课程设计多功能流水灯.doc

数字电子课程设计 ——多功能流水灯 学院：电子信息工程系 专业、班级：自动化132602班 目 录 一、设计任务与要求 2 二、总体框图 2 三、选择器件： 3 四、功能模块 12 五、总体设计电路图： 15 六．课程设计心得体会 16 七、出现的问题 16 八、参考文献 17 多功能流水灯 一、设计任务与要求 要求彩灯有单向流水效果。 彩灯的流向可以改变。可以正向流水，也可以逆向流水。灯流动的方向可以手控，也可以自控，自控往返变换时间为5秒钟。 彩灯可以间歇流动，10秒钟间歇一次，间歇时间为一秒。 4. 彩灯的流速以人眼看清为准。 二、总体框图 （一）设计思路： 彩灯流水控制电路，其主要部分是实现定时功能，即在预定的时间到来时，产生一个控制信号来控制彩灯的流向,间歇等,可利用中规模集成器件可逆计数器和译码器来实现正,逆流水功能,利用组合电路实现自控,手控方向控制等. 利用555定时器组成一个多谐振荡器，发出连续脉冲，作为计数器的时钟脉冲源。彩灯流向可以改变，应该选用加减计数器，但考虑到加减计数器无法实现时间间歇，所以不考虑。计数器的输出接寄存器以实现流水的效果。如图（1－1）所示： 图（1－1）：多功能流水灯总体框图 用74LS161N芯片16进制同步计数器及非门、四输入与门实现8个彩灯间歇1秒的功能，用74LS194N双向移位寄存器。来实现正向逆向流水的功效。 三、选择器件 器件名称 数量 功能说明 74LS161 一片 计数器 数码显示管 一个 显示74LS161N的输出结果 555定时器 一片 构成多谐振荡器 74LS04 五片 非门 74LS20 一片 双四输入与非门 灯泡 九个 显示输出信号 D触发器 一个 反转信号 (一)555定时器 （1）555内部简介：国产双极型定时器CB555电路结构图。它是由比较器C1和C2，基本RS触发器和集电极开路的放电三极管TD三部分组成。 VH是比较器C1的输入端V12是比较器C2的输入端。C1和C2的参考电压VR1和VR2由VCC经三个五千欧电阻分压给出。在控制电压输入端VCO悬空时，VR1=2/3VCC,VR2=1/3VCC。如果VCO外接固定电压，则VR1=VCO,VR2=1/2VCO. RD是置零输入端。只要在RD端加上低电平，输出端v0便立即被置成低电平，不受其他输入端状态的影响。正常工作时必须使RD处于高电平。图(1－2)中的数码1—8为器件引脚的编号。 图 （1－2） 555定时器逻辑符号 555定时器是一种中规模集成电路，只要在外部配上适当阻容元件，就可以方便地构成脉冲产生和整形电路。 图 （1－3） 555定时器内部结构图 (2) 基本功能 当时，，输出电压为低电平，VT饱和导通。 当时，时，时，C1输出低电平，C2输出高电平，，Q＝0，，饱和导通。 当、、时，C1、C2输出均为高电平，基本RS触发器保持原来状态不变，因此、VT也保持原来状态不变。 当、、时，C1输出高电平，C2输出低电平，，Q＝1，，VT截止。 555定时器功能表 输 入 输 出 阈值输入(vI1) 触发输入(vI2) 复位() 输出() 放电管T × × 0 0 导通 1 1 截止 1 0 导通 1 不变 不变 555定时器输入是A，输出是Y，6个相互独立倒相。供电电压5V，电压范围在4.75~5.25V内可以正常工作。门数6，每门输入输出均为TTL电平（0.8V低电平 ?2v高电平）,低电平输出电流-0.4mA,高电平输出电流8mA 图1-11：74LS04的内部结构 表（4）：74LS04功能表 图1-12：74LS04的逻辑符号 图1-13：74LS04的管脚图 （三） 74LS20 为双四输入与非门，其逻辑符号，逻辑功能表，管脚图，内部原理图如下图：74LS20是常用的双4输入与非门集成电路，常用在