数电课程设计 16路彩灯循环电路

数电课程设计__16路彩灯循环电路

数字电路流水灯的设计与制作任务书

一、设计目的

1、掌握基于数字集成电路芯片的数字系统设计与制作； 2、掌握采用EDA软件绘制电路原理图的技术； 3、熟悉基本的电子系统焊接、加工技术；

4、掌握555定时器、计数器、译码器等芯片的原理与应用技术。 二、设计内容

设计一个基于数字集成电路芯片的流水灯演示系统，采用EDA软件绘制电路原理图，并完成器件选型、焊接，系统调试任务。 三、设计要求

1、 通电后，该流水灯系统的16支发光二极管能从一端至另一端依次亮起，循环进行，形成“流水”效果。

2、 根据要求完成系统设计，确定所需元器件。 3、 采用EDA软件绘制电路原理图。

4、 采用所选器件在通用线路板上安装、焊接、调试，实现所需的功能。 四、设计步骤

1、 实验方案：555多谐振荡器附加电容、电阻产生实验所用脉冲信号，74ls191进行计数，两片74ls138扩展成4-16译码器，将计数器所得结果译码成高低电平，用来驱动LED灯。从而产生循环控制的效果。

多谐振荡器 时序模块 74LS191 计数模块 4线—16线 译码器模块 16个LED 序列模块

2、 实验原理：

① 555多谐振荡器时序模块 NE555器件详释

NE555是属于555系列的计时IC的其中的一种型号，555系列IC的接脚功能及运用都是相容的，只是型号不同的因其价格不同其稳定度、省电、可产生的振荡频率也不大相同；而555是一个用途很广且相当普遍的计时IC，只需少数的电阻和电容，便可产生数位电路所需的各种不同频率之脉波讯号。

图1 NE555内部功能框图

Pin 1 (接地) -地线(或共同接地) ，通常被连接到电路共同接地。

Pin 2 (触发点) -这个脚位是触发NE555使其启动它的时间周期。触发信号上缘电压须大于2/3 VCC，下缘须低于1/3 VCC 。

Pin 3 (输出) -当时间周期开始555的输出输出脚位，移至比电源电压少1.7伏的高电位。周期的结束输出回到O伏左右的低电位。于高电位时的最大输出电流大约200 mA 。 Pin 4 (重置) -一个低逻辑电位送至这个脚位时会重置定时器和使输出回到一个低电位。它通常被接到正电源或忽略不用。

Pin 5 (控制) -这个接脚准许由外部电压改变触发和闸限电压。当计时器经营在稳定或振荡的运作方式下,这输入能用来改变或调整输出频率。

Pin 6 (重置锁定) - Pin 6重置锁定并使输出呈低态。当这个接脚的电压从1/3 VCC电压以下移至2/3 VCC以上时启动这个动作。

Pin 7 (放电) -这个接脚和主要的输出接脚有相同的电流输出能力，当输出为ON时为LOW，对地为低阻抗，当输出为OFF时为HIGH，对地为高阻抗。

Pin 8 (V +) -这是555个计时器IC的正电源电压端。供应电压的范围是+4.5伏特(最小值)至+16伏特(最大值)。

② 74LS191计数模块

74LS191为16进制加减计数器。

图2 用NE555附加电阻电容构成多谐振荡器

图3 74LS191计数器管脚图

74LS191置数端A、B、C、D分别置0。4脚接地，11脚为异步置数控制端，地电平有效，接高电平。14脚接脉冲信号，同555定时器的OUT脚向接。 ③ 4线—16线译码器模块

本实验采用两片74LS138扩展成4—16译码器。74LS138为3线—8线译码器。

图4 74ls138管脚图

A0~A2：地址输入端 STA（E1）：选通端

/STB（/E2）、/STC（/E3）：选通端（低电平有效） /Y0~/Y7：输出端（低电平有效） VCC：电源正 GND：地

A0~A2对应Y0——Y7；A0,A1,A2以二进制形式输入，然后转换成十进制，对应相应Y的序号输出低电平，其他均为高电平；

74LS138工作原理

(1)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。比如：A2A1A0=110时，则Y6输出端输出低电平信号。

(2)利用 E1、E2和E3可级联扩展成 24 线译码器；若外接一个反相器还可级联扩展成 32 线译码器。

(3)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。 (4)可用在8086的译码电路中，扩展内存。

图5 74LS138真值表

74LS138扩展4—16译码器原理

第1片74LS138工作而第2片74LS138禁止工作，将0000～0111这8个代码译成8个低电平信号。第2片74LS138工作，第1片74LS138禁止工作，将1000～1111这8个代码译成8个低电平信号。这样就用两个3线－8线译码器扩展成一个4线－16线的译码器了。

④ LED显示模块

LED灯公共一端或者选择Vcc或者选择Ground，可以达到“亮灯”流水或者“灭灯”流水效果。

整体电路图见下页

五、结果分析

本设计基本完成了课程设计的要求，运行情况良好，性能优良，通电后，16个LED等逐个亮起，形成流水的效果。 六、设计心得

通过本次设计，我对数字电路基础有了更深的理解，对555和计数器等电子元器件有了更深的认识。更为重要的是我在该过程中收货到了良好的实验习惯，如由上而下模块设计，各个击破。 七、元器件清单

八．实验结果截图

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/4sho.html