数电大作业流水灯

综合设计题一.流水灯总体思路8位流水灯始终是一亮七暗的，根据这个特点可以考虑采用74LS138译码器的输出来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。电路原理框图元器件在本电路中的主要功能①555定时器fciIK555定时器在本电路中的作用主要是产生占空比可调的矩形脉冲从而可以改变灯亮时间 ，而且它的振荡周期 为T=fciIK（R1+虫2）C。此处C=.由电路参数可知，当R1为ft10kQ时，灯亮时间为.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ft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VCCZ3。若触发输入端TR的电压小于VCCy3，贝吐匕较器C2的输出为0,可使RS触发器置1，使输出端OUT=1。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C1的输出为0,C2的输出为1,可将RS触发器置0,使输出为0电平。电路图如下：

VCC)Q%C2丰0.讣VCC)Q%C2丰0.讣7却kQ弋Ke尸A「•昶帀初：C14=0.anpF|555_VI②74LS161计数器74LS161计数器在本电路中的作用是产生000-111脉冲控制74LS138的AAiAo,依次选通YY。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IRIUAL.B■IRIUAL.B■■■-6印口•・・-甘S二tIU'-.FLiilAD・■■■-■■■74LS161Dn12VCC5V②74LS138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：①当一个选通端（E）为咼电平，另两个选通端E2和巳为低电平时，可将地址端（AA、A）的二进制编码在Yo至丫7对应的输出端以彳低电平译出。举例说明：如果AA说明：如果AAiA）=001，那么Yi输出0,其余输出1,经过取反之后Yi为1,其余为0,因此只剩下与为0,因此只剩下与Ml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AAA环点亮，则需要一系列脉冲序列，使得AAA电平发生变化。即依次选通丫0-丫7,脉冲从000-111。U3A74LS04N o脉冲从000-111。U3A74LS04N o2.5VU3BXOX1U274L3138N宦①474L504M Z-5VU3C_3Eo_Y2.5V3F£59X?X3X574LS04N2.5V-OU274L3138N宦①474L504M Z-5VU3C_3Eo_Y2.5V3F£59X?X3X574LS04N2.5V-O74^^^4HJ4A2-5X7（④4511芯片驱动器种常用的七段数码管译码器驱动器，使输入的二主要驱动共阴数码管，其引脚图如下图4511种常用的七段数码管译码器驱动器，使输入的二主要驱动共阴数码管，其引脚图如下图进制数在数码管上以十进制数显示,所示。VDAOADHOBDCOC»D□EOF<K17sacwjii3>二眇直?13亘TT9174J

（劝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：共阴米用4511七段显示译码器，a,b,c,d,e,f,g, 分别接数码管的O米用4511七段显示译码器，a,b,c,d,e,f,g, 分别接数码管的O占占O64 ? 91011=匚显示第几个灯在闪烁，信号从AoAAA输入,ABCDEFGI接数码管和4511还需要限流电阻220数码管驱动电路如下整体电路仿真及结果分析①电路仿真

11USRB—92QQft?-W-—血aR4-^vw—3200flS-W—22DQHEvcc\vccSViRZMOhDr*1罰疔Cl-I =001pF丄郭U1T4L51«1D丄胡211USRB—92QQft?-W-—血aR4-^vw—3200flS-W—22DQHEvcc\vccSViRZMOhDr*1罰疔Cl-I =001pF丄郭U1T4L51«1D丄胡274LS11BNSV+51IBP5Vin7ilS画2200沏LMo「严屮 0r4LS04l,2.iV代U-« ___T-~02=5W130AXIKSX«X7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:•逻辑分他-X31时间砂｝27tWm33(M)Dm 39WOm 45.000mSl.WOm&7(KH)m-j'l厲IHJII心11n5K,'3h②结果分析Y0-Y7输出波形如上图所示，由于丫0-丫7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1KHZ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7的选通,从而实现上述功能，每个灯亮的时间为。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。

1s。所以还可以考虑用74LS1941s。示波器图形如下:示波器图形如下: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。总体思路电路有四个状态：东西绿南北红-东西黄南北红-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。使用元件十进制加减计数器76LS190,四位二进制计数器74LS163,2—4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①74LS163四位二进制计数器 5UVCG・・•LUI'j.a-Ilk*GNDL匚AUA必GA3cD这里采用74LS163构成模4计数器，状态由00-01-10（东西绿）（东西黄）（东西红）（南北绿）（南北黄）（南北红）11循环。L1L2L3L4L5L6当00时亮，其他状态时不亮。当01时亮，其他状态时不亮。当10、11时亮，00、01时不亮。当10时亮，其他状态时不亮。当11时亮，其他状态时不亮。当00、01时亮，10、11时不亮。电路可以这样实现:2.5G B A YO nY2 ¥3H X X H HH HL L L L l-lH MLLHHLH HL H L H HL HL H H H HH L蒿电平L引氐电干冥兰任官所以，Y0~Y4口接上非门后可以控制L1、L2、L4、L5。L3=B,L6=B，所以将L3直接连在1B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。②74LS190十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Td 卫—ODqTe汁G严Q严0 XX y血小必型I岛 凸由型1 0 0 tZXXX加法计数1 0 L tXXXX減法计数1 I X :XXXXX保 持昇歩并行S数24秒4秒24秒4秒(00)(01)(10)(11)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74LS19Q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：状态1:东西绿南北红状态224秒4秒24秒4秒(00)(01)(10)(11)IMIM亠，'汗，沁.讥-JR ' ■ ■■g 1 ・■-.iZTiH-L-~-rALf--F・n-■V-TK-U11eE>-:他5吨::ICT；匸：…..—Y■'I；'EM.—Y■'I；PW•-I'CZ-.>C^K-，…，七GND 当QA~Q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00000000时，立即转化状态，并且通过一个非门使两片 74LS190立即置数，转入下一个转态的倒计时。…U^.-.7+L；3O：4P：/uianA<LSa4Q'□CD…U^.-.7+L；3O：4P：/uianA<LSa4Q'□CD-》"12DC4.整体电路仿真及结果分析govccSVLK[®U1XI▼AXibillUSAUlA卜皿勺74LSUDnuwp-4：＞^T4LSM0KJ VJ XE XG舟lit1.5'jkLsCa.svmAgovccSVLK[®U1XI▼AXibillUSAUlA卜皿勺74LSUDnuwp-4：＞^T4LSM0KJ