数电大作业流水灯

1、数电大作业流水灯标准化文件发布号：（9456EUATVKMWUB-WUNN4NNULDDQTYKII综合设计题一流水灯1 总体思路8位流水灯始终是一亮七暗的，根据这个特点可以考虑釆用74LS138译码 器的输出來实现流水灯的循环电路。同时，还可以用74LS161四位二进制计数 器来控制74LS138的输入端，从而实现对灯亮灭的控制2 使用元件3-8译码器74LS138,四位二进制计数器74LS161, 555定时器，七段数码管 译码器驱动器4511芯片，数码管，电容，电阻，非门若干。3 电路原理框图154 元器件在本电路中的主要功能555定时器555定时器在本电路中的作用主要是产生占空比可调的

2、矩形脉冲从而可以改变灯亮时间，而且它的振荡周期为T=0.7(R1+2R2)Co此处C=0.1uF.由电路参数可知，当R1为10kQ时，灯亮时间为0.0014s.它的功能主 要由两个比较器决定。两个比较器的输出电压控 制RS触发器和放电管的状态。在电源与地之间加 上电压，当5脚悬空时，则电压比较器Ci的同相 输入端的电压为2VCC/3, C2的反相输入端的电压为VCC /3o若触发输入端TR的电压小于VCC /3，则比较器C?的输出为0, 可使RS触发器置1,使输出端OUT"。如果阈值输入端TH的电压大于2VCC/3,同时TR端的电压大于VCC/3,则Ci的输出为0, C2的输出为1,

3、 可将RS触发器置0,使输出为0电平。电路图如下：vcc（2）74LS161 计数器vccRST OUTOTSrowGh74LS161计数器在本电路中的作用是产生000-111脉冲控制74LS138的AAA”依次选通Y°-Y：。产生脉冲序列也可以用74LS191是 四位二进制同步加/减计数器，与74LS161相比，它能够实现减计数， 此处只需要求产生脉冲序列，而且74LS161是常用的计数器，所以选 择74LS161产生脉冲序列。所以采用反馈置数法，产生000-111脉冲序号，时钟脉冲外部接入，原理图如下图所示'-J-*?U.1ToEM?ENTIRTUALA.B U J :二

4、；$74LS161DVCC5V；74LS138译码器74LS138译码器在本电路中的作用主要是选通指示灯发光。它的输出端为 一个低电平，经过取反之后可以得到一个高电平，从而控制灯的亮灭。它的工 作原理是：当一个选通端（EJ为高电平，另两个选通端E：和Es为低电平 时，可将地址端（A。、A】、A：）的二进制编码在Y。至Y；对应的输出端以低电平译 出。举例说明：如果AjVA。二001,那么£输出0,其余输出1,经过取反之后D 为1,其余为0,因此只剩下与丫】相连的指示灯亮，其余灯不亮。因为要控制八 位指示灯循环点亮，则需要一系列脉冲序列，使得电平发生变化。即依次选通Yo-Yt,脉冲从OO

5、O-lllo2200 U3AU2Y55VY374LS138No74LS04N2.5 V、 U3B _o74LS04N2.5 VU3CO74LS04N3d2.5V73E O3E2.5 V3F74LS04N4T<J4A5V_o2.5 VXOX1X2X3X4X5X6X74511芯片驱动器4511芯片驱动器是一种常用的七段数码管译码器驱动器.使输入的二 进制数在数码管上以十进制数显示，主要驱动共阴数码管，其引脚图如下 图所示。u7135311 To 匸1? "1426ffi3-2 CD4311 町弓IP：共阴极数码管在本电路中的作用主要是显示目前是几号灯亮，便于观测。其原理图如下：共阴

6、 3.8TABCDEFGDP? <!> c5 2> <!s (!> <764219 10 5采用4511七段显示译码器，显示第儿个灯在闪烁,信号从A0A1A2A3输入,a, b, c, d, e, f, g,分别接数码管的ABCDEFG,连接数码管和4511还需要限流电阻220数码管驱动电路如下5整体电路仿真及结果分析电路仿真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"噴严-4>-o74LS04N25 VU274LS138N555 VIRTUAL 74LS161DVCC74LS04N/r.an:2EXC>4啲-LGf-f<u.b广二乂xoX1X2X3X4X5X6X7用逻辑分析仪对译码器输出端进行高低电平显示，得到以下结果:结果分析Y0-Y7输出波形如上图所示，由于Y0-Y7高低电平的变化，所以指 示灯会闪烁变化，但必须脉冲频率最好在lKHz以下，以便人眼能够识别，计数器产生000-111脉冲输入74LS138的输入端，实现丫。-丫；的选 通，从而实现上述功能

8、，每个灯亮的时间为0.014s。6.不同的思路的流水灯电路因为流水灯每次只有一个灯亮，且亮灯的方向是逐步移动有规律 的。所以还可以考虑用74LS194移位寄存器來实现，每个灯亮的时间 为Is。电路图如下：X1OX3YX42.5 V2.5 V2.5 V2.5 VXSC1示波器图形如下:四騎汲誇XSC1二.交通灯控制器本电路设计一个十字路口交通灯控制电路.东西方向车道和南北方向车道两条交叉掉路上的车辆交替运行，每次通行的时间设置为24秒。在绿 灯转为红灯时，要求黄灯先亮4秒钟，才能变换运行车道。可用LED模拟 交通灯。用倒计时时显示每个状态的时间。1. 总体思路电路有四个状态：东西绿南北红东西黄南

9、北红东西红南北绿东西红南北黄，一共有四个状态循环，所以可以先用一个模4计数器来转 换这四个状态。2. 使用元件十进制加减计数器76LS190,四位二进制计数器74LS163, 24译码器 74LS139,数码管若干，少量的或非门，与非门和非门电路。3. 各个单元电路的功能与分析74LS163四位二进制计数器L1 （东西绿）:当00时亮其他状态时不亮。L2 （东西黄）:当01时亮其他状态时不亮。L3 （东西红）:当10、11时亮，00、01时不亮。L4 （南北绿）:当10时亮其他状态时不亮。L5 （南北黄）:当11时亮其他状态时不亮。L6 (南北红)：当00、01时亮，10、11时不亮。电路可以

10、这样实现:输入输岀GBAYOY1Y2Y3HXXHHHHLLLLHHHLLHHLHHLHLHHLHLHHHHHL高电平1_=低电平心任意所以，Y0Y4 口接上非门后可以控制LI、L2、L4、L5。L3=B. L6=瓦，所以将L3直接连在IB端，将1A端加非门与L6相连。 通过这样的连接便可以实现这四个状态的循环。(2)74LS190十进制加减计数器由于要实现倒计时显示，所以可以采用两片74LS190该芯片是十进制加减法计数器。通过网络找出一下功能表。输入输出注Zb CT UfDCPDoSv-及6er1 er1 er1 er10X XX异步并行買数100t XX XX加法计数COfBO=Q；QS1

11、01t XX XX减法计数CO BO=QQg1IXXXX XX保持由于要实现倒计时，所以U/D端输入高电平，此时计数器进行减计数。用两片74LS190,通过RC端进行异步级联，由于红灯28秒，黄灯4秒，绿灯24秒，所以各状态及持续时间如下：(00):24秒(01):4秒(10):24秒(11):4秒状态1 :东西绿南北红状态2 :东西黄南北红状态3 :东西红南北绿状态4 :东西红南北黄当状态转变时，给计数器置数即可。两片计数器一个作为十位，一个作为个位。“24”相当于给计数器置0010 0100, “4”相当于给计数器置00000100o电路连接如下：4=$U11Mts+eeeryGND C "D»CJ9A 、CTN；、LOACMD 2GQ» . . . 当QAQD全为0的时候，Rc端输出0,两个计数器的Rc端连在一个或非 门上，当为全0时，或非门输入1,将这个输出连接到74LS163的时钟 端，即倒计时到0000 0000时，立即转化状态，并且通过一个非门使两片 74LS19