數(shù)電大作業(yè)流水燈

1、.綜合設計題一.流水燈 1.總體思路8位流水燈始終是一亮七暗的，根據(jù)這個特點可以考慮采用74LS138譯碼器的輸出來實現(xiàn)流水燈的循環(huán)電路。同時，還可以用74LS161四位二進制計數(shù)器來控制74LS138的輸入端，從而實現(xiàn)對燈亮滅的控制2.使用元件 38譯碼器74LS138，四位二進制計數(shù)器74LS161，555定時器，七段數(shù)碼管譯碼器驅(qū)動器4511芯片，數(shù)碼管，電容，電阻，非門若干。 3.電路原理框圖 4.元器件在本電路中的主要功能555定時器555 定時器在本電路中的作用主要是產(chǎn)生占空比可調(diào)的矩形脈沖從而可以改變燈亮時間，而且它的振蕩周期為T=0.7（+2）C。此處C=0.1uF.由電路參數(shù)

2、可知，當R1為10k時，燈亮時間為0.0014s.它的功能主要由兩個比較器決定。兩個比較器的輸出電壓控制 RS 觸發(fā)器和放電管的狀態(tài)。在電源與地之間加上電壓，當 5 腳懸空時，則電壓比較器 C1 的同相輸入端的電壓為 2VCC /3，C2 的反相輸入端的電壓為VCC /3。若觸發(fā)輸入端 TR 的電壓小于VCC /3，則比較器 C2 的輸出為 0，可使 RS 觸發(fā)器置 1，使輸出端 OUT=1。如果閾值輸入端 TH 的電壓大于 2VCC/3，同時 TR 端的電壓大于VCC /3，則 C1 的輸出為 0，C2 的輸出為 1，可將 RS 觸發(fā)器置 0，使輸出為 0 電平。電路圖如下： 74LS161

3、計數(shù)器74LS161計數(shù)器在本電路中的作用是產(chǎn)生000-111脈沖控制74LS138的A2A1A0，依次選通Y0-Y7。產(chǎn)生脈沖序列也可以用74LS191是四位二進制同步加/減計數(shù)器，與74LS161相比，它能夠?qū)崿F(xiàn)減計數(shù)，此處只需要求產(chǎn)生脈沖序列，而且74LS161是常用的計數(shù)器，所以選擇74LS161產(chǎn)生脈沖序列。所以采用反饋置數(shù)法，產(chǎn)生000-111脈沖序號，時鐘脈沖外部接入，原理圖如下圖所示 74LS138譯碼器74LS138譯碼器在本電路中的作用主要是選通指示燈發(fā)光。它的輸出端為一個低電平，經(jīng)過取反之后可以得到一個高電平，從而控制燈的亮滅。它的工作原理是：當一個選通端（E1）為高電平

4、，另兩個選通端E2和E3為低電平時，可將地址端（A0、A1、A2）的二進制編碼在Y0至Y7對應的輸出端以低電平譯出。舉例說明：如果A2A1A0=001，那么Y1輸出0，其余輸出1，經(jīng)過取反之后為1，其余為0，因此只剩下與相連的指示燈亮，其余燈不亮。因為要控制八位指示燈循環(huán)點亮，則需要一系列脈沖序列，使得A2A1A0電平發(fā)生變化。即依次選通Y0-Y7，脈沖從000-111。4511芯片驅(qū)動器4511芯片驅(qū)動器是一種常用的七段數(shù)碼管譯碼器驅(qū)動器，使輸入的二進制數(shù)在數(shù)碼管上以十進制數(shù)顯示，主要驅(qū)動共陰數(shù)碼管，其引腳圖如下圖所示。 共陰極數(shù)碼管在本電路中的作用主要是顯示目前是幾號燈亮，便于觀測。其原理

5、圖如下：采用4511七段顯示譯碼器，顯示第幾個燈在閃爍，信號從A0A1A2A3輸入，a,b,c,d,e,f,g,分別接數(shù)碼管的ABCDEFG,連接數(shù)碼管和4511還需要限流電阻220數(shù)碼管驅(qū)動電路如下 5.整體電路仿真及結(jié)果分析 電路仿真 用邏輯分析儀對譯碼器輸出端進行高低電平顯示，得到以下結(jié)果：結(jié)果分析Y0-Y7輸出波形如上圖所示，由于Y0-Y7高低電平的變化，所以指示燈會閃爍變化，但必須脈沖頻率最好在1KHz以下，以便人眼能夠識別，計數(shù)器產(chǎn)生000-111脈沖輸入74LS138的輸入端，實現(xiàn)Y0-Y7的選通，從而實現(xiàn)上述功能,每個燈亮的時間為0.014s。 6.不同的思路的流水燈電路 因為

6、流水燈每次只有一個燈亮，且亮燈的方向是逐步移動有規(guī)律的。所以還可以考慮用74LS194移位寄存器來實現(xiàn)，每個燈亮的時間為1s。電路圖如下：示波器圖形如下：二.交通燈控制器本電路設計一個十字路口交通燈控制電路，東西方向車道和南北方向車道兩條交叉掉路上的車輛交替運行，每次通行的時間設置為24秒。在綠燈轉(zhuǎn)為紅燈時，要求黃燈先亮4秒鐘，才能變換運行車道?？捎肔ED模擬交通燈。用倒計時時顯示每個狀態(tài)的時間。 1.總體思路 電路有四個狀態(tài)：東西綠南北紅 東西黃南北紅 東西紅南北綠 東西紅南北黃，一共有四個狀態(tài)循環(huán)，所以可以先用一個模4計數(shù)器來轉(zhuǎn)換這四個狀態(tài)。 2.使用元件 十進制加減計數(shù)器76LS190，

7、四位二進制計數(shù)器74LS163，24譯碼器74LS139，數(shù)碼管若干，少量的或非門，與非門和非門電路。3.各個單元電路的功能與分析74LS163四位二進制計數(shù)器這里采用74LS163構(gòu)成模4計數(shù)器，狀態(tài)由 00 01 10 11循環(huán)。L1（東西綠）：當00時亮，其他狀態(tài)時不亮。L2（東西黃）：當01時亮，其他狀態(tài)時不亮。L3（東西紅）：當10、11時亮，00、01時不亮。L4（南北綠）：當10時亮，其他狀態(tài)時不亮。L5（南北黃）：當11時亮，其他狀態(tài)時不亮。L6（南北紅）：當00、01時亮，10、11時不亮。電路可以這樣實現(xiàn)： 其中，74LS139是2-4譯碼器，它的功能表如下：所以，Y0Y4

8、口接上非門后可以控制L1、L2、L4、L5。L3=B，L6=，所以將L3直接連在1B端，將1A端加非門與L6相連。通過這樣的連接便可以實現(xiàn)這四個狀態(tài)的循環(huán)。74LS190十進制加減計數(shù)器由于要實現(xiàn)倒計時顯示，所以可以采用兩片74LS190，該芯片是十進制加減法計數(shù)器。通過網(wǎng)絡找出一下功能表。由于要實現(xiàn)倒計時，所以U/D端輸入高電平，此時計數(shù)器進行減計數(shù)。用兩片74LS190，通過RC端進行異步級聯(lián)，由于紅燈28秒，黃燈4秒，綠燈24秒，所以各狀態(tài)及持續(xù)時間如下：狀態(tài)1：東西綠南北紅（00）：24秒狀態(tài)2：東西黃南北紅（01）：4秒狀態(tài)3：東西紅南北綠（10）：24秒狀態(tài)4：東西紅南北黃（11）：4秒當狀態(tài)轉(zhuǎn)變時，給計數(shù)器置數(shù)即可。兩片計數(shù)器一個作為十位，一個作為個位?！?4”相當于給計數(shù)器置0010 0100，“4”相當于給計數(shù)器置0000 0100。電路連接如下：當QAQD全為0的時候，Rc端輸出0，兩個計數(shù)器的Rc端連在一個或非門上，當為全0時，或非門輸入1，將這個輸出連接到74LS163的時鐘端，即倒計時到0000 0000時，立即轉(zhuǎn)化狀態(tài)，并且通過一個非門使兩片74LS190立即置數(shù)，轉(zhuǎn)入下一個轉(zhuǎn)態(tài)的倒計時。電路的顯示部分：4.整體電路仿真及結(jié)果分析整