1、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
2、,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)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。7
3、4LS191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
4、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、NE555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74LS138 3-8线
5、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)
6、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
7、) 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所示 图(八) 图(九) 图(十) 图(十一) 图(十二) 图(十三)六、整体电路图七、所用元件及器材1、芯片:NE555 ,1块;74LS191,1块;74LS138,2块;2、电阻:100,16个;10K,1个;1M,1个;3、电容:0.01F,1个;0.47F,1个;4、LED:红色,16个;绿色,1个;4、面包板:SYB-120,一块。八、课程设计的心得体会通过这次课程设计,不但使我更加了解芯片的功能,而且我也会去更加注意细节。知其然,更要知其所以然。这样才能更好的完成数电课程设计,交出一份令人满意的答卷。在最终连接电路的时候也出现了许多问题,不得不停下手来,再次回头去查看资料,翻看课本,重新学习,这也是一个巩固的阶段,他使我的高频掌握得更加牢固。而在连线的过程中,更由不得一丝马虎,任何一点粗心都可能导致实验的失败。 由此看来实践的重要,通过这十几天的课程设计,学到了很多的东西,最重要的是我自己动手把我学习的知识用于实践,做出成功的作品,这才算真正学习到了东西。总之,这次实验我收获颇多。实践是获得知识的一种最好的手段!
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