数字电路课程设计--彩灯的设计与制作.doc

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）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、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）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） 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