电子技术实验四路彩灯

《电子技术实验》四路彩灯显示电路设计报告2014级工程学院电气类1班周文青0129：薛秀云目录1.131.2335553555.555.4574LS16174LS161574LS161.74LS161674LS16112674LS19474LS194774LS194...8....10.0..1..11...11一、课程设计内容与要求剖析1.1实验目的：1、认识电子电路设计的过程2、掌握电子线路的调试方法3、系统掌握时序电路的设计与调试1.2实验内容：要求开机后彩灯按四个节拍循环工作1秒1、Q、Q、Q、Q挨次为1，相应灯挨次亮，间隔为12342、Q4、Q3、Q2、Q1挨次为0，相应灯挨次灭，间隔为1秒3、Q1、Q2、Q3、Q4同时为1，四灯同时亮，间隔为秒4、Q1、Q2、Q3、Q4同时为0，四灯同时灭，间隔为秒5、第（3）和（4）过程重复，共4秒。达成一个循环需要12秒。二、设计总思路、基来源理：由实验要求可知该四路彩灯的状态能够归并为3个节拍，此中脉冲信号由555构成的多谐振荡器产生，3个节拍12秒循环显示能够用74LS161思维二进制加计数器控制CR或LOAD产生反应清零的成效；而灯挨次亮，挨次灭和同时亮同时灭的显示电路可由芯片74LS194双向移位存放器构成的电路产生，经过控制S0和S1实现右移、左移和送数，经过控制CR控制清零、实验流程图555多谐振荡器12进制循环计算器74LS161分频电路74LS194显示电路三、模块化设计、555时基电路芯片构造及引脚图引脚功能表引脚名称功能1GND（地）接地，作为低电平（0V）2TRIG（触发）当此引脚电压降至1/3VCC（或由控制端决定的阈值电压）时输出端给出高电平。3OUT（输出）输出高电平（+VCC）或低电平。4RST（复位）当此引脚接高电平常准时器工作，当此引脚接地时芯片复位，输出低电平。5CTRL（控制）控制芯片的阈值电压。（当此管脚接空时默认两阈值电压为1/3VCC与2/3VCC）.6THR（阈值）当此引脚电压升至2/3VCC（或由控制端决定的阈值电压）时输出端给出低电平。7DIS（放电）内接OC门，用于给电容放电。V+,VCC（供电）供给高电平并给芯片供电。构成多谐振荡器VCCVCC5.0VX12kΩ12.5V21XSC1VCCR22RSTOUT121DIS470ΩExtTrig+THR_20kΩ100%TRIAB1+_+_Key=A2CON10kΩGND210.01μF22μF1多谐振荡器参数计算多谐振荡器输出高电平的时间：t1=ln(2)(RA+RB)C输出低电平的时间：t2=ln(2)RBC振荡周期：T=t1+t2=ln(2)(RA+2RB)C在这个实验中需要用到1Hz和2Hz的频次源，就选择4Hz作为时基电路的产生频次，由f=1T可获得频次f和RA、RB、C的关系，这里选择的元件参数是RA=2kW，RB=10kW的电位器，调至7.2kW，电容C=22uF.74LS161脉冲分频电路74LS161芯片构造及引脚图74LS161功能表74LS161构成分频电路5.0V1U23VCCAQA4VCC5BQBCQC6DQD7ENPRCO10ENT9~LOADU51~CLR12CLK1000Hz74LS161D

1413121115

XLA1112345678910111213141516F897111CQT74LS161构成12进制循环计数器15.0VVCCVCCU51

3456710912

U2AQA1413BQB12CQC11DQDENPRCO15ENT~LOAD~CLRCLK

1A1Y1A2A2Y1B1Y1C1D10Hz74LS161D74LS194时间控制电路74LS194芯片构造及引脚图74LS194功能表时序图：74LS194构成时间控制电路X1X2X3X45.0VVCC11112.5V2.5VVCCU6XLA13AQA1511414BQB2513CQC3612DQD475SL62SR798S0910S110U71~CLR1111112CLK131Hz1415174LS194D16F897111CQT四、全局电路设计电路功能表CLK时间节拍QDQCS0S1Q0Q1Q2Q3SRSL74LS19／Ｓ4动作01第一节0010100012拍00101100右移12１3001011101′3Ｈｚ4001011114脉冲5第二节010111105B6拍01011000左移06701011000′0780101000089101111119第三节1011000010２10拍10111111送１11Ｈｚ1011000012脉冲11１０１１1111′′13A１０１１0000清零1412１０１１111115１０１１0000由功能表写出相应的逻辑表达式：S0=QCS1=QC+QD74LS194的CLR端：QDA+QD74LS194的CLK端：(QDA+QD)QD+B注意：上边式子中A，B是74LS161分频电路的A,B输出端，QC,QD是74LS161构成的12进制循环计数电路的C、D输出端鉴于的全局电路仿真2kΩ20kΩKey=A22μF

进制循环计数U2VCCVCC1方便调试U43AQA141S0S14BQB13VCC5.0V5CQC126113AQA15DQD4BQB14715513ENPRCOCQC10612ENTDQD9~LOAD7SL12~CLRSRU52CLK9S010S13AQA1474LS161D1~CLR413115BQB12CLKCQC611DQD74LS194D7ENPRCO15110ENT29彩灯显示电路~CLRVCC1~LOAD2RSTOUT2CLK1DIS74LS161DTHR36%TRI74LS161分频电路CONGND120.01μF1时基电路五、电路调试及仿真结果剖析电路调试的仪器数字万用表，直流稳压电源，示波器，函数信号发生器电路故障及剖析彩灯没法点亮检查时基电路有没有正确产生相应的频次，元件参数能否调制正确；检查芯片电源能否接通，不然芯片没法工作。彩灯闪耀功能缺失在调试中发现彩灯的左移功能没有实现，经过排查发现芯片74LS194的SR和SL的连结发生错误，由74LS194的功能表能够看出要SL接低电平，SR接高电平才能实现右移渐渐点亮彩灯，左移渐渐熄灭彩灯的成效彩灯无规律闪耀检查芯片74LLS194的CLK、CLR端口能否正确连结上逻辑元件，不然有可能造成时序上的错杂进而没有预料成效。六、课程设计总结设计电路最重要的是思路要清楚，一旦有了自己的思路就应当有层次有条理的探究下去，只需坚持自己的看法和判断，就必定能实现，即使最后发现走进了死胡同，可是探究假想与求证的过程倒是通往另一条道路必不行少的环节。在达成此次设计的过程中，我也有参照有关的设计课题，甚至还花了很长的时间去弄清楚他人的设计，以致于以后被约束住，对自己的设计没有了眉目。学习汲取他人的优点是应当的，可是不可以完整沉醉进去，要有自己的思路和看法，而且努力去实现。在达成设计的过程中自己不停解决了一个个的难题，要通向最后的成功，绝不会一挥而就，做事要扎实，脚踏实地，不可以眼高手低。在电路接线过程中，也出现了好多问题，问题多其实不行怕，可怕的是在频频的受挫中没有改革，不可以改良自己的方法和思路。在连线中碰到了连线后没获得想要的结果。可是在一步一步的查线、查芯片后，终于实现想要的结果。经过此次课程设计，我对电子技术中的诸多知识有了更深层次的理解，也初步学会了怎样将理论知识有机地与实质联合加以运用。这是一次得益匪浅的电子课程设计实验。七、参照文件1、康华光主编.电子技术基础（第四版）.北京：高等教育第一版社，19982、阎石主编.数字电子技术基础（第四版）.北京：高等教育第一版社，19983、童诗白主编.模拟电子技术基础。第2版.北京：高等教育第一版社，19984、欧阳星明主编.数字逻辑。第二版。武汉：华中科技大学第一版社，20055、白静.数字电路