基于Multisim的灯光循环显示电路教程.doc

第  PAGE 12 页 电子课程设计报告 题 目：基于Multisim的灯光循环显示电路 课 程： 学生姓名： xxxx 学生学号： xxxxxxxxxx 年 级： 20xx 专 业： 自动化 班 级： 1 班 指导教师： xxxxxxx 机械与电气工程学院制 2015年3月 基于Multisim的灯光循环显示电路 学生：xxx 指导教师：xxx 机械与电气工程学院 自动化专业 1 课程设计的任务与要求 1. 掌握计数、译码[1]、显示驱动电路[2]的设计与调试方法。 2. 根据不同的要求实现不同的输出。 2 设计的原理及方案制定 2.1课程设计的原理 根据灯光显示状态转化为数字信号，可表示为000→001→010→100→111→100→010→001→000这样一个七进制循环。将74LS160计数器改造成000→001→010→011→100→101→110→111→000的七进制循环计数器，再将计数器的输出状态用74LS138译码器转换成八个输出状态，将该输出状态通过逻辑运算转化成具有三个输出状态的且与灯光显示状态一一对应的状态信号。三个彩灯红、绿、黄循环显示[3]。彩灯显示的状态表如表所示。 表1 彩灯显示状态表 CLKBRＹ００００１００１２０１循 环 显 示 ０３１００４１１１５１００６０１０７００１ 2.2课程设计方案制定 根据彩灯显示的状态表分析，该电路由计数器、显示译码模块、显示驱动电路构成。计数器实现000~111状态的输出，显示译码模块把计数器的输出转换成彩灯显示状态，由发光二极管显示输出。彩灯显示电路框图如图1所示。 计 数 器 显示译码模块 彩灯显示 图1 彩灯显示电路框图 3 设计方案实施 3.1.1 集成555定时器多谐振荡器? 555定时器[4] [5]多谐振荡器[6] 是能产生矩形波的一种自激振荡器电路，由于矩形波中除基波外还含有丰富的高次谐波，故称为多谐振荡器。多谐振荡器没有??态，只有两个暂稳态，在自身因素的作用下，电路就在两个暂稳态之间来回转换。多谐振荡器是能产生矩形波的一种自激振荡器电路，由于矩形波中除基波外还含有丰富的高次谐波，故 称为多谐振荡器。多谐振荡器没有稳态，只有两个暂稳态，在自身因素的作用下，电路就在两个暂稳态之 间来回转换，故又称它为无稳态电路。 　　由555定时器构成的多谐振荡器如图2所示，R1，R2和C是外接定时元件，电路中将高电平触发端和低电平触发端并接后接到R2和C的连接处，将放电端接到R1，R2的连接处。 　　由于接通电源瞬间，电容C来不及充电，电容器两端电压uc为低电平，小于（1/3）Vcc，故高电平触发 端与低电平触发端均为低电平，输出uo为高电平，放电管VT截止。这时，电源经R1，R2对电容C充电，使 电压uc按指数规律上升，当uc上升到（2/3）Vcc时，输出uo为低电平，放电管VT导通，把uc从（1/3）Vcc 上升到（2/3）Vcc这段时间内电路的状态称为第一暂稳态，其维持时间TPH的长短与电容的充电时间有关 。充电时间常数T充=（R1＋R2）C。 　　由于放电管VT导通，电容C通过电阻R2和放电管放电，电路进人第二暂稳态.其维持时间TPL的长短与电 容的放电时间有关，放电时间常数T放＝R2C0随着C的放电，uc下降，当uc下降到（1/3）Vcc时，输出uo。 为高电平，放电管VT截止，Vcc再次对电容c充电，电路又翻转到第一暂稳态。不难理解，接通电源后，电 路就在两个暂稳态之间来回翻转，则输出可得矩形波。电路一旦起振后，uc电压总是在（1/3～2/3）Vcc 之间变化。 图2多谐振荡器电路图 如图2所示，R1，R2，和C是外接定时元件，电路中将高电平触发端（THR引脚）和低电平的触发端（TRI）引脚并接后到R2和C的连接处，将放电端（DIS脚）接到R1，R2的连接处。根据555振荡器周期公式T=（R1+2R2）*C*Ln2,由图2中所示的各个元器件的参数，可以求出周期T=（28860+57720*2)*0.00001*0.7=1.0101s ，占空比=周期内高电平所占时间/周期=（R1+R2）*C*Ln2/T=0.6 由多谐振荡器产生的暂稳态电路的波形如图3