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时间:2018-10-21
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1、数字逻辑课程设计报告姓名:李星村学号:2013040203027选课号:33一、设计题目及要求设计题目:彩灯控制器一要求:1.有四只数码管,La2.显示方式①先奇数灯依次灭②再偶数灯依次灭③再巾L。到L3依次灭3.显示间隔0.5S,1S可调二、设计过程及内容(包括:设计方案、器件选型、电路图)1.总体设计思路:将该过程分为10个状态,前5个状态为全亮奇数灯LI、L3依次灭一偶灯L0、L2依次灭,后5个状态为所有彩灯亮->L0-L5依次灭。该电路主要由三部分组成,即分频器、计数器以及彩灯控制器组成。其中,分频器中用控制端M控制频率的高低,分别用183进
2、制与T触发器以及相应的组合电路对732hz分频,实现显示时间的变换,产生时间信号T信号;计数器中,采用一个5进制计数器;在彩灯控制器中,通过计数器进位控制的T触发器,控制两片3-8线译码器交替工作,进而使得奇偶灯亮灭和所有灯亮灭的交替。可控分频器计数器彩灯控制器1.具体步骤:(1)分频器用183进制计数器对输入信号频率为732hz分频,可以得到4hz的频率,在进位输出端加一个T触发器T1,不仅是频率降为原来的一半,而且也调整了占空比。得到2hz的频率信号。电路图如下:veevecveeI5V-U3::::::::::74F160A*so-I3VOS.
3、Lrr注释:由于器件和实际中没有T触发器原件,故采用74LS74,D触发器搭建的T触发器。再用控制端M控制频率时,当M=1时,上面所得输出端与T触发器T2如下图连接,频率变为上次频率的一半,即lhz,显示时间间隔为Is;当M=0时,可直接利用,即它的频率为2hz,显示时间间隔为0.5s。电路图如下:彷真波形:当M=1时:Sf°]41保存Ext.TriggerI拔触H--MtcMb比例5V4>v示波薄xsci频率控制端MVKey=SpaceL时醜比例通港_A5.000V5.000V0.000V通遍A比例5VAX0.00050.000S所得分频T信号频率
4、为lhz,即显示时间为Is。当M=0时:74S7时间0.000s0.000s0.000s通遇A5.000V5.000V0.000VT2T2-T1...S3Ext.Trigger保存时发边s-IfWl:频率控制墦M通追B比例5V/Div通道A比例5V/Div示波器-XSCI所得分频T信号频率为2hz,即显示时间为0.5s。时间油比例1s/Div(2)计数器我所采用的计数器是一个5进制的计数器,其中通过计数器的进位输出控制T触发器是否工作进而实现译码器转化。所以计数器采用74LS163的4bite计数器,用置数法计1011-1111五个状态。具体方法是:
5、在计数器进位输出端后加一个T触发器,使得计数器计数时T触发器输出Q=0,计数器记完第5个数时,T触发器输出端翻转,Q为1。利用T触发器的交替工作,实现对后面的彩灯控制器的控制。注释:由于器件和实际中没有T触发器原件,故采用74LS74,D触发器搭建的T触发器。其电路原理图如下:veet—qa-ob-^&ttll信•考>CLH74LS1(nDU5A---1PR--1D-•••1QU:■>1CLK•.-^lCLR4LS4D74LS04D:其彷真波形如下:注释:上面信号为分频器产生时间信号T信号;下面为T触发器输出端Q信号。(3)彩灯控制器彩灯控制器是巾两
6、片74LS138,3-8线译码器组成的。巾于译码器输出均是低电平有效,通过计数器输出到译码器时产生的有效位为Y3、Y4、Y5、Y6、Y7有效。该电路的工作原理是:通过计数器输出端C来控制T触发器,触发器输出Q控制译码器的工作。当C=1(Q=0)时,第一片译码器工作,实现从全亮到奇数灯依次灭再偶数灯依次灭的过程;当0=O(Q=1)时,第二片译码器工作,实现所有灯按顺序依次灭的过程。故其中Y3有效代表全亮状态,第一个译码器工作时Y4有效代表L1灭,Y5存效代表L3灭,Y6右效代表L0灭,Y7存效则是L2灭;第二个译码器,Y4有效代表L0灭,Y5有效代表L
7、1灭,Y6有效代表L2灭,Y7有效则是L3灭。①令第一片译码器的Y3、Y4、Y5输出端用与非门后,输出与第二个译码器Y3输出端反相后相或,输出接入控制L0亮灭。②令第一片译码器的Y3输出端反相后,输出与第二个译码器Y3、Y4输出端与非后相或,输出接入控制L1亮灭。③令第一片译码器的Y3、Y4、Y5、Y6输出端与非后,输出与第二个译码器Y3、Y4、Y5输出端与非后相或,输出接入控制L2亮灭。④令第一片译码器的Y3、Y4输出端与非后,输出与第二个译码器Y3、Y4、Y5、Y6输出端与非后相或,输出接入控制L3亮灭。电路图如下:丼仿真波形如下:3.总电路当M
8、=1时,即T信号频率为1HZ,周期为Is彷真波形为:当M=O时,即T信号频率为2HZ,周期为0.5s仿真波形
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