八位流水灯设计报告

第.主要元器件介绍5.174LS13874LS138为3线－8线译码器，其工作原理如下：当一个选通端（E1）为高电平，另两个选通端（E2)和(E3)为低电平时，可将地址端（A0、A1、A2）的二进制编码在Y0至Y7对应的输出端以低电平译出。若将选通端中的一个作为数据输入端时，74LS138还可作数据分配器。5.274LS16174LS161是常用的四位二进制可预置的同步加法计数器。当清零端CR=“0”，计数器输出Q3、Q2、Q1、Q0立即为全“0”，这个时候为异步复位功能。当CR=“1”且LD=“0”时，在CP信号上升沿作用后，74LS161输出端Q3、Q2、Q1、Q0的状态分别与并行数据输入端D3，D2，D1，D0的状态一样，为同步置数功能。而只有当CR=LD=EP=ET=“1”、CP脉冲上升沿作用后，计数器加1。74LS161还有一个进位输出端CO，其逻辑关系是CO=Q0·Q1·Q2·Q3·CET。合理应用计数器的清零功能和置数功能，一片74LS161可以组成16进制以下的任意进制分频器。5.3555定时器555定时器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C1的同相输入端的电压为2VCC/3，C2的反相输入端的电压为VCC/3。若触发输入端TR的电压小于VCC/3，则比较器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。5.445114511芯片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。6.电路设计及计算总的设计思想：电路分模块进行，最后再整合。6.1发光二极管电路设计所选取的红色发光二极管，导通压降为1.5-2V，取1.5V计算，导通电流为2-5mA,如图所示，最大R=(VCC-1.5)/2=1.75kΩ,最小R=（VCC-2）/5=700Ω,但做实际电路时限流电阻取470Ω电阻，所以仿真及原理图绘制时都选取的470Ω。数码管限流电阻选择220Ω.6.274LS138译码电路，在A2A1A0手动控制高低电平测试灯的亮灭是否符合要求，如图所示，测试的是000信号和011信号6.3000-111脉冲序列设计采用反馈置数法，产生000-111脉冲序号，时钟脉冲外部接入，原理图如图所示6.4矩形波发生器利用555定时器构成多谐振荡电路，由RC电路充放电公式计算得：T1=0.7（R1+R2）C,T2=0.7R2T=T1+T2.通过计算可得到一定频率，一定占空比的方波信号，此处C=0.1μF,如右图所示6.5数码管显示电路采用4511七段显示译码器，显示第几个灯在闪烁，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7.电路仿真及结果分析7.1电路仿真7.2仿真结果分析Y0-Y7输出波形如上图所示，由于Y0-Y7高低电平的变化，所以LED灯会闪烁变化，但必须脉冲频率在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Y0-Y7的选通，从而实现上述功能。8.protel电路图9.PCB图9.1Toplaer层9.2Bottomlayer层9.3双层10.硬件电路参数测试输入电压（V）输入电流（mA）5.00~5.0137.9~39.111．总结这学期的电子设计课让我感受很深刻，从虚拟平台到实物都有涉及，不仅让我学到了Multisim和Protel的使用，还让我体会到焊接也是一门技术，提高了我的动手能力。仿真时让我了解到这一种设计思想是否可行，还能更直观的看出一些电压电流参数，但是，当我做硬件时，遇到了不少的问题，首先我搭建第一个模块，即74LS138选通LED灯，手动置地置高来验证这一模块是否完成，在焊接每一根线时，都用万用表短路档测试导线是否连通，第二步焊接74LS161模块，先用实验室的函数发生器手动植入脉冲，调节成功，最后是矩形波发生器的设计，利用555定时器设计矩形波，这一部分让我感受到了仿真与硬件完全不同，仿真时可调电阻50kΩ，电容0.1μF就够了，但是当我这样接上时，LED灯全部闪，且全部亮着，看不到循环流动，知道阻容参数选错了，频率太高了。所以想计算1Hz的频率，开始用0.1μF电容计算：T=0.7（R1+2R2）C=1s，代人C得，R1+2R2=1