模拟电路跑马灯

1、江苏大学电子设计竞赛课程设计报告2014-2015学年： 第一学期 指导教师: 学 院: 电气信息工程学院 班 级: 电气卓越 姓 名： 学 号： 日 期 ： 2015年1月 课程名称：速度可调跑马灯电路一、课题说明1.1 设计要求 设计一款跑马灯电路，4个发光二极管按照一定编码轮流点亮，编程可自行确定，点亮速度可利用一电位器调节。1.2 设计思路方案一、用555定时器产生占空比可调节电压值恒定的方波电压，占空比通过改变电容的充放电的时间（即充放电回路的电阻值）来调节，或者利用电位器调节电压。通过电平上升产生计数，计数通过译码器进行十进制到二进制的转化。然后把输出值加到发光二极管的驱动电路来驱

2、动发光二极管并调节它的亮度。方案二、假如没有138译码器，采用与非门电路实现译码的。1.2设计方案比较与选择本次我挑选的的课题是基础题，设计的两个方案都不复杂。方案一和方案二都包含四个模块：方波产生，计数，译码，LED发光。方案一与方案二的区别在于译码部分，方案一直接采用译码器实现译码功能，方案二根据电路原理用与非门实现译码的功能。不过，在原理图部分，两种方案均可实现跑马灯的功能，但是在板子进行焊接时，与非门明显不是最好的选择，我就选择了方案一的方法进行了焊接。二、方案一的解析2.1总体设计框图LED驱动连续发光译码器方波振荡电路计数器2.1.1 方波的产生利用555定时器构成占空比可调的多谐

3、振荡器。1 电路组成及工作原理 其电路图接线如下左图所示，其波形图如下右图所示： （1）vI =0V时，vo1输出高电平。 （2）当vI上升到ccV3 2时，vo1输出低电平。当vI由ccV3 2继续上升， vo1保持不变。（3）当vI下降到ccV3 1时，电路输出跳变为高电平。而且在vI继续 下降到0V时，电路的这种状态不变。 图中，R、VCC2构成另一输出端vo2，其高电平可以通过改变VCC2进行调节。2 电路的仿真与调试输出波形：2.2 161计数器74LS161是四位二进制可预置的同步加法计数器。从功能表可知：当清零端CR=“0”，计数器输出Q3、Q2、Q1、Q0立即为全“0”，这个时

4、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CO=Q0·Q1·Q2·Q3·CET。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。1 电路组成及工作原理其逻辑功能如下图所示：其引脚图如下图所示：其管脚图如下图所示：2 电路的仿真与调试2.3 13

5、8计数器74LS138 为3 线8 线译码器，共有 54/74S138和 54/74LS138 两种线路结构型式，其74LS138工作原理如下：当一个选通端（G1）为高电平，另两个选通端（/(G2A)和/(G2B)）为 低电平时，可将地址端（A、B、C）的二进制编码在一个对应的输出端以低 电平译出。通过C1的充放电产生震荡。1 电路组成及工作原理138译码器的输出：利用管脚中的管脚实现输出00,01,10,11的功能，依次接通管脚15,14,13,12，对应接右边的二极管：。 2 电路的仿真与调试 2.2.5 总体设计电路调试现象：接通后，电路从依次点亮，通过调节电容的值和电位器来改变输出脉冲波的占空比，改变输出频率，从而控制灯闪烁的频率。使用AD画出原理图如下图所示：使用AD画出PCB板子如下图所示：焊出的板子如下图所示：三、方案二的解析方案二根据译码的需要实现的功能：1 电路的仿真与调试四、总结我选择的设计课题是跑马灯的设计，主要参考了数电教材，主要涉及了555定时器，138译码器，161计数器。本次设计的主要流程是：弄懂原理，画出原理图，并用Multisim进行仿真，调试结果，最后用AD进行原理图绘制以及PCB板子的绘制。这次课程设计让我受益匪浅，除了知识上的收获，很大程度上磨练了我的意志，PCB板子的绘制过程让我印象深刻