数电课程设计——八路花样灯.doc

数电课程设计报告 八路花样灯一、设计要求3二、设计目的3三、技术指标3四、元件清单3五、电路框图4六、单元电路设计4七、总电路图7八、问题及解决办法8九、心得体会9十、参考文献9一、设计要求：1、有一个时钟电路。2、有八个LED发光二极管输出电路。3、至少16种变化的花样控制。二、设计目的：1、巩固和加深对电子电路的基本知识的理解，提高综合运用本课程所学的知识的能力。2、培养根据设计需要选学参考书籍，查阅相关手册，图表和文献资料的自学能力。3、通过电路的方案分析，论证和比较，设计计算选取元件，电路组装，调试等环节初步掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法。4、学会简单电路的实验调试和性能指标的测试方法，提高学生动手能力和进行数字电路实验的基本技能三、技术指标:设计一个有八个LED灯输出花样的控制器电路,其中有三个LED灯受74ls194芯片控制，4个LED灯受74ls160芯片控制，最后一个LED灯由两片74ls160芯片组成的二十三进制计数器的进位来控制。从第十个时钟脉冲开始第一片74LS160的Q0端变成高电平。此时74LS194开始移位。通过对电源的通断来控制复位。另外三个主要芯片统一由一个时钟芯片来控制，进而达到同步工作。最后加上一个非门和一个与非门等完成了八路花样灯控制器的设计。进而实现了八路LED的输出。并且该控制器共有32种变化的花样。（附录有其中18种花样）四、元器件清单：序号元件名称型号数量1六反相器74ls0412四2输入端与非门74ls0413同步十进制计数器74ls160244位双向移位寄存器74ls19415集成定时器55516电容910nf27电阻51K18电阻47K19LED8五、电路框图六、单元电路的设计我们设计的八路花样灯共分为四大模块。它们分别是：时钟电路模块，74LS194移位寄存器模块、主控制模块（由两片74LS160构成）和显示模块（8个发光二极管LED）（1）时钟电路图（1）图(1)所示是用555定时器接成的多谐振荡器，其分析如下：启动Multisim11程序，我们从混合器件库（Mixed）中的定时器件（Timer）中取出555定时器，从工具栏中找出电阻R、电容C、地及电源VDD信号。将555定时器接成多谐振荡器，如图（1）所示。用示波器中的时间线进行测量，得到波形的周期T=92.13ms。根据10.5.4节的理论分析，这个的计算公式为T=T1+T2=（R1+2R2）C1ln2。将图(1)的电路参数代入电路振荡周期式计算，得到T=T1+T2=(R1+2R2)C192ms可见，用Multisim11得到的分析结果与理论计算结果基本完全符合。（2）74LS194移位寄存器模块图（2）如图所示74LS194是一种典型的中规模集成移位寄存器。它是由4个RS触发器和一些门电路所构成的4位双向移位寄存器。DIL和DIR分别是左移和右移串行输入。D0、D1、D2和D3是并行输入端；Q0和Q3分别是左移和右移时的串行输出端，Q0、Q1、Q2和Q3为并行输出端。功能表如表5.4.4所示。 从其功能表可以看出，只要RD=0，移存器无条件清0。只有当RD=1，CP上升沿到达时，电路才可能按S1S0设置的方式执行移位或置数操作：S1S0=11为并行置数，S1S0=01为右移，S1S0=10为左移，时钟无效或虽然时钟有效，但S1S0=00则电路保持原态.(3)主控制模块（由两片74L160构成）下面简要说明：十进制同步计数器（异步清除）160为可预置的十进制同步计数器。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Q0Q3与数据输入端P0P3一致。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Q0Q3同时变化，从而消除了异步计数器中出现的计数尖峰。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。在不外加门电路的情况下，可级联成N位同步计数器。图3 整体置数发74LS160功能表利用两片74LS160构成的二十三进制计数器： 如图3所示电路是采用整体置数法接成的二十三进制计数器。首先需将两片74LS160接成百进制器。然后将电路的22状态译码产生LD=0信号，同时加到两片74LS160上，在下一个计数脉冲（第二十四个输入脉冲）到达