基于数字集成电路流水灯的设计-李振宇.doc

实验名称:基于数字集成的LED流水灯1.实验目的1）掌握集成D触发器74LS74的逻辑功能及使用方法。2）掌握集成J-K触发器74LS112的逻辑功能及使用方法。3）掌握74LS138中规模集成3线-8线译码器的逻辑功能及使用方法。4）通过本实验，进一步熟悉组合逻辑电路的分析和设计方法。2.总体设计方案或技术路线1）设计的任务要求 采用边沿JK触发器(74LS112)、D触发器(74LS74)和3-8线译码器(74LS138)构成一个流水灯电路。要求系统共有8个灯，其效果始终是7亮1暗，且这1暗灯循环下移或者上移。2）设计的思路与电路组成框图 首先应用74LS112和74LS74中3个触发器构成异步八进制加法或减法计数器；再将输出端Q2Q1Q0分别与74LS138(3-8译码器)的地址码输入端A、B、C相连，使译码器相继译码。其电路组成框图如图1所示。八个LED指示灯G1/G2B/G2A /Y0A /Y1 /Y2B /Y3 /Y4C /Y5 /Y6 /Y73位二 Q2进制 Q1加法 Q0计数器时钟脉冲产生电路电源3.实验电路图八进制加法计数器真值表输入脉冲数各级触发器状态Q2Q1Q0000010012010301141005101611071118000根据真值表设计的异步八进制夹发夹舒淇如下图所示Q0Q1Q2“1”D Q F2C /QJ QC F1KJ Q C F0KCPRd具体电路图八个LED指示灯G1/G2B/G2A /Y0A /Y1 /Y2B /Y3 /Y4C /Y5 /Y6 /Y71Q0Q1J Q C F0KQ2D Q F2C /QJ QC F1KCPRd4. 仪器设备名称、型号1）实验箱2）双路直流稳压电源3）74LS74,74LS112,3-8线译码器，8路发光二级管4） 导线5.理论分析或仿真分析结果由图可知，译码显示电路是由3-8译码器74LS138和8路发光二极管组成。在开始计数前，首先按一下复位按钮S，使计数器输出为000，这样经3-8译码器译码成十进制数的“0”，因此对应于的输出为低电平，LED0不亮，而其余7个输出端均为高电平，所以从LED1LED7都亮。那么，当往计数器送第一个CP时，计数器输出为001，经3-8译码器译码成十进制数的“1”，因此对应于的输出为低电平，LED1不亮，而其余7个输出端均为高电平，所以从LED0，LED2LED7都亮。如果继续送第2，第3个脉冲时，则依次是LED2，LED3不亮，当送到第7个脉冲时，LED 7不亮。也就完成了这一暗从上至下的移动，当再来第8脉冲时，又开始下一轮循环。如此反复循环，产生的效果就像水的流动一样，因此，就把它称为“广告流水灯”。6.详细实验步骤及实验结果数据记录（包括各仪器、仪表量程及内阻的记录）1）按所给电路图正确连线，检查无误后接通电源。2）发负脉冲到Rd端，使每个触发器输出都为0，连续发手动计数脉冲输入至CP端，观察LED变化。3）记录实验现象4）根据实验现象，总结结果。实验现象记录：当Rd输入负脉冲时，1好灯灭，2-8号灯亮，当往计数器输入时钟脉冲时，LED灯依次由2-3-4-5-6-7-8-1.开始熄灭，在此过程中，只有一个灯灭，其他灯都是亮的7. 实验结论1、 利用J-K触发器和D触发器可以构成8进制加法计数器；2、 调节复位端使计数器输出为000时，LED1灯不亮，LED2-8号亮，当往计数器输送第一个CP时，计数器输出001，结果LED1、LED3-8号亮，LED2灭，继续输入第二、第三个脉冲时，LED3，LED4依次不亮，当输入到第七个脉冲时，LED8不亮，当再来第八个脉冲时，又开始下一轮循环，如此反复。8. 实验中出现的问题及解决对策1、 由于实验中提供的74LS112 J-K触发器是在下降的触发，而74LS74 D型触发器是在上升沿触发，结果构成的8进制加法计数器无法正常工作。解决对策：用74LS112 J-K触发器替换74LS74 D触发器，重新连成一个8进制加法计数器2、 当时钟脉冲频率为1KHZ时，无法出现流水