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数电 循环彩灯 电路设计

归档日期:07-20       文本归类:置位脉冲      文章编辑:爱尚语录

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  ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ 2010 级电子科学与技术 ※ ※ ※ ※ ※ 数字电子技术课程设计 ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ 数字电子技术课程设计报告书 课题名称 姓 学 名 号 1012501-18 通信与电子工程学院 电子科学与技术 循环彩灯电路设计 院、系、部 专 业 指导教师 2012 年月日 一、设计任务及要求 设计任务 设计一个循环彩灯电路,彩灯按规定顺序点亮 要求 (1) 输入的时钟脉冲设计采用定时器 555 (2) 译码电路采用芯片 74LS138 (3) 彩灯变换顺序为 红—红绿—绿—绿黄—黄—黄红—全亮—全灭—红 (4) 采用 Multisim11.O 软件进行仿真 指导老师签名: 年 月 日 二、指导教师评语: 指导教师签名: 年 月 日 三、成绩 验收盖章 年 月 日 循环彩灯电路设计 1 设计目的 (1)了解数字电路设计的流程与方法; (2)熟悉各电路器件的参数及使用事项; (3)学会使用软件做仿真实验,修改、完善、验证和实现电路的设计方案; (4)掌握循环彩灯电路设计的原理; 2 设计思路 按照设计要求,需要一个脉冲发生器,产生一定频率的不间断的脉冲;彩灯 采用发光二级管, 并有相应的驱动电路;将驱动电路相应二进制代码转换为输出 信号,需要译码器。 3 设计原理及过程 3.1 分析系统的逻辑功能,画出其框图 循环彩灯电路原理框图如下图 1 所示,它由脉冲发生器、驱动电路、译码电 路、显示电路构成。脉冲发生器为驱动电路提供源源不断的脉冲,脉冲电路由计 数器电路组成,译码电路接显示电路,显示彩灯亮灭情况。其中控制电路是系统 主要部分。 计数器 脉 冲 产 生 电 路 控制电路 译 码 器 显 示 电 路 图 1 循环彩灯电路原理框图 3.2 电路设计 1 脉冲发生电路的设计 本实验用 555 定时器产生实验所需脉冲波。根据 555 定时器的功能表可知, 由 555 构成的多谐振荡器,接通电源后,电容 C 被充电,当 V C 上升到 2/3 V CC 时 触发器被复位, 同时发电 BJT 导通, 此时 V 0 为低电压, 电容 C 通过 R 2 和 T 放电, 使 V C 下降。当 V C 下降到 1/3 V CC 时,触发器又被置位,V 0 翻转为高电平。当 C 放 电结束时,T 截止,V CC 将通过 R 1 、 R 2 向电容 C 充电。而当 V C 上升到 2/3 V CC 时, 触发器又周而复始,在输出端就得到一个周期性的方波。电路原理图见下图。 图 2 脉冲产生电路 2 控制电路的设计 该控制电路由三位二进制计数器构成,它由 3 个 D 触发器构成。计数脉冲 CP 加至触发器 U1A 的时钟脉冲输入端,每输入一个计数脉冲,U1A 翻转一 次。U2A、U3A 都以触发器的 Q 端输出作为触发信号,当 Q 0 由 1 变为 0 时 U1A 翻转一次,其余类推。电路图如下 图 3 控制电路 3 译码电路的设计 该译码电路采用芯片 74LS138,芯片引脚图见下图 图 4 74LS138 引脚分布图 74LS138 是 3 线 线译码器, 该译码器有 3 个二进制输入端 A、 B、C,它们有 8 种状态组合,即可译出 8 个输出信号 Y 0 ~ Y 7 ,输出 为低电平有效。此外,还设置了 3 个使能输入端 G1、G2B、G3B, 为电路功能的扩展提供了方便,当 G1=1,且 G2B=G3B=0 时,译码 器处于工作状态。 译码器各状态对应的彩灯状态如下表 表 1 彩灯亮灭状态表(1 为亮 0 为灭) 000 红 绿 黄 1 0 0 001 1 1 0 010 0 1 0 011 0 1 1 100 0 0 1 101 1 0 1 110 1 1 1 111 0 0 0 4 总电路 图 5 总电路图 4 系统调试与仿真 在 multisim 上运行按电路总图组装好的电路图,并观察彩灯和脉冲发生器是 否按照所需要求工作。 图 6 555 定时器输出脉冲 图 7 三位二进制计数器波形 5 主要仪器与设备 555 定时器 74LS138 74LS20 1个 1片 3片 彩灯 300 nF 电容 0.01 uF 电容 6个 1个 1个 100 ? 电阻 60 K ? 电阻 NC7S04 2个 1个 4个 6 设计体会 本次课程设计,加深了我对数字电子技术的认识,提高了我的动手能力,使 我认识到学习该课程中,自己存在的不足。通过这次课程设计,我进一步掌握了 Multisim 的使用方法,并且在设计过程中养成了自己查资料的好习惯,学会了 用科学实际的方法分析问题,解决问题,受益良多。 参考文献 [1] 康华光. 电子技术基础-数字部分(第五版)[M]. 北京:高等教育出版社出版, 2006. [2] 阎石. 数字电路技术(第五版) [M]. 北京:高等教育出版社出版, 2005.

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