數(shù)電大作業(yè)流水燈

1、數(shù)電大作業(yè)流水燈標(biāo)準(zhǔn)化文件發(fā)布號(hào)：（9456EUATVKMWUB-WUNN4NNULDDQTYKII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)可以考慮釆用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3-8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154 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

2、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(R1+2R2)Co此處C=0.1uF.由電路參數(shù)可知，當(dāng)R1為10kQ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Ci的同相 輸入端的電壓為2VCC/3, C2的反相輸入端的電壓為VCC /3o若觸發(fā)輸入端TR的電壓小于VCC /3，則比較器C?的輸出為0, 可使RS觸發(fā)器置1,使輸出端OUT"。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Ci的輸出為0, C2的輸出為1,

3、 可將RS觸發(fā)器置0,使輸出為0電平。電路圖如下：vcc（2）74LS161 計(jì)數(shù)器vccRST OUTOTSrowGh74LS161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AAA”依次選通Y°-Y：。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'-J-*?U.1ToEM?ENTIRTUALA.B U J :二

4、；$74LS161DVCC5V；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（EJ為高電平，另兩個(gè)選通端E：和Es為低電平 時(shí)，可將地址端（A。、A】、A：）的二進(jìn)制編碼在Y。至Y；對(duì)應(yīng)的輸出端以低電平譯 出。舉例說明：如果AjVA。二001,那么£輸出0,其余輸出1,經(jīng)過取反之后D 為1,其余為0,因此只剩下與丫】相連的指示燈亮，其余燈不亮。因?yàn)橐刂瓢?位指示燈循環(huán)點(diǎn)亮，則需要一系列脈沖序列，使得電平發(fā)生變化。即依次選通Yo-Yt,脈沖從OO

5、O-lllo2200 U3AU2Y55VY374LS138No74LS04N2.5 V、 U3B _o74LS04N2.5 VU3CO74LS04N3d2.5V73E O3E2.5 V3F74LS04N4T<J4A5V_o2.5 VXOX1X2X3X4X5X6X74511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。u7135311 To 匸1? "1426ffi3-2 CD4311 町弓IP：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(cè)。其原理圖如下：共陰

6、 3.8TABCDEFGDP? <!> c5 2> <!s (!> <764219 10 5采用4511七段顯示譯碼器，顯示第兒個(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VCC5V50% R1URLb.C20.1pF1LI VCC5VR9Wv2200 R3 V2200 R4 V'A2200 R5 g2200 R6 rVX J220O 1 a x R7220Q “ R8%JD 比3丁S：9S451

7、1 BP 5VU3AU6o74LS04Nu3B«VH>o"噴嚴(yán)-4>-o74LS04N25 VU274LS138N555 VIRTUAL 74LS161DVCC74LS04N/r.an:2EXC>4啲-LGf-f<u.b廣二乂xoX1X2X3X4X5X6X7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lKHz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)丫。-丫；的選 通，從而實(shí)現(xiàn)上述功能

8、，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)榱魉疅裘看沃挥幸粋€(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Is。電路圖如下：X1OX3YX42.5 V2.5 V2.5 V2.5 VXSC1示波器圖形如下:四騎汲誇XSC1二.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

9、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76LS190,四位二進(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

10、這樣實(shí)現(xiàn):輸入輸岀GBAYOY1Y2Y3HXXHHHHLLLLHHHLLHHLHHLHLHHLHLHHHHHL高電平1_=低電平心任意所以，Y0Y4 口接上非門后可以控制LI、L2、L4、L5。L3=B. L6=瓦，所以將L3直接連在IB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)。(2)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。輸入輸出注Zb CT UfDCPDoSv-及6er1 er1 er1 er10X XX異步并行買數(shù)100t XX XX加法計(jì)數(shù)COfBO=Q；QS1

11、01t XX XX減法計(jì)數(shù)CO BO=QQg1IXXXX XX保持由于要實(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：(00):24秒(01):4秒(10):24秒(11):4秒狀態(tài)1 :東西綠南北紅狀態(tài)2 :東西黃南北紅狀態(tài)3 :東西紅南北綠狀態(tài)4 :東西紅南北黃當(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00000100o電路連接如下：4=$U11Mts+eeeryGND C "D»CJ9A 、CTN；、LOACMD 2GQ» . . . 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 74LS19