数字电路课程设计--彩灯的设计与制作

数字电路课程设计--彩灯的设计与制作

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时间:2018-11-21

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1、数电课程设计彩灯的设计与制作一.设计要求及主要技术指标11.1设计要求11.2主要技术指标11.3设计目的1二、设计方案的选择和电路框图22.1题目分析22.2题目设计22.3结构框图如图(一)2三、设计原理2四、芯片功能3(一)555定时3(二)74LS1384(三)74LS1916(1)74LS191简介6(2)74LS191应用7五、电路的实验结果:8六、整体电路图12七、所用元件及器材13八、课程设计的心得体会13一.设计要求及主要技术指标1.1设计要求(1)、根据技术指标要求确定电路形式,分析工作原理,计算元件参数。(2)、列出所用元器件清单到实验室

2、去寻找。(3)、安装调试所设计的电路,使之达到设计要求。(4)、记录实验结果。(5)、撰写设计报告。1.2主要技术指标(1)实现16个LED灯循环点亮。(2)间隔时间可调。(3)LED灯的闪烁按一定的规则变化,可通过输入开关设置闪烁规律。(4)电路有复位控制,复位按钮闭合时LED循环输出,按钮断开彩灯熄灭。1.3设计目的设计一种利用发光二极管作为彩灯指示,实现发光二极管依次点亮形成移动的光点,并不断循环的彩灯循环控制电路,要求可以实现彩灯循环的时间可以调节。(1)学会分析、设计和测试用555定时器构成的多谐振荡器。(2)熟悉译码器和中规模集成计数器的工作原理。

3、(3)利用译码器和计数器设计彩灯控制电路,实现不同的闪烁效果。二、设计方案的选择和电路框图2.1题目分析我们设计的流水灯实际上是主要使用一个74LS191,两个74LS138,和一个555定时器这四个芯片对16个LED进行控制,产生循环控制的效果。2.2题目设计用附加电容、电阻把555定时器接成一多谐震荡器,产生脉冲信号。两个74LS138扩展成4-16线译码器,与LED向接。74LS191作为计数器。2.3结构框图如图(一)555时序电路74LS191计数部分LED显示部分74LS138译码电路部分图(一)结构框图三、设计原理设计彩灯循环控制电路,要求该电路

4、彩灯循环显示频率快慢可调,控制器具有多路输出。该电路由555定时器、74LS191计数器和138译码器组成。74LS191计数器的时钟信号由555振荡电路提供,改变555的振荡频率,改变计数器的快慢,即可控制彩灯闪烁的快慢。计数器输出信号输人至138译码器,由138译码,根据计数器输出不同的计数结果,即可控制138译码器译码得到不同的输出信号,决定彩灯的循环变化。显然,不同的计数器与译码器电路,得到的是不同的彩灯循环控制结果。若译码器不变,在计数器的控制端输入不同的控制信号,进行不同的计数,则在输出端可见不同的彩灯循环输出。四、芯片功能(一)555定时1、NE

5、555包括两个电压比较器,三个等值串联电阻,一个RS触发器,一个放电管T及功率输出级。它提供两个基准电压VCC/3和2VCC/3。555定时器的功能主要由两个比较器决定。两个比较器的输出电压控制SR触发器和放电管的状态。555定时器的内部电路框图(二)图(二)555定时器外部引脚图如图(三)图(三)555定时器各个管脚的名称与功能如下表(一)表(一)(二)74LS138(1)译码器简介74LS1383-8线译码器,译码器也称解码器,译码过程实际上是一种翻译过程,即编码的逆过程。译码器的输入是n位二值代码,输出是m个表征代码原意的状态信号(或另一种代码)。一般情

6、况下有m小于等于2的n次方,即译码器输入线比输出线要少。译码器按其功能可分为三大类:1)变量译码器:将输入的二进制代码还原为原始输入信号。例如有两位二进制代码(0,1),可经译码器还原为四个信号状态(0,0)(0,1)(1,0)(1,1)2)代码变换译码器:用于将一个数据的不同代码之间的相互转换。例如二-十进制译码器可将8421码转换为十个状态。3)显示译码器:将数字、文字或符号的代码还原成相应的数字、文字、符号并显示出来的电路。(2)74LS138的应用74LS138的管脚图如图(四)图(四)74LS138的功能表如表(二)表(二)用两片74LS138接成的

7、4线-16线译码器如图(五)图(五)(三)74LS191(1)74LS191简介74LS191是4位集成二进制同步可逆计数器。集成的4位二进制同步可逆计数器74LS191具有同步可逆计数功能、异步并行置数功能和保持功能。74LS191没有专用的清零输入端,可通过D0-D3异步并行置入数据0000来实现输出清零功能。74LS191内部结构图如图(六)图(七)(2)74LS191应用74LS191管脚示意图如图(七)(七)74LS191的状态表如表(三)表(三)五、电路的实验结果:彩灯从右到左,然后从左到右逐个点亮;彩灯从右到左点亮,然后从左到右逐个依次熄灭如下图

8、所示图(八)图(九)图(十)图(十一)

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