《数字电路课程设计》.doc

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1、实验三旋转灯光电路与追逐闪光灯电路一、实验目的1．熟悉集成电路CD4029、CD4017、74LS138的逻辑功能。2．学会用74LS04、CD4029、74LS138组装旋转灯光电路。3.学会用CD4069、CD4017组装追逐闪光灯电路。二、实验电路与原理1．旋转灯光电路：图3-1旋转灯光电路将16只发光二极管排成一个圆形图案，按照顺序每次点亮一只发光二极管，形成旋转灯光。实现旋转灯光的电路如图3-1所示，图中IC1、R1、C1组成时钟脉冲发生器。IC2为16进制计数器，输出为4位二进制数，在每一个时钟

2、脉冲作用下输出的二进制数加“1”。计数器计满后自动回“0”，重新开始计数，如此不断重复。输入数据的低三位同时接到两个译码器的数据输入端，但是否能有译码器输出取决于使能端的状态。输入数据的第四位“D”接到IC3的低有效使能端G2和IC4的高有效使能端G1，当4位二进制数的高位D为“0”时，IC4的G1为“0”，IC4的使能端无效，IC4无译码输出，而IC3的G2为“0”，IC3使能端全部有效，低3位的CBA数据由IC3译码，输出D＝0时的8个输出，即低8位输出（Y0～Y7）。当D为“1”时IC3的使能端处于无

3、效状态，IC3无译码输出；IC4的使能端有效，低3位CBA数据由IC4译码，输出D＝1时的8个输出，即高8位输出（Y8～Y15）。由于输入二进制数不断加“1”，被点亮的发光二极管也不断地改变位置，形成灯光地“移动”。改变振荡器的振荡频率，就能改变灯光的“移动速度”。9注意：74LS138驱动灌电流的能力为8mA，只能直接驱动工作电流为5mA的超高亮发光二极管。若需驱动其他发光二极管或其他显示器件则需要增加驱动电路。2.追逐闪光灯电路图3-2追逐闪光灯电路（1）．CD4017的管脚功能CD4017集成电路是十

4、进制计数／时序译码器，又称十进制计数／脉冲分频器。它是4000系列CMOS数字集成电路中应用最广泛的电路之一，其结构简单，造价低廉，性能稳定可靠，工艺成熟，使用方便。它与时基集成电路555一样，深受广大电子科技工作者和电子爱好者的喜爱。目前世界各大通用数字集成电路厂家都生产40171C，在国外的产品典型型号为CD4017，在我国，早期产品的型号为C217、C187、CC4017等。（2）CD4017C管脚功能CMOSCD40171C采用标准的双列直插式16脚塑封，它的引脚排列如图3-3(a)所示。CC401

5、7是国标型号，它与国外同类产品CD4017在逻辑功能、引出端和电参数等方面完全相同，可以直接互换。本书均以CD40171C为例进行介绍，其引脚功能如下：①脚(Y5)，第5输出端；②脚(Y1)，第1输出端，⑧脚(Yo)，第0输出端，电路清零时，该端为高电平，④脚(Y2)，第2输出端；⑤脚(Y6)，第6输出端；⑥脚(Y7)，第7输出端；⑦脚(Y3)，第3输出端；⑧脚(Vss)，电源负端；⑨脚(Y8)，第8输出端，⑩9脚(Y4)，第4输出端；11脚(Y9)，第9输出端，12脚(Qco)，级联进位输出端，每输入10

6、个时钟脉冲，就可得一个进位输出脉冲，因此进位输出信号可作为下一级计数器的时钟信号。13脚(EN)，时钟输入端，脉冲下降沿有效；14脚(CP)，时钟输入端，脉冲上升沿有效；⒂脚(R)，清零输入端，在“R”端加高电平或正脉冲时，CD40171C计数器中各计数单元输出低电平“0”，在译码器中只有对应“0”状态的输出端Y0为高电平，⒃脚(VDD)，电源正端，3～18V直流电压。下图是CD4017管脚排列图，采用16脚双列直插式塑料封装形式。（a）CD4017(b)CD4069图3-3CD4017和CD4069管脚排

7、列图（3）追逐闪光电路原理图3-2是CD4017构成的追逐闪光电路，电路中，CD4069中非门F1、F2及R1、C1，组成自激多谐振荡器，振荡频率由R1、C1的时间常数决定。CD4017在输入振荡脉冲作用下，Q0～Q9依次为高电平，经相应晶体管VTl～VT10放大，驱动发光二极管依次发光。CD4069的管脚功能如图3-3（b）所示。三、仪器、元器件清单仪器：直流稳压电源1台万用表1只元器件清单：（1）旋转灯光电路表3－1序号名称与规格代号数量备注1电阻器RJ-1/4W-510Ω±5%R21只2－4.7MΩ±

8、5%R11只3电容器CC-63V-0.01μC11只45集成电路CD4069IC11只674LS138IC3、IC42只7CD4029IC21只89万能印制板180×150mm21块10跨接线J若干根119（2）追逐闪光电路表3-2序号名称与规格代号数量备注1电阻器RT-1/4W-4.7M±5%R11只2-470±5%R12—R2110只3-10K±5%R2—R1110只4电容器CC-63V-0.01µC11只5