《数字逻辑电路》实训报告

1、 数字逻辑电路实训报告专 业： 电子信息工程 学生姓名： 学 号： 1152100405 指导教师： 2013年 6月 24日电动车尾灯控制电路的设计与制作1 整机设计1.1 设计要求 用中规模集成芯片实现电动车尾灯控制电路的设计，假设电动车尾部左右两侧各有3个指示灯（用发光二极管模拟）。 当电动车正常运行时，两侧指示灯全灭。 当电动车刹车时，两侧指示灯同时闪烁（闪烁时间间隔为1s）。 当电动车右转弯时，右侧的3只指示灯按“100010001100”状态循环顺序点亮（每只指示灯闪亮时间为1s），左侧的指示灯全灭。 当电动车左转弯时，左侧的3只指示灯按“001010100001”状态循环顺序点亮

2、（每只指示灯闪亮时间为1s），右侧的指示灯全灭。 其他。1.1.1设计任务(楷体小四号) 设计并制作一个电动车尾灯控制电路。1.1.2性能指标要求(楷体小四号) 两个开关同时拨到“11”状态，尾灯全亮且亮与灭的时间间隔为1秒； 只把右边的开关拨到“1”状态时表示车向右转，右侧车尾灯按“100010001100”状态循环顺序点亮，且闪亮的时间间隔为1秒，左侧尾灯全灭； 只把左边的开关拨到“1”状态时表示车向左转，左侧尾灯按“001010100001”状态循环顺序点亮，且闪亮的时间间隔为1秒，右侧尾灯全灭； 当同时拨上两个开关时，两个开关的状态都为“0”车尾灯停止工作，全部熄灭。 1.2 整机实现

3、的基本原理及框图 1.2.1基本原理 电动车尾灯控制电路的基本原理是由555时钟芯片输出秒脉冲到74LS192芯片进行清零法模3计数，然后将74LS192的模3值与拨码开关的值作为74LS138的地址选择端的输入，从而进行138芯片输出端输出的选择，由此实现尾灯的顺序闪动；同时也通过拨码开关与74LS86组成的使能控制电路来控制138芯片的工作，从而实现138芯片不工作时尾灯的全部闪亮和全部灭的功能。1.2.2总体框图 根据任务要求与设计要求列出尾灯与电动车运行状态表1如下：表1 尾灯与电动车运行状态表开关控制运行状态左尾灯右尾灯S1 S0D1、D2、D3D4、D5、D60 0 正常运行灯灭灯

4、灭 0 1 右转弯灯灭按D4、D5、D6顺序循环点亮 1 0左转弯按D1、D2、D3顺序循环点亮灯灭 1 1刹车所有的尾灯随时钟CP同时闪烁 逻辑功能表如下表2（表中0表示灯灭状态，1表示灯亮状态）：表2 电动车尾灯控制逻辑功能表开关控制三进制计数器六个指示灯S1 S0Q1 Q0D1 D2 D3 D4 D5 D6 0 0 x x0 0 0 0 0 00 1 0 0 0 1 1 00 0 0 1 0 00 0 0 0 1 00 0 0 0 0 1 1 00 0 0 11 00 0 1 0 0 00 1 0 0 0 01 0 0 0 0 0 1 1x xCP CP CP CP CP CP 由表2得

5、出总体框图，如图1所示：图1 电动车尾灯控制电路总体框图2 各功能电路实现原理及电路设计2.1 电源部分如图示：此部分将外部5V电源引入电路，通电后LED发光，R12为限流电阻。2.2 555定时器构成的多谐振荡器555定时器构成的多谐振荡器如图所示：R由和以及一个50K的可调电阻三只电阻组成。外接控制电压输入端未用，经0.01µF电容下地，以防干扰。电路没有稳态，仅存在两个暂稳态，电路只利用电源通过、向C充电，以及C通过向放电向放电端放电，使电路产生振荡。电路C在5/3(V)和10/3（V）之间充电和放电，产生的脉冲时间的计算公式：T=0.4（+）C+0.7C可调电阻是用来调节的大

6、小，使其产生的脉冲信号的周期为1s。在调节的时候调节到17.6K就可以达到要求。2.3 3线-8线译码器控制左、右转亮灯 74LS138的真值表： 原理图如下所示：因为在要求中只需要用到6个输出，所以选择与不接。当E3为0的时候74LS138不工作,只有当E3的输入为1的时候该芯片才工作。所以要求74LS86的异或门给的信号为1。C为真值表中的，C接的拨码开关的3脚。当为0的时候只有、有机会输出0。而在设计电路中只有低电平才会灯亮。所以就假设4脚往上拨是左转，亮的灯就为这三个输出连接的灯。同理，就假设3脚往上拨是右转（同时4脚往下拨），另外的三个二极管依次亮灭。2.4 刹车时闪烁以及正常行驶时

7、不亮灯原理图如图示：当开关的3、4脚都为1（往上拨），74LS138不工作。此时指示左右转的6个二极管所接的所有与门的其中一个脚为1，此时右边的秒脉冲与开关所接的两个与非门以及一个与门构成的电路来决定这6个二极管的闪烁。而当都为0（往下拨）的时候，实现全灭。2.5三进制加法计数器电路 原理图如图示：这次试验采用复位法设计三进制加法计数器电路。时钟输入端（5脚）接脉冲产生电路的输出端，来实现一秒钟一次计数。计数器从0000开始计数，后面依次输出0001、0010。将3脚， 2脚通过一个与门接到清除端14脚MR，当输出为0011时，MR为高电平，有效，因此输出被清零。计数器又从0000开始计数，一

8、直到0010，然后又从0000开始，如此反复。2.6输出模块原理图如图示: 输出模块的高低点平控制LED灯的亮灭，它是通过74LS192的输出和拨码开关3脚同时输入到74LS138的输入点A,B,C 三八译码器的输Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7 ，C为高电平端，所以当拨码开关的3脚为底时，右边三个依次亮灭，当拨码开关为高时，左边三个依次亮灭。3 制作与调试过程 (1) 根据实训要求，设计电路原理图以及查找所需的芯片管脚等相关资料，画出原理图； (2) 对照元件画出需要的封装，特别要注意焊盘的大小，确定无错误时，从原理图导入PCB，布局布线。在对元器件进行布局时，需要注意电路板普通连线与底线以

9、及电源线的走线宽度，设好安全距离。在有跳线的情况下，尽量让跳线走直线方便接下来的焊接； (3) 开始打印PCB并腐蚀、制板、装配；(4) 调试电路板，在焊接好电路所有元器件之后，接电后发现所有尾灯都不亮，开始用万用表检查电路发现没有焊接错误，检查原理图发现几个车尾灯连接有错误，改过之后重新导入PCB，修改布线，然后再板子上改，改完后可以产生亮灯。4 电路测试 接通5V电源，当开关都没有打上的时候会有2个LED亮，一个是电源指示灯，一个会闪烁的是分频器输出频率是的指示灯，即现在为S1S0=00。在把两个开关向上拨，使S1S0=11，会发现其他6个LED灯闪烁为停车时显示，让S1S0=01，此时开

10、关控制右3个LED灯轮流亮实现流水灯功能，S1S0=10，此时开关控制左3个LED灯轮流亮实现流水灯功能。如果功能全都实现就完成了实验。4.1 测试仪器与设备 万用表，信号源提供+5V电源4.2 指标测试 接入+5V电源时电源指示灯亮，电路工作，555秒脉冲指示灯以1S/次的速率闪动； 拨码开关1端上拨2端下拨时，左侧3只发光二极管以“001010100001”状态循环顺序点亮（每只指示灯闪亮时间为1s），右侧指示灯全灭。 拨码开关2端上拨1端下拨时，右侧3只发光二极管以“100010001100”状态循环顺序点亮（每只指示灯闪亮时间为1s），左侧指示灯全灭。 拨码开关1端2端均下拨时，两侧的

11、指示灯均同时闪亮（指示灯闪亮时间为1s）。 拨码开关1端2端均上拨时，两侧指示灯都熄灭。4.3 误差分析 (1) 电源误差：在PCB仿真中，直流电源VCC接的是5V，而在实际测量中芯片的电压只有4.86V左右。(2) 焊接时导线引起的误差：在电路焊接的过程中，焊点、导线等也存在误差。 （3）555芯片的经可调电阻调节不当，导致脉冲周期不为1S。5 实训结论在这次实训中我发现自己还是有很多方面不足。首先PCB布线时布局不够熟练，导致有跳线很多，而且刚开始时修改了原理图然后保存，却总忘了更新到PCB图，在布线时也是很不熟练，弄了很久。还有焊接工艺方面，我焊接得不是很好，焊点不够均匀，导致整体美观下

12、降。还有最重要的一点就是没有事先对这个实训弄明白弄懂，而是弄板子发现问题才开始找原理来看。这样导致弄的时候有点照猫画图。下次弄实训一定要先把原理图弄懂。最后就是在答辩时，自己以为自己已经把原理弄懂了，但是中间听了老师提验收几个其他同学的板子时提的问题，才发现自己有很多知识还没完全懂。学习还真是得踏实点，一步一步来，细心点，多花点心思才能有所收获。总之在这次实训中我发现了自己的许多不足，以后定引以为戒。同时也从中学到了很多知识，能将理论课中学到的知识组合起来运用到实际中，成功完成了实训的作品。 参考文献 1 谢自美等编著.电子线路设计.实验.测试（第三版）M.武汉：华中科技大学出版社,2006.2 阎石编著.数字电子技术基础（第四版）M.北京：高等教育出版社,1998.3 江国强编著.新编数字逻辑电路M. 北京：北京邮