数电大作业流水灯

1、综合设计题一.流水灯1. 总体思路8位流水灯始终是一亮七暗的，根据这个特点可以考虑采用74LS138译码器 的输出来实现流水灯的循环电路。同时，还可以用74LS161四位二进制计数器来 控制74LS138的输入端，从而实现对灯亮灭的控制2. 使用元件3 8译码器74LS138,四位二进制计数器74LS161, 555定时器，七段数码管 译码器驱动器4511芯片，数码管，电容，电阻，非门若干。3. 电路原理框图4. 元器件在本电路中的主要功能1555定时器555定时器在本电路中的作用主要是产生占空比可调的矩形脉冲从而可以改变灯亮时间，而且它的振荡周期为T=r +2、）c。此处c=.由电路参数可知

2、，当ri为10kQ时，灯亮时间为.它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 RS触发器和放 电管的状态。在电源与地之间加上电压，当5脚悬空时，则电压比较器Ci的同相输入端的电压为 2VCC/3，C2的反相输入端的电压为 VCC/3。若触发输入端TR的电压小于VCC/3，贝吐匕较器C2的输出为0，可使RS触发 器置1，使输出端0UT=1。如果阈值输入端TH的电压大于2VCC/3,同时TR 端的电压大于 VCC /3,则C1的输出为0，C2的输出为1，可将RS触发 器置0,使输出为0电平。电路图如下：74LS161计数器74LS161计数器在本电路中的作用是产生000-111脉冲控

3、制 74LS138的AAA,依次选通丫。-丫7。产生脉冲序列也可以用 74LS191是 四位二进制同步加/减计数器，与74LS161相比，它能够实现减计数， 此处只需要求产生脉冲序列，而且 74LS161是常用的计数器，所以选择 74LS161产生脉冲序列。所以 采用反馈置数法，产生 000-111脉冲序号，时钟 脉冲外部接入，原理图如下图所示1RTUALI b I74LS161D:VCC5V74LS138译码器74LS138译码器在本电路中的作用主要是选通指示灯发光。它的输出端为一个低电平，经过取反之后可以得到一个高电平， 从而控制灯的亮灭。它的工作原 理是：当一个选通端（E）为高电平，另两

4、个选通端 E2和E3为低电平时，可将 地址端（A A、A）的二进制编码在 Yo至丫7对应的输出端以低电平译出。举例 说明：如果AAA=001，那么Yi输出0,其余输出1,经过取反之后山为1,其余 为0,因此只剩下与相连的指示灯亮，其余灯不亮。因为要控制八位指示灯循环点亮，则需要一系列脉冲序列，使得AAA电平发生变化。即依次选通 丫。-丫7脉冲从000-111。咖U3A74LSD4 N74L504 NU3CU?二卜74LS138N74O3E2.5 V2.5 V恥0%严v74LSO4ftJ4A2-5 V一2O74LSO4N 2-5 V74LS04NXOX1X2X3X4X5X&X71i.Bir芯片驱

5、动器4511芯片驱动器是一种常用的七段数码管译码器驱动器，使输入的二 进制数在数码管上以十进制数显示， 主要驱动共阴数码管，其引脚图如下图 所示。: 2( Tnii （劝共阴极数码管在本电路中的作用主要是显示目前是几号灯亮，便于观测。其原理图如下：共阴采用4511七段显示译码器，显示第几个灯在闪烁，信号从AAAA输入,a,b,c,d,e,f,g,分别接数码管的ABCDEFG!接数码管和4511还需要限流电阻220数码管驱动电路如下U65. 整体电路仿真及结果分析电路仿真vcc55工 VISUAL1VCC二 5VID24L51B1D74LSMNn- ij- n-亠+51 IBP 5V74LS1B

6、N2换RB 占4 2200 R? -W- 33aQw -JWV 3300 -A 220DHB-4ooXI二y.74UJE74L304KJ tTX4K5XX7 bovob用逻辑分析仪对译码器输出端进行高低电平显示，得到以下结果:适雷分冇史?(31示灯会闪烁变化，但必须脉冲频率最好在 1KHz以下，以便人眼能够识 别，计数器产生000-111脉冲输入74LS138的输入端，实现Y0-Y7的选通, 从而实现上述功能，每个灯亮的时间为。6. 不同的思路的流水灯电路因为流水灯每次只有一个灯亮，且亮灯的方向是逐步移动有规律的所以还可以考虑用74LS194移位寄存器来实现，每个灯亮的时间为1s电路图如下：示

7、波器图形如下：邮S/厨:i T二.交通灯控制器本电路设计一个十字路口交通灯控制电路， 东西方向车道和南北方向车 道两条交叉掉路上的车辆交替运行，每次通行的时间设置为24秒。在绿灯转为红灯时，要求黄灯先亮4秒钟，才能变换运行车道。可用LED模拟交通 灯。用倒计时时显示每个状态的时间。1. 总体思路电路有四个状态：东西绿南北红 f东西黄南北红东西红南北绿 f 东西红南北黄，一共有四个状态循环，所以可以先用一个模4计数器来转换 这四个状态。2. 使用元件十进制加减计数器76LS190,四位二进制计数器74LS163, 24译码器74LS139,数码管若干，少量的或非门，与非门和非门电路3.各个单元电

8、路的功能与分析74LS163四位二进制计数器5VVCC -U1A. hi.迪 .-OC -g3 -LCAaCL-H，”-s r i/x 这里采用74LS163构成模4计数器，状态由00 - 01 - 10 - 11循环。L1 （东西绿）：当00时亮，其他状态时不亮。L2 （东西黄）：当01时亮，其他状态时不亮。L3 （东西红）：当10、11时亮，00、01时不亮L4 （南北绿）：当10时亮，其他状态时不亮。L5 （南北黄）：当11时亮，其他状态时不亮。L6 （南北红）：当00、01时亮，10、11时不亮电路可以这样实现：其中，74LS139是2-4译码器，它的功能表如下:GBATOrtY2Y3

9、HXMHHHHLLLLHHHILLHHLINHLHLHHLHLHHHHHLH二言电干L二低由平冥二任音所以，Y0Y4口接上非门后可以控制 L1、L2、L4、L5。L3=B, L6= B，所以将L3直接连在1B端，将1A端加非门与L6相连。通过这样的连接便可以实现这四个状态的循环。由于要实现倒计时显示，所以可以采用两片 74LS190,该芯片是十进制 加减法计数器。通过网络找出一下功能表。由于红灯28秒，黄灯4秒，绿灯24秒，所以各状态及持续时间如下： 状态1:东西绿南北红（00）: 24秒状态2:东西黄南北红（01）: 4秒状态3:东西红南北绿（10）: 24秒状态4:东西红南北黄（11）:

10、4秒当状态转变时，给计数器置数即可。两片计数器一个作为十位，一个作为个 位。“24”相当于给计数器置0010 0100, “4”相当于给计数器置0000 0100。 电路连接如下：*-0ite中.了 4gg ：ui-i U9A:7+US02D :心口8U/t* g - -K-L74LS+99&V1IBiK.ISI.IjailJEI. JaKIJLIJRK IJKI. JGIBaKJG I . SZ7GND当QAQI全为0的时候，Rc端输出0,两个计数器的Rc端连在一个或非门 上，当为全0时，或非门输入1将这个输出连接到74LS163的时钟端，即 倒计时到0000 0000时，立即转化状态，并且通过一个非门使两片74LS190立即置数，转入下一个转态的倒计时。电路的显示部分：U 1CA4I S04O4.整体电路仿真及结果分析整体电路仿真2-5 VMLS139Ci - iTRC.ZfTT