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―、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5•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1•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S、S、S、S、S、S分别表示这六种状态。根据题意，可建立如图1所示0 1 2 3 4 5的原始状态图，S为初态，其后依次为S、S、S、S、S即0 1 2 3 4 5,『一S1-S2-S3-S4-S5图12•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3•进行状态分配，画出二进制编码后的状态图（见图2）1） 因M=6,故取n=32） 进行状态编码，取S0=OOO,S1=001,S2=010,S3=011,S4=100,S5=1013）画出编码后的状态图（见图2）000f001f010f011f100f101（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;2） 采用同步方案，即取 CP0=CP1=CP2=CP3） 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。00011110001010100011101000xx>:xxx（图3）QnQn10Q00011110001010100011101000xx>:xxx（图3）QnQn10Qn21Q1n1Qo1的卡诺图QnQn\10Q2\0001

01QnQn10\000111QnQn\10Qn\o0O1i1i0001010xx1110的卡诺图Qn12010100xx1001Q：1的卡诺图100110xx1的卡诺图01Qn0（图4）由卡诺图得:QnQnQnQnQ21QnQn10QnQn10QnQn20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QJQn1）变换状态方程Qn1Qn001Qn0QnQn1Qn001Qn0QnQnQ21QnQ1QnQnQ20QnQ0QnQn10QnQn20Qn）2QnQn02QnQnQn102QnQn02QnQnQnQnQnQn102QnQn0210 202210C*QnQnQn为约束项应去掉）2102）比较状态方程和特性方程求驱动方程JK1,JQnQn,KQn,JQnQn,KQn0012010210206•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110-111-000（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、A］、a0表示,八个输出端，现用其中6个输出端分别用Y0、Y］、Y2、Y3、丫4、Y5表示真值表2.写逻辑式Y0A2A1A0 Y1A2A1A04/7Y4AY4A2A1A0Y5A2a1A0化简将约束项110、111代入上式得:Y0A2A1AY1Y0A2A1AY1A2A1AY2A1AoY3A』。Y4A2A1A0Y5A2A04•画逻辑图：如图6所示Y4Y4市巾 1 “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。T2&_|&_|&A2 A1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lkQ。t0.7RCW11tt0.7RCW11t0.7RCW220.7RC0.7RC0.7(RCRC)121211.430.7(R]R2)C(R1R2)CTtt振荡频率：W1 W2f-T振荡周期T:因T=1s，取RRR,12（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。参数计算由图9知C100F1sT0.7（RCRC）1.4RC1