路彩灯循环闪烁逻辑电路设计A

六路彩灯循环闪烁逻辑电路设计一、设计目的学习数字电路的设计方法和技巧；检验对组合逻辑电路及时序逻辑电路的综合应用能力.二、 设计要求1.六路彩灯分别依次闪烁2.闪烁的时间间隔为0.1s写出设计的详细步骤使用3号图纸，画出设计的逻辑电路图写出课程设计说明书。（要求用20*20的方格纸，有标题、前言、目录详细的设计步骤和所参考的资料清单及元器件明细表）三、 设计步骤第一步：计数器（时序电路）的设计第二步：译码器（组合电路）的设计第三步：显示电路的设计第四步：时钟电路的设计第五步：画总设计图第六步：写出课程设计说明书第七部：使用3号图纸,画出设计的逻辑电路电路图（一）计数器的设计进行逻辑抽象，建立原始状态图。六路彩灯需要六种状态，即大体上应设有六个内部状态 ，即M=6现用So、S、S2、S、S\S分别表示这六种状态。根据题意，可建立如图 1所示的原始状态图，S为初态，其后依次为S、S\S\S\S,即o35SoTSiAS2TS3TS4TS5进行状态化简，画出最简状态图。1）确定等价状态由图1不难发现，里面没有等价状态.2）合并等价状态由于里面没有等价状态，故不用合并进行状态分配，画出二进制编码后的状态图（见图2）因M=6,故取n=3）进行状态编码，取So=000,S1=001,S2=010,S3=011,S4=100,S5=1013）画出编码后的状态图（见图2）图2)选择触发器和求时钟方程和状态方程1 ）由题意选用三个CP下降触发的边沿JK触发器;CP2)采用同步方案，即取CPo二CP二CPCP3)求状态方程由图2所示状态图，画图3所示电路次态的卡诺图，及图4所示各触发器的卡诺图。0301C10”iooih1（101C00XX>|XX*Q\oo0301C10”iooih1（101C00XX>|XX*Q\oo0111io（图3）qFq阳Q0的卡诺图QQ由卡诺图得:Q1卅的卡Q0的牖图Q0i二Q0n1nn“Qn1nn“Qin1二Q2Q1QnnQinQoin oQ；1gnQ0Q2QO求驱动方程JK触发器的特性方程为JK触发器的特性方程为Qn JQ“KQn1）变换状态方程Qo1二Q0=1Q0'1Qd100QiningQiQO1QiningQiQO1n—nQinQAQ2Q?QiQn—°Qnin°inQ2nn=Q1nQ0Q21Q0=Q1nQ01（Q2Q；）

nn" 门口nnnnn"=QiQ（nQ2QoQ；Q；QQ：in n2o nQ0Q；nnn门口二QinQ（nQ2Q°Qnn"（*Q；QiQ为约束项应去掉）in02）比较状态方程和特性方程求驱动方程

Jo=K°=1，—nJigQ/K&'J2—QinQ0\K2 -Qo图5逻辑电路图画逻辑电路图，（图5图5逻辑电路图检查自启动功能将无效状态110、111代入状态方程进行计算，结果如下110T111—000（有效状态）可见电路能自启动（二）译码器的设计1.逻辑抽象，列真值表根据六路彩灯计算出时序电路，应有三个输入端分别用A2、人、A0表示,八个输出端，现用其中6个输出端分别用Y0\片、丫2'丫3'\4、丫5表示2.写逻辑式Y二AAA Y1=A2A1A012100 210 真值表输入输出A2A1A0Y5丫4Y3丫2丫1丫0000kJ000001001000010010000100011001000100010000

101100000110XX X X X X111XX X X X X丫=A2AA。 丫=AAA23210Y4=A2AlAo 丫5=A2A1A042lo52103.化简Y4£&&&&&• >将约束项110、111Y4£&&&&&• >丫。=A2A1A0丫1=A2A1A0丫=AA2=AA03=AAo丫4=A2A1A04.画逻辑图：如图6所示丫AA5=20¥AdAd图6译码器如果用与非门实现，同时把输出信号写成反变量，那么所得到的就是由与非门构成的输出为反变量（低电平有效）的译码器，如图3.3.16所示Y.**&&&口A)A1A2£&图Y.**&&&口A)A1A2£&图7由与非门构成的制译码器三）驱动电路的设计根据计数器和译码器的设定：现需用驱动电路来驱动彩灯，每个彩灯选用一个三极管驱动器。当输入信号为高电平时，输出为低电平，彩灯被点亮;当输入信号为低电平时，输出为高电平，彩灯熄灭。故选用下图所示的驱动电路(如图8所示),三极管基极的电阻(限流电阻)为1kQ。-+Vcc(12V)3DK41kQA图8(四)时钟电路的设计时钟电路的作用是产生一个时钟脉冲，以控制彩灯闪烁的时间间隔。根据要求，闪烁的时间间隔为0.1s。现选用555定时器构成多谐振荡器，如图10所示。twi=0.7twi=0.7RiCwiit~O.7R2Cw2C振荡周期T:T=tW1tW2=0.7RC0.7R2C=0.7(RQR2C)振荡频率：上111.43f=---= TON®RJC(RiR)C- 因T=1s,取R,二R=R,2C=100」F所以R=7140门：74k」取&=&=10kii，R