3*则画出电路的Qn的次态与Q0Q1Q2Q3的现态的卡诺图如下：Q2Q3Q0Q1000111100010

6、00000000011001011010001000111011111110011001111111101100010001011101Qn的次态与Q0Q1Q2Q3的状态转换卡诺图下面为Q0的次态与Q0Q1Q2Q3的状态转换卡诺图，并且把无效状态改变第一位的输入使之进入有效循环状态，得下表Q2Q3Q0Q100011110001000011000111001101001由卡诺图化简并将其化成两输入与非的形式得：Q*=((Q2’Q3’)’(Q0Q3’)’)’我们选用两片74LS00和两片74LS74组成电路，总

7、电路图如下五元件清单2片74LS002片74LS742个1K电阻器1个NE555定时器2个47uF电容3个实验线路板8个铜柱3节干电池以及导线若干六、实物仿真图片六、实物连线图片七、实物图片六、实验总结通过本次课程设计使我加深了对555振荡电路，计数器，显示电路的理解；基本掌握了数字系统设计和调试的方法；增加了集成电路应用知识；也提高了实际动手能力以及分析、解决问题的综合能力。在理论和实验教学基础上我们进一步巩固了已学基本理论及应用知识，增强了理论联系实际的能力。在做课程设计的过程中，我深深地感受到了自己所

8、学到知识的有限，也充分认识到了自学的重要性,以及学以致用的道理。明白了只学好课本上的知识是不够的，还要通过图书馆和互联网等各种渠道来扩充自己的知识，同时还要将所学的知识与实际应用相结合。在小组的配合工作中我们还体会到了团队合作的重要性。十附录555定时器555定时器是一种集成电路芯片，常被用于定时器、脉冲发生器和振荡电路。555可被作为电路中的延时器件、触发器或起振元件。555定时器于1971年由西格尼蒂克公司推