数电大作业流水灯.doc

综合设计题一、流水灯 1、总体思路8位流水灯始终就是一亮七暗得，根据这个特点可以考虑采用7S3译码器得输出来实现流水灯得循环电路。同时，还可以用7411四位二进制计数器来控制4L13得输入端，从而实现对灯亮灭得控制2、使用元件 38译码器7418,四位二进制计数器4LS61,555定时器，七段数码管译码器驱动器4511芯片，数码管，电容，电阻,非门若干。 、电路原理框图 4、元器件在本电路中得主要功能5定时器55 定时器在本电路中得作用主要就是产生占空比可调得矩形脉冲从而可以改变灯亮时间，而且它得振荡周期为T0、7（+2）C。此处C=0、1F、由电路参数可知，当1为10时，灯亮时间为0、014s、它得功能主要由两个比较器决定。两个比较器得输出电压控制RS 触发器与放电管得状态。在电源与地之间加上电压，当 5 脚悬空时，则电压比较器 1 得同相输入端得电压为 C /3，C得反相输入端得电压为VC /3.若触发输入端TR得电压小于VCC/3,则比较器 C2 得输出为0，可使 RS 触发器置 ,使输出端 T1.如果阈值输入端H得电压大于 2VCC/3，同时 端得电压大于VC /3，则 C1得输出为0，C2 得输出为 ,可将RS 触发器置 ，使输出为 0 电平。电路图如下： 74LS16计数器74LS61计数器在本电路中得作用就是产生000-111脉冲控制4LS138得A21,依次选通Y0Y.产生脉冲序列也可以用74LS19就是四位二进制同步加/减计数器，与7LS61相比,它能够实现减计数，此处只需要求产生脉冲序列，而且7LS11就是常用得计数器,所以选择74S16产生脉冲序列。所以采用反馈置数法,产生00-111脉冲序号,时钟脉冲外部接入，原理图如下图所示 74LS1译码器74S38译码器在本电路中得作用主要就是选通指示灯发光。它得输出端为一个低电平,经过取反之后可以得到一个高电平,从而控制灯得亮灭。它得工作原理就是:当一个选通端（1)为高电平，另两个选通端E与3为低电平时,可将地址端（A0、A1、A2)得二进制编码在0至7对应得输出端以低电平译出.举例说明：如果A2A0=0,那么Y1输出0,其余输出1，经过取反之后为1，其余为0,因此只剩下与相连得指示灯亮，其余灯不亮。因为要控制八位指示灯循环点亮，则需要一系列脉冲序列,使得A2A10电平发生变化。即依次选通Y0，脉冲从0001.451芯片驱动器51芯片驱动器就是一种常用得七段数码管译码器驱动器,使输入得二进制数在数码管上以十进制数显示,主要驱动共阴数码管,其引脚图如下图所示。 共阴极数码管在本电路中得作用主要就是显示目前就是几号灯亮，便于观测。其原理图如下:采用51七段显示译码器,显示第几个灯在闪烁,信号从A0AAA3输入,a,，d,，f，分别接数码管得ABCDFG，连接数码管与51还需要限流电阻20数码管驱动电路如下 5、整体电路仿真及结果分析 电路仿真 用逻辑分析仪对译码器输出端进行高低电平显示，得到以下结果：结果分析Y0-输出波形如上图所示,由于Y0-Y7高低电平得变化，所以指示灯会闪烁变化,但必须脉冲频率最好在1Kz以下，以便人眼能够识别，计数器产生000-111脉冲输入7S18得输入端，实现YY7得选通，从而实现上述功能，每个灯亮得时间为0、14s。 6、不同得思路得流水灯电路 因为流水灯每次只有一个灯亮,且亮灯得方向就是逐步移动有规律得。所以还可以考虑用74LS194移位寄存器来实现,每个灯亮得时间为s.电路图如下:示波器图形如下:二、交通灯控制器本电路设计一个十字路口交通灯控制电路,东西方向车道与南北方向车道两条交叉掉路上得车辆交替运行，每次通行得时间设置为24秒。在绿灯转为红灯时,要求黄灯先亮4秒钟，才能变换运行车道。可用LD模拟交通灯。用倒计时时显示每个状态得时间。 、总体思路 电路有四个状态:东西绿南北红东西黄南北红 东西红南北绿 东西红南北黄，一共有四个状态循环，所以可以先用一个模4计数器来转换这四个状态。 2、使用元件 十进制加减计数器7610,四位二进制计数器7LS13,24译码器74L19，数码管若干，少量得或非门，与非门与非门电路.3、各个单元电路得功能与分析7L163四位二进制计数器这里采用74LS63构成模4计数器，状态由 00 01 10 11循环。L1（东西绿）：当00时亮,其她状态时不亮.L2（东西黄）:当01时亮,其她状态时不亮.L（东西红)：当0、1时亮，00、1时不亮.4（南北绿）：当0时亮，其她状态时不亮。5（南北黄):当11时亮，其她状态时不亮。6（南北红)：当00、1时亮，10、1时不亮.电路可以这样实现： 其中，74LS139就是-4译码器,它得功能表如下：所以，0口接上非门后可以控制1、L2、L、L。3B,L=,所以将L直接连在1端,将1A端加非门与L6相连。通过这样得连接便可以实现这四个状态得循环。74LS190十进制加减计数器由于要实现倒计时显示,所以可以采用两片7LS190,该芯片就是十进制加减法计数器。通过网络找出一下功能表。由于要实现倒计时，所以D端输入高电平,此时计数器进行减计数.用两片74LS10，通过R端进行异步级联，由于红灯28秒，黄灯4秒,绿灯24秒,所以各状态及持续时间如下:状态1：东西绿南北红（00):2秒状态2:东西黄南北红(0）：秒状态3:东西红南北绿(0）:4秒状态:东西红南北黄(1)：4秒当状态转变时,给计数器置数即可。两片计数器一个作为十位,一个作为个位。“”相当于给计数器置01000,“”相当于给计数器置00000100。电路连接如下:当QQ全为0得时候,Rc端输出0,两个计数器得Rc端连在一个或非门上,当为全0时，或非门输入，将这个输出连接到74LS163得时钟端,即倒计时到0000 0000时，立即转化状态，并且通过一个非门使两片74LS10立即置数，转入下一个转态得倒计时。电路得显示部分：4、整体电路仿真及结果分析整体电路仿真结果分析经过仿真，我们观察到与预想结果一摸一样,说明电路完全正确。计数器保证了倒计时得准确性，而且通过调节脉冲得频率，就可以改变数码管计数得快慢。E控制电路又可以清楚地观察到红绿灯得变化,而且还可以检测电路得准确性,经过检查,发现时间与理论时间一样，十分正确。