电子技术试验四路彩灯

1、电子技术实验四路彩灯显示电路设计报告年级学院：2014级工程学院专业班级：电气类1班姓名：周文青学号：201430280129指导老师：薛秀云目录1、 课程设计内容与要求分析1.1 实验目的31.2 实验内容32、 设计总思路2.1 基本原理32.2 实验流程图3三、模块化设计3.1 555时基电路3.1.1 555芯片结构及引脚图33.1.2 555引脚功能表43.1.3 555构成多谐振荡器43.1.4 多谐振荡器参数计算53.2 74LS161脉冲分频电路3.2.1 74LS161芯片结构及引脚图53.2.2 74LS161功能表63.2.3 74LS161组成分频电路63.2.4 74

2、LS161组成12进制循环计数器63.3 74LS194时间控制电路3.3.1 74LS194芯片结构及引脚图733274LS194功能表833374LS194组成时间控制电路8四、全局电路设计4.1 电路功能表94.2 基于Multisiml4.0的全局电路仿真10五、电路调试及仿真结果分析5.1 电路调试的仪器105.2 电路故障及分析1.1 .1彩灯无法点亮10522彩灯闪烁功能缺失115.23 彩灯无规律闪烁11六、课程设计总结11七、参考文献11八、附录：元器件清单12一、课程设计内容与要求分析1.1 实验目的：1、 了解电子电路设计的过程2、 掌握电子线路的调试方法3、 系统掌握时

3、序电路的设计与调优1.2 实验内容：要求开机后彩灯按四个节拍循环工作1、 Qi、Cb、Q3、5依次为1，相应灯依次亮，间隔为1秒2、 5、Q3、Q2>Q1依次为0，相应灯依次灭，间隔为1秒3、 Qi、Q2>Q3、5同时为1,四灯同时亮，间隔为0.5秒4、 Ch、Ch、Q3、Q4同时为0，四灯同时灭，间隔为0.5秒5、 第（3）和（4）过程重复，共4秒。完成一个循环需要12秒。二、设计总思路2.1、 基本原理：由实验要求可知该四路彩灯的状态可以合并为3个节拍，其中脉冲信号由555构成的多谐振荡器产生，3个节拍12秒循环显示可以用74LS161思维二进制加计数器控制区或五五产生反馈清零

4、的效果；而灯依次亮，依次灭和同时亮同时灭的显示电路可由芯片74LS194双向移位寄存器构成的电路产生，通过控制由和可实现右移、左移和送数，通过控制K控制清零2.2、 实验流程图555多谐振荡器74LS161分频电路74LS194显示电路三、模块化设计3.T、555时基电路2.2.1 555芯片结构及引脚图2.2.2 555引脚功能表引脚功能1GND（地）接地，作为低电平（0V）2TRIG（触发）当此引脚电压降至1/3%（或由控制端决定的阈值电压）时输出端给出高电平。3OUT（输出）输出高电平（+%）或低电平。4RST（复位）当此引脚接高电平时定时器工作，当此引脚接地时芯片复位，输出低电平。5C

5、TRL（控制）控制芯片的间值电压。（当此管脚接空时默认两阈值电压为1/3%与2/3%）.6THR（阈值）当此引脚电压升至2/3Kc（或由控制端决定的阈值电压）时输出端给出低电平。7DIS（放电）内接三J,用于给电容放电.8也左（供电）提供高电平并给芯片供电。3.13555构成多谐振荡器3.1.4多谐振荡器参数计算多谐振荡器输出高电平的时间：口=ln(3(RA+Rs)C输出低电平的时间：t2=皿2)肝振荡周期：T=tj+t2=ln(Z3(RA+2RgX?在这个实验中需要用到1Hz和2Hz的频率源,就选择4Hz作为时基电路的产生频率，由f=-T可得到频率f和Ra、/、C的关系，这里选择的元件参数是

6、RA=2kNRe=10kW的电位器,调至72kW,电容C=22uF.3.274LS161脉冲分频电路3.2.174LS161芯片结构及引脚图OUTPUTS_A_RIPPLECARRYLVCCOUTPUTQaENABLE08ocQdtLOADPVDATAINPUTSPEParallelEnable(ActiveLOW)InputP0-P3ParallelInputsCEPCountEnableParallelInputCETCountEnableTrickleInputCPClock(ActiveHIGHGoingEdge)InputMRMasterReset(ActiveLOW)InputSR

7、SynchronousReset(ActiveLOW)InputQ0-Q3ParallelOutputs(Noteb)TCTerminalCountOutput(Noteb)32274LS161功能表FUNCTIONTABLEInputsOutputsFunctionResetLoadEnablePEnableTClockQ0QlQ2Q3LXXXXLLLLResetto"0”HLXX_rPOPlP2P3PresetDataHHXL_rNochangeNocountHHLX_rNochangeNocountHHHH_rCountupCountHXXX-LNochangeNocountX

8、=don'lcarePO.P1,P2,P3=logiclevelofDatainputsRippleCarry*Out=EnableTQOQIQ2Q332374LS161组成分频电路-TU.11XLA1012345-3456789111111RF1牛覆6IFfe0.000m20.000m40.000m60.000m80.Mjinniuuwuuiniwiiuinjuiniwuuuwuwifui：jmJrmrLrLTLhJVLrLnJuutrLnJinTTJJ-LJ-Lr_LJ-LJnJ-LnLJLJ:3.2.474L5161组成12进制循环计数器U54-LOADC*CLR->CLK

9、10Hz74LS161D3.374LS194时间控制电路74LS194芯片结构及引脚图3.3.1ourpUTSPARALLELINPUTSRIGHTSERIALPUTLEFTSERIALINPUTPINDESCRIPTIONPINNoSYMBOLNAMEANDFUNCTION1CLEARAsynchronousResetInput(ActiveLOW)2SRSerialDataInput(ShiftRight)3,4,5,6AtoDParallelDataInput7SLSerialDataInput(ShiftLeft)9,10SO,S1ModeControlInputs11CLOCKClo

10、ckInput(LOWtoHIGHEdge-triggered)15,14,13,12QAtoQDParalleOutputs8GNDGround(0V)16VccPositiveSupplyVoltage33274LS194功能表FunctionTableInputsOutputsClearModeClockSerialParallelQaqbQcQdS1SOLeftRightABCDLXXXXXXXXXLLLLHXXLXXXXXXQaoQboQcoQdoHHHTXXabcdabcdHLHTXHXXXXHQmQenQcnHLHTXLXXXXLQatiQBnQcnHHLTHXXXXXQenQc

11、nQDnHHHLTLXXXXXQbhQcnQDnLHLLXXXXXXXQaoQboQcoQdoHHIGHLevel(steadystate)LLOWLevel(steadystate)X-Don'tCare(anyinput,includingtransitions)TTransitionfromLOW-lo-HIGHlevela.b.c.d«ThelevelofsteadystateinputatinputsA.B.CorD.respectively.Qao*Qbo.Qco.OdoThelevelofOa.Qb<Qc-orQq.respectively,beforet

12、heIndicatedsteadystateinputconditionswereestablished.Qah.Qen.Qca.Qon=ThelevelofQa.Qb-Qc-respectively,beforethemost-recentTtransitionofthedock.时序图:_n_rLrLn_n_rLn_rLrLnTLFLnj"Lnnj"Lr33374LS194组成时间控制电路74LS194D5.0VVCCX1X2X3X42.5VXLAl上名O1二3456:11CI34S67891111111x0.0002.0004.000e.oco四、全局电路设计4.1电

13、路功能表CLK时间/s节拍QdQSoS1QoQ1q3Sr74LS194动作01Hz脉冲B1第拍001010001右移112001011002300101110340010111145第二节拍010111100左移056010110006701011000780101000082Hz脉冲A9第三节拍10111111送1清零910110000101010111111111011000012111011111113101100001412101111111510110000由功能表写出相应的逻辑表达式:So=qSi=Q+Qd74LS194的玩与端：0nA74LS194的CLK端：QA+R+B注意：上

14、面式子中A,B是74LS161分频电路的A,B输出端，8,QD是74LS161组成的12进制循环计数电路的C、D输出端4.2基石Multisiml4.0的全局也路仿真五、电路调试及仿真结果分析5.1 电路调试的仪器数字万用表，直流稳压电源，示波器，函数信号发生器5.2 电路故障及分析5.2.1 彩灯无法点亮检查时基电路有没有正确产生相应的频率，元件参数是否调制正确：检查芯片电源是否接通，否则芯片无法工作C5.2.2 彩灯闪烁功能缺失在调试中发现彩灯的左移功能没有实现，经过排查发现芯片74LS194的Sr和Sl的连接发生错误，由74LS194的功能表可以看出要Sl接低电平，Sr接高电平才能实现右

15、移逐渐点亮彩灯，左移逐渐熄灭彩灯的效果5.2.3 彩灯无规律闪烁检查芯片74LLS194的CLK五五端口是否正确连接上逻辑元件，不然有可能造成时序上的错乱从而没有预想效果。六、课程设计总结设计电路最重要的是思路要清晰，一旦有了自己的思路就应该有层次有条理的探索下去，只要坚持自己的观点和判断，就一定能实现，即便最后发现走进了死胡同，但是探索设想与求证的过程却是通往另一条道路必不可少的环节。在完成这次设计的过程中，我也有参考相关的设计课题，甚至还花了很长的时间去弄清楚别人的设计，以至于后来被束缚住，对自己的设计没有了头绪。学习吸收别人的长处是应该的，但是不能完全沉浸进去，要有自己的思路和观点,并且

16、努力去实现。在完成设计的过程中自己不断解决了一个个的难题，要通向最后的成功，绝不会一蹴而就，做事要踏实，实事求是，不能好高鹫远。在电路接线过程中，也出现了很多问题，问题多并不可怕，可怕的是在反复的受挫中没有革新，不能改进自己的方法和思路。在连线中遇到了连线后没得到想要的结果。但是在一步一步的查线、查芯片后，终于实现想要的结果。通过这次课程设计，我对电子技术中的诸多知识有了更深层次的理解，也初步学会了如何将理论知识有机地与实际结合加以运用。这是一次受益匪浅的电子课程设计实验。七、参考文献1、康华光主编,电子技术基础（第四版）.北京：高等教育出版社，19982、阎石主编.数字电子技术基础（第四版）.北京：高等教育出版社，19983、童诗白主编.模拟电子技术基础。第2版.北京：高等教育出版社，19984、欧阳星明主编.数字逻辑。第二版。武汉：华中科技大学出版社，20055、白静.数字电路与逻辑设计西安电子科技大学出版社，2009.6、中文维基百科7、百度文库八、元器件清单名称数量74LS194芯片174LS161芯片2555芯片174LS32或门174LS04非门174LS00与