彩灯循环控制电路的设计与制作Word文档格式.docx

1、（2）彩灯循环显示且频率快慢为1S选作：设计具有控制彩灯左移，右移，全亮及全灭功能的电路2方案设计及选择2.1方案设计2.1.1 方案一根据设计要求，使用计数器来实现循环，设计电路使其可实现以下功能）彩灯右移依次点亮的循环;00004 0001 n 0010 40011 0100 O0101n0111）彩灯左移依次点亮的循环:=0100 云 00110010A设计方案原理图反馈电路3-8LED灯显示各单元电路所用器件为：1）脉冲发生器：使用555构成的多谐振荡电路产生频率为1Hz的脉 冲信号；2）计数器电路：使用一片74LS192实现计数功能；3）译码器电路：使用一片74LS138来实现译码功

2、能47404非门芯片实）逻辑门芯片：使用一片7420与非门芯片和两片 现上述三种功能。按照原理图进行设计，得到的电路图如下所示A VTCK凹M忙西李K；VKQEOclrDCWN时IPITOCQC（MlTTCrc-L*-*? 4 cl- E VI f t V Vi2.1.2 方案二同方案一，使用计数器实现循环,设计电路实现以下功能:1）彩灯右移依次点亮的循环;0000 G 0001 G 0010 60011=0100 匚 01010111 一4 0110 n 0101 二 0100 U 0011 二 00100D0T：X）彩灯全灭的功能；00000000）彩灯全亮的功能；11111111逻译辑码

3、nA门器P电 1LED丁显示1 冲信号;2各单元电路所用器件为:）脉冲发生器：使用555构成的多谐振荡电路产生频率为1Hz的脉）计数器电路:）译码器电路:）逻辑门芯片:使用一片74LS163实现计数功能；74LS138来实现译码功能；7410与非门芯片和两片7404非门芯片实现上述三种功能。IJJiAi;邸 hl亠丄十-TH W 寸茁和W H 勺料勒2.2方案的比较与选择1从设计的要求来看，两种方案都实现了彩灯的循环控制，但方案一 全亮功能未实现，方案二四种功能全实现。即左移循环，右移循环，全灭控制， 全亮控制。2从设计的原理来看，方案一使用双时钟计数器，设计思路较为清晰, 且反馈电路简单。而

4、方案二使用的是 16 进制加法计数器，在进行反馈电路设计 时，所需理论知识较强。其他的辅助设计较多。3从电路的复杂程度来看，方案一明显比方案二电路简捷。4从电路的耗材方面来看，方案一比较节省材料和费用。综上所述，选择方案一较经济划算且电路可行性较强。3.1 脉冲发生电路由于上述设计中所用到的芯片全要有脉冲信号的触发才能完成相应的 功能，所以就需要用到脉冲产生电路。我这里用到的是用 555 定时器设计的多谐 振荡器，多谐振荡器的优点是在接通电源之后就可以产生一定频率和一定幅值矩 形波的自激振荡器，而不需要再加输入信号。而用 555 定时器设计的多谐振荡器 也有很多优点，由于 555 定时器内部的

5、比较器灵敏度较高，而且采用差分电路形 式，这样就使多谐振荡器产生的振荡频率受电源电压和环境温度变化的影响很 小。接通电源后，电容C1被充电，当VC上升到2/3VCC时，使输出电压为低电 平，同时放电三极管T导通，此时电容C2通过RB和T放电，VC下降。当VC下 降到2/3VCC时，V0翻转为高电平。当放电结束后，T管截止，VCCS过RA和RB 将向电容器C2充电，当VC上升到2/3VCC时，电路又翻转为低电平。如此周而 复始，于是，在电路的输出端就得到一个周期性的矩形波。J F 5ij i_i fl 500TTEI Qtj-r脉冲发生电路图其输出信号的频率为:f=1.43/（R1+2R2）C1

6、其中 R1=0.8KQ R2=1.5K Q C1=47uF从而算出频率f=8Hz该频率满足设计要求3.2 74LS192计数器电路74LS192是双时钟方式的十进制可逆计数器。（BCD,二进制）。 CPU为加计数时钟输入端，CPE为减计数时钟输入端。 LD为预置输入控制端，异步预置。 CR为复位输入端，高电平有效，异步清除。 CO为进位输出：1001状态后负脉冲输出, BO为借位输出：0000状态后负脉冲输出。Voc Po MS TCo rcu PL 巳 P3 両同网屈而nn同rfie）LJLjJLiJLlJLlILlJLJLlIPl Ol 屯 CPd CPU Qj Q3 GHD）74LS19

7、2引脚排列图Ih. 51Ih Qi10Di z Vi9m 三 h岭薯 尸 pCl _ 74138输出表达式（E1=G1 E2A=G2 E2B=G32 AlAOUl02Cj3I3CO壯A i i占A A E冋S H冋E S 3Y6町2BH -G2AY4GiY3Y2 Y1 YO -74LS138DLJLJLJLILIbJ LJ11I九打如E1 E B Dj GND引脚排列图74138功能表E14| Ehlg入 ENjb冬*Al AcVv Ve吆5些爲均Vi Vo0 XKI藍 1X X1 0i将 74LS192的 QC,QB,QA端分别接入 74138 的 A,B,C 端，G1 接 1, G2A,G

8、2B 接地，使译码器正常工作，通过译码输出 丫0-丫7实现译码功能。因为74138输 出为低有效，故需要接入非门电路，所以采用 7404非门芯片，将每一个非门输出端接到LED丁上。为了实现全灭功能，结合译码器的功能表知，当 G2B=1时，译码器不工作，输出端丫0-丫7全为1,经过非门电路，使得LED灯全灭。这是可用一个开关1控 制全灭操作。用74138译码器设计的译码电路如下所示C-o3.4 LED灯显示电路非门芯片的每个输出端八个LED灯均为共阴极接法，其输入端与两个7404 相接。当7404输出端为高电平时，LED灯点亮。显示电路如下lAIV 己d3心3Y7珥吗ina.lA iVEAEY3A 3YGNDC 斗斗4整体电路图及原理4.1整体电路图TQ T&土生广rt - - _c E t T lu M Tc 2 OLmH师nuH74Hkauhb抄Ct VC 取茁嘶 F兀mN 上=-”二4.2工作原理1）右移循环点亮： 1，4,5 开关往上拨， 2， 3开关往下拨 .此时电路中清零 端接QD G2B接地，置数端接VCC时钟UP