數(shù)電大作業(yè)流水燈

1、.綜合設(shè)計(jì)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(gè)特點(diǎn)可以考慮采用74LS138譯碼器的輸出來實(shí)現(xiàn)流水燈的循環(huán)電路。同時(shí)，還可以用74LS161四位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器來控制74LS138的輸入端，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)燈亮滅的控制2.使用元件 38譯碼器74LS138，四位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS161，555定時(shí)器，七段數(shù)碼管譯碼器驅(qū)動(dòng)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(shí)器555 定時(shí)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?xí)r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(dāng)R1為10k時(shí)，燈亮?xí)r間為0.0014s.它的功能主要由兩個(gè)比較器決定。兩個(gè)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(dāng) 5 腳懸空時(shí)，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(shí) 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(jì)數(shù)器74LS161計(jì)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(jìn)制同步加/減計(jì)數(shù)器，與74LS161相比，它能夠?qū)崿F(xiàn)減計(jì)數(shù)，此處只需要求產(chǎn)生脈沖序列，而且74LS161是常用的計(jì)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(hào)，時(shí)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(gè)低電平，經(jīng)過取反之后可以得到一個(gè)高電平，從而控制燈的亮滅。它的工作原理是：當(dāng)一個(gè)選通端（E1）為高電平

4、，另兩個(gè)選通端E2和E3為低電平時(shí)，可將地址端（A0、A1、A2）的二進(jìn)制編碼在Y0至Y7對(duì)應(yīng)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?yàn)橐刂瓢宋恢甘緹粞h(huán)點(diǎn)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(dòng)器4511芯片驅(qū)動(dòng)器是一種常用的七段數(shù)碼管譯碼器驅(qū)動(dòng)器，使輸入的二進(jìn)制數(shù)在數(shù)碼管上以十進(jìn)制數(shù)顯示，主要驅(qū)動(dòng)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(hào)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(gè)燈在閃爍，信號(hào)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(dòng)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(duì)譯碼器輸出端進(jìn)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(huì)閃爍變化，但必須脈沖頻率最好在1KHz以下，以便人眼能夠識(shí)別，計(jì)數(shù)器產(chǎn)生000-111脈沖輸入74LS138的輸入端，實(shí)現(xiàn)Y0-Y7的選通，從而實(shí)現(xiàn)上述功能,每個(gè)燈亮的時(shí)間為0.014s。 6.不同的思路的流水燈電路 因?yàn)?/p>

6、流水燈每次只有一個(gè)燈亮，且亮燈的方向是逐步移動(dòng)有規(guī)律的。所以還可以考慮用74LS194移位寄存器來實(shí)現(xiàn)，每個(gè)燈亮的時(shí)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(shè)計(jì)一個(gè)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(yùn)行，每次通行的時(shí)間設(shè)置為24秒。在綠燈轉(zhuǎn)為紅燈時(shí)，要求黃燈先亮4秒鐘，才能變換運(yùn)行車道?？捎肔ED模擬交通燈。用倒計(jì)時(shí)時(shí)顯示每個(gè)狀態(tài)的時(shí)間。 1.總體思路 電路有四個(gè)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(gè)狀態(tài)循環(huán)，所以可以先用一個(gè)模4計(jì)數(shù)器來轉(zhuǎn)換這四個(gè)狀態(tài)。 2.使用元件 十進(jìn)制加減計(jì)數(shù)器76LS190，

7、四位二進(jìn)制計(jì)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(gè)單元電路的功能與分析74LS163四位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器這里采用74LS163構(gòu)成模4計(jì)數(shù)器，狀態(tài)由 00 01 10 11循環(huán)。L1（東西綠）：當(dāng)00時(shí)亮，其他狀態(tài)時(shí)不亮。L2（東西黃）：當(dāng)01時(shí)亮，其他狀態(tài)時(shí)不亮。L3（東西紅）：當(dāng)10、11時(shí)亮，00、01時(shí)不亮。L4（南北綠）：當(dāng)10時(shí)亮，其他狀態(tài)時(shí)不亮。L5（南北黃）：當(dāng)11時(shí)亮，其他狀態(tài)時(shí)不亮。L6（南北紅）：當(dāng)00、01時(shí)亮，10、11時(shí)不亮。電路可以這樣實(shí)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(shí)現(xiàn)這四個(gè)狀態(tài)的循環(huán)。74LS190十進(jìn)制加減計(jì)數(shù)器由于要實(shí)現(xiàn)倒計(jì)時(shí)顯示，所以可以采用兩片74LS190，該芯片是十進(jìn)制加減法計(jì)數(shù)器。通過網(wǎng)絡(luò)找出一下功能表。由于要實(shí)現(xiàn)倒計(jì)時(shí)，所以U/D端輸入高電平，此時(shí)計(jì)數(shù)器進(jìn)行減計(jì)數(shù)。用兩片74LS190，通過RC端進(jìn)行異步級(jí)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(shí)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(dāng)狀態(tài)轉(zhuǎn)變時(shí)，給計(jì)數(shù)器置數(shù)即可。兩片計(jì)數(shù)器一個(gè)作為十位，一個(gè)作為個(gè)位?！?4”相當(dāng)于給計(jì)數(shù)器置0010 0100，“4”相當(dāng)于給計(jì)數(shù)器置0000 0100。電路連接如下：當(dāng)QAQD全為0的時(shí)候，Rc端輸出0，兩個(gè)計(jì)數(shù)器的Rc端連在一個(gè)或非門上，當(dāng)為全0時(shí)，或非門輸入1，將這個(gè)輸出連接到74LS163的時(shí)鐘端，即倒計(jì)時(shí)到0000 0000時(shí)，立即轉(zhuǎn)化狀態(tài)，并且通過一個(gè)非門使兩片74LS190立即置數(shù)，轉(zhuǎn)入下一個(gè)轉(zhuǎn)態(tài)的倒計(jì)時(shí)。電路的顯示部分：4.整體電路仿真及結(jié)果分析整