数电设计性实验.doc

班级：10电信（1） 学号120101003134 姓名：黄宝煅 实验七 设计性实验流速可变灯流控制电路【任务要求】：由8只LED灯，在控制电路的控制下，能够一次轮流闪亮，看起来仿佛是一个点亮的灯在“流动”，称之为“灯流”。如声音大时，灯“流动”的速度会加快。【方案提示】：下面方框给出一个参考方案，同学根据方框的提示采用具体的器件设计成具体的电路。参考模拟电压555振荡器 8进制计数 3-8译码 8只LED灯脉冲信号图7-1其中声音的大小采用电位器得到模拟电压去控制压控振荡器。555时基电路可以构成一个压控振荡器，其第5脚可以接受一个控制电压UK，当其改变时，振荡频率改变，其输出脉冲经过计数-译码。在译码器各个输出端可以轮流输出电平信号，用来驱动8只LED灯轮流闪亮。要求：自行设计电路，先用multisim完成每个部分的仿真测试，然后再整合在一起完成整体测试。测试成功后，做硬件，然后完成硬件测试（测试顺序与软件一样，先局部再整体）。【器件原理】： 555定时器 555集成时基电路称为集成定时器，是一种数字、模拟混合型的中规模集成电路，其应用十分广泛。该电路使用灵活、方便，只需外接少量的阻容元件就可以构成单稳、多谐和施密特触发器，因而广泛用于信号的产生、变换、控制与检测。它的内部电压标准使用了三个5K的电阻，故取名555电路。其电路类型有双极型和CMOS型两大类，两者的工作原理和结构相似。几乎所有的双极型产品型号最后的三位数码都是555或556；所有的CMOS产品型号最后四位数码都是7555或7556，两者的逻辑功能和引脚排列完全相同，易于互换。555和7555是单定时器，556和7556是双定时器。双极型的电压是+5V+15V，输出的最大电流可达200mA，CMOS型的电源电压是+3V+18V。图6-1 555定时器内部框图1. 555电路的工作原理555电路的内部电路方框图如图6-1所示。它含有两个电压比较器，一个基本RS触发器，一个放电开关T，比较器的参考电压由三只5K的电阻器构成分压，它们分别使高电平比较器A1同相比较端和低电平比较器A2的反相输入端的参考电平为和。A1和A2的输出端控制RS触发器状态和放电管开关状态。当输入信号输入并超过时，触发器复位，555的输出端3脚输出低电平，同时放电，开关管导通；当输入信号自2脚输入并低于时，触发器置位，555的3脚输出高电平，同时放电，开关管截止。是复位端，当其为0时，555输出低电平。平时该端开路或接VCC。Vc是控制电压端（5脚），平时输出作为比较器A1的参考电平，当5脚外接一个输入电压，即改变了比较器的参考电平，从而实现对输出的另一种控制，在不接外加电压时，通常接一个0.01uf的电容器到地，起滤波作用，以消除外来的干扰，以确保参考电平的稳定。T为放电管，当T导通时，将给接于脚7的电容器提供低阻放电电路。74LS161 74LS161是常用的四位二进制可预置的同步加法计数器，他可以灵活的运用在各种数字电路，以及单片机系统种实现分频器等很多重要的功能. 管脚图介绍： 时钟CP和四个数据输入端P0P3 清零/MR 使能CEP，CET 置数PE 数据输出端Q0Q3 以及进位输出TC. (TC=Q0Q1Q2Q3CET) 从74LS161功能表功能表中可以知道，当清零端CR=“0”，计数器输出Q3、Q2、Q1、Q0立即为全“0”，这个时候为异步复位功能。当CR=“1”且LD=“0”时，在CP信号上升沿作用后，74LS161输出端Q3、Q2、Q1、Q0的状态分别与并行数据输入端D3，D2，D1，D0的状态一样，为同步置数功能。而只有当CR=LD=EP=ET=“1”、CP脉冲上升沿作用后，计数器加1。74LS161还有一个进位输出端CO，其逻辑关系是CO= Q0Q1Q2Q3CET。合理应用计数器的清零功能和置数功能，一片74LS161可以组成16进制以下的任意进制分频器。引脚图74LS138（3-8译码器） 当一个选通端（E1）为高电平，另两个选通端（(/E2)和/(E3)） 为低电平时，可将地址端（A0、A1、A2）的二进制编码在 Y0至Y7对应的输出端以低电平译出。比如：A2A1A0=110 时，则Y6输出端输出低电平信号。 利用 E1、E2和E3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，74LS138还可作数 据分配器。 可用在8086的译码电路中，扩展内存。引脚图理论值计算：当f=120HZ时，取R2=1K C=22uf 通过公式f=1/T=1/（0.7*（R1+2R2）*C） 计算可得R1=1.246k64.935K 所以R1取100K的变阻器Multisim仿真原理图（仿真用的是74LS163，实验用的是74LS161）通过改变变阻器，从而改变f灯的流水线闪烁 实验总结： 实验中我们小组认识到了细节很重要，因为忘记接芯片电源，导致了灯的不亮，利用万用表，我们发现了这个问题。还有就是芯片看错了，把译码器看成了计数器，导致了实验的失败，后来发现了，很无语啊，所以