电子课程设计.docx
《电子课程设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电子课程设计.docx（16页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
电子课程设计
电子技术课程设计
——双色花样流动灯
学院：
专业、班级
姓名：
学号：
指导教师：
曹俊琴
2010年12月
目录
第1章设计任务与要求………………………………………2
第2章总体框图………………………………………………2
2.1方案选定………………………………………………2
2.2设计思路………………………………………………2
第3章选择器件………………………………………………3
3.1器件列表……………………………………………3
3.2器件介绍……………………………………………3
第4章功能模块……………………………………………10
4.1脉冲发生器…………………………………………10
4.2十进制计数器………………………………………10
4.3译码器………………………………………………10
第5章总电路图
5.1整体工作情况…………………………………………13
5.2Multism的仿真………………………………………13
5.3参考文献………………………………………………14
结论……………………………………………………………15
双色花样流动灯
一、设计任务和要求
利用双色发光二级管和十进制计数器等元件组成电路，使发光二级管序列产生红、橙、绿组成的复杂的花样流动灯。
二、总体框图
1.设计思路
根据设计任务与要求，电路主要由脉冲发生器、加法计数器、译码器、双色发光二极管显示。
开通电源后，脉冲触发器发出脉冲提供时钟脉冲，加法计数器接收脉冲开始工作，通过3-8译码器实现使双色发光管以不同的流动速度和不同的发光颜色发出闪光。
特点：
电路实现方便、设计思路明确、布线简单、电路的稳定性高、调试简单、易于实现要求。
2.总体框图如下：
三、选择器件
1、整个实验用到的器件如下表所示：
元件序号
型号
名称
数量
1
74LS138
3线至8线译码器
1
2
74LS160
计数器
1
3
DCD_HEX
四输入红色数码管
1
4
LED
双色发光二极管
16
5
74LS04
非门
1
6
PM5771
脉冲触发器
1
2.器件介绍
（1）74LS160
十进制同步计数器（异步清除）
简要说明：
160的清除端是异步的。
当清除端/MR为低电平时，不管时钟端CP状态如何，即可完成清除功能。
160的预置是同步的。
当置入控制器/PE为低电平时，在CP上升沿作用下，输出端Q0－Q3与数据输入端P0－P3一致。
对于54/74160，当CP由低至高跳变或跳变前，如果计数控制端CEP、CET为高电平，则/PE应避免由低至高电平的跳变，而54/74LS160无此种限制。
160的计数是同步的，靠CP同时加在四个触发器上而实现的。
当CEP、CET均为高电平时，在CP上升沿作用下Q0－Q3同时变化，从而消除了异步计数器中出现的计数尖峰。
对于54/74160，只有当CP为高电平时，CEP、CET才允许由高至低电平的跳变，而54/74LS160的CEP、CET跳变与CP无关。
160有超前进位功能，当计数溢出时，进位输出端（TC）输出一个高电平脉冲，其宽度为Q0的高电平部分。
管脚图：
引出端符号：
TC进位输出端
CEP计数控制端
Q0－Q3输出端
CET计数控制端
CP时钟输入端（上升沿有效）
/MR异步清除输入端（低电平有效）
/PE同步并行置入控制端（低电平有效）
功能表：
说明：
H－高电平
L－低电平
X－任意
逻辑图
（2）74LS138
3线－8线译码器
简要说明：
138线－8线译码器，共有54/74S138和54/74LS138两种线路结构型式。
通端（G1）为高电平，另两个选通端（/（G2A）和/（G2B））为低电平时，可将地址端（A、B、C）的二进制编码在一个对应的输出端以低电平译出。
利用G1、/（G2A）和/（G2B）可级联扩展成24线译码器；若外接一个反相器还可级联扩展成32线译码器。
若将选通端中的一个作为数据输入端时，138还可作数据分配器。
管脚图：
引出端符号：
A、B、C译码地址输入端
G1选通端
/（G2A）、/（G2B）选通端（低电平有效）
Y0～Y7译码输出端（低电平有效）
功能表：
H＝高电平
L＝低电平
X＝任意
逻辑图
（3）LED发光二极管
LED是发光二极管LightEmittingDiode的英文缩写。
LED显示屏是由发光二极管排列组成的一显示器件。
它采用低电压扫描驱动，具有：
耗电少、使用寿命长、成本低、亮度高、故障少、视角大、可视距离远、规格品种全等特点。
目前LED显示屏作为新一代的信息传播媒体，已经成为城市信息现代化建设的标志。
发光二极管（LED）是用半导体材料制作的正向偏置的PN结二极管。
其发光机理是当在PN结两端注入正向电流时，注入的非平衡载流子（电子－空穴对）在扩散过程中复合发光，这种发射过程主要对应光的自发发射过程。
按光输出的位置不同，发光二极管可分为面发射型和边发射型。
我们最常用的LED是双异质结边发光二极管。
双色发光二极管内部其实是两个管芯；一般是三个引出线，有共阴和共阳两种封装。
三端变色发光二极管的外形图和电路图形符号
（4）74LS04
74LS04是反相器。
反相器的功能表如下表所示，当输入为高电平时输出等于低电平，而输入为低电平时输出等于高电平，输出与输入的电平之间是反相向关系。
非门的逻辑表达式为：
Y=
反相器功能表
输入A
输出Y
1
0
0
1
四、功能模块
1.脉冲发生器
通过改变脉冲发生器的输出信号的频率，为整个电路提供脉冲可调的频率，从而为实现使双色发光二极管呈现复杂的流动花样。
2.加法计数器
通过接收脉冲发生器的输入信号，实现计时的功能，为脉冲分配器做好准备，它的输出为74LS138提供输入信号。
74LS160的应用
它是同步十进制加法记数器，当LOAD端输入底电平时处于预置数状态，D0、
D1、D2、D3的数据将会在CP上升沿到达时被置入Q0、Q1、Q2、Q3中，它的预置数是同步的。
右图是74LS160的引脚分配图，图中LD为预置数控制端，D0-D3为数据输入端，C为进位输出端，RC为异步置零端，Q0-Q3位数据输出端，EP和ET为工作状态控制端
3、译码器
通过接受74LS160的输入信号，由译码输出实现对脉冲信号的分配，整个输出时序就是Q0、Q1、Q2、…、Q9依次出现与时钟同步的高电平，宽度等于时钟周期。
从而使LED1~LED8呈现从上到下的灯光流动，使LED9~LED16呈现从下到上的灯光流动。
74LS138的应用
图为3线-8线译码器74LS138的逻辑符号图，其有3个附加的控制端G1、G2A和G2B。
当G1=1、G2A+G2B=0时，其附加门GS才输出高电平（S=1），译码器处于工作状态。
否则译码被禁止，所有的输出端被封锁在高电平，这三个控制端也叫做“片选”输入端，利用片选的作用可以将多片连接起来以扩展译码器的功能。
五、总电路图
1、整体工作情况
电路主要由两只十进制计数器组成，两计数器的每一个输出端共同驱动一只双色发光二极管，通过输出端与发光二极管的交叉连接，在时钟脉冲的作用下，两计数器输出的脉冲使双色发光二极管呈现出复杂的流动花样变化。
由脉冲触发器输出的脉冲被同时加至两只74LS160的CP端，使两只74LS160的输出端通过74LS138按照输入脉冲的频率依次输出高电平。
74LS138分别与10个双色发光二极管的一个极连接，但它们的连接方式并不是依次顺序连接，而是采用以下连接方式:
U4的5个输出端Q0～Q4与U7的5个输出端Q5～Q9相对应，各与5只双色发光二极管LED1～LED5的R、G极分别连接；U4的另5个输出端Q5～Q9与U7的另5个输出端各与另5个双色发光二极管LED6～LED10的R、G极分别连接。
接通电源后，U4和U7的Q0均输出低电平，其余各输出端均为高电平。
这时，在LED1～LED8中，LED1不发光，在LED9～LED16中，除了LED17不发光发外，其余LED9～LED16均发橙灯。
当有时钟脉冲加至U1和U6的CP端后，它们的输出端QO～Q9依次输出低电平。
在U1和U6输入的脉冲期间LED1～LED8中呈现的是一个绿色光点在橙色背景中移动；在LED8～LED16中呈现出的是一个红的光点在一个橙色的背景中移动;当输入脉冲循环一周期以后，电路的发光状态重复上述过程。
2.Multism的仿真
在仿真中实现了利用双色发光二级管和十进制计数器等元件组成电路，使发光二级管序列产生红、橙、绿组成的复杂的花样流动灯。
当有时钟脉冲加至U1和U6的CP端后，它们的输出端QO～Q9依次输出低电平。
在U1和U6输入的脉冲期间LED1～LED8中呈现的是一个绿色光点在橙色背景中移动；在LED8～LED16中呈现出的是一个红的光点在一个橙色的背景中移动;当输入循环一周期以后，电路的发光状态重复上述过程。
3、参考文献
数字电子技术基础
电子技术实验与课程设计
电子电路实验及仿真
结论
通过我们的付出与努力，在规定的时间内完成了本次的设计，并且达到了预期的效果，实现了基本功能和各项指标。
但是在设计的过程中也不是一帆风顺的！
电路搭接完后功能不能实现，遇到了许多的问题，但是我们并没有就此放弃，而是耐心的对电路一部分一部分进行排查。
在检查的过程中，发现了个别元件没有接地、芯片位置插错、接线错位的现象，从而导致了电路没有接通通。
然后把该接地的地方接地，接电源的地方接好，电路就正常工作了，并且达到了预期的效果，实现了电路要求的功能和各项指标。
致谢
为期二周的课程设计不仅提高了我的动手能力和综合运用知识的能力，更使我对电路布线、调试等方面有了更深层次的理解。
在整个课程计过程中，曹老师不断对我得到的结论进行总结，并提出新的问题，使得我的课程设计课题能够深入地进行下去，也使我接触到了很多理论和实际上的问题，发散了我的思维。
在此，我表示最诚挚的感谢和由衷的敬意。
尽管我难免遇到许多比较低级的问题，曹老师却都耐心细致地予以解答，并且还从很多角度出发，让我能够举一反三，学到更多的东西。
感谢电子系的各个领导以及所有的老师给予我们莫大的支持和帮助，感谢您们在百忙之中为我们投入了大量的精力，提供了实验设施，感谢他们对我们这次课程设计提供的帮助。
他们不惜牺牲个人的时间为我们解决了许多疑难问题，并提出了宝贵的意见和建议，应该说我们的进步凝聚着老师的汗水。
因为有各位老师的指导，才使我们的课程设计能顺利完成。
再次感谢电子系各位老师的帮助。
谨此对各位老师表示衷心的感谢。
升级会员 