数电课程设计-节日彩灯.doc

数字电路课程设计报告（三） 设计题目：节日彩灯课程设计报告 指标要求： 灯的变化要符合人的视觉习惯、体现出节日的快乐气氛，富有变化，具有周期性，彩灯数量不少于八个； 通过计算确定电路参数，变化的周期、时钟频率等； 能进行启动、暂停、复位控制； 采用设计方法 设计大致方案 上图所示，本电路由四个部分组成：时钟发生电路，十进制状态计数器组合电路，译码控制电路，彩灯驱动与显示电路，其工作流程为：时钟发生电路产生时钟脉冲，通过十进制状态计数组合电路实现分频率功能，分频的后的脉冲输入至译码控制电路，彩灯显示电路在译码控制电路的驱动下正确显示当前计数数据。通过控制十进制状态计数电路实现对电路的清零和暂停功能。 电路工作原理分析 器件列表： 74LS192 4片 74LS138 1片 74LS06 1片 数电实验箱 1台 连线 若干 芯片介绍： 74LS192芯片的功能，如下图： 74LS194是一个十进制计数芯片，图中（15）为置数端，P0（15），P1（1），P2（10），P3（9）分别为计数器输入端，在为低电平时，74LS192通过P0（15），P1（1），P2（10），P3（9）置入数据。CD（4）为减计数端，高电平有效。在减记数端有效的情况下进行减法计数。CU（5）为加法计数端，高电平有效。在加法记数端有效的情况下进行加法计数。（12）为非同步进位输出端，在加法计数过程出现 进位就会在进位端输出一个负跳变的进位脉冲。（13）为非同步借位输出端，在减法计数过程出现借位就输出一个负跳变的借位脉冲（12）MR（14）为清零信号，Q0（3），Q1（2）Q2（6），Q3（7）为数据输出端。 74LS138芯片，如下图： 74LS138是一个3-8译码器，它的功能是将具有特定含义的二进制码进行辨别，并转换成控制信号。它具有A（1），B（2），C（3）3个输入端，个输出端和三个使能端，在使能输入端为有效电平时，对应每一组输入代码，只有其中一个输出端为低电平，其余输出端为高电平。74LS138的真值表如下： 输 入 输 出 E3 E2 E1 C B A Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 × H × × × × H H H H H H H H × × H × × × H H H H H H H H L × × × × × H H H H H H H H H L L L L L L H H H H H H H H L L L L H H L H H H H H H H L L L H L H H L H H H H H H L L L H H H H H L H H H H H L L H L L H H H H L H H H H L L H L H H H H H H L H H H L L H H L H H H H H H L H H L L H H H H H H H H H H L 74LS138译码器真值表 74LS06芯片，如下图： 74LS08是一个六反向器，在本设计中取其中一个反向器使用。 （3）设计思想： 根据实验的具体环境，设计中的时钟脉冲信号电路由数电实验箱集成，本实验取的输出脉冲信号大约在1KHZ左右，通过四片十进制度计数器的分频，使其输入到译码部分的时钟频率达到1HZ即每隔离1s输出一个脉冲。计数器组合电路可以采用4片74LS192十进制计数器通过计数实现对输入脉冲的分频。在译码部分采用74LS138译码器，74LS138的译码输出端分别接八个彩灯，74LS138的使能部分接在在逻辑控制电路，清零的功能可以通过逻辑控制电路的清零开关使74LS192的各计数清零信，暂停的功能可以利用74LS08与门功能，让一个输入控制开关与脉冲输入信号相与，当控制开关打到低电平时可以实现屏蔽脉冲输入信号，然后实现暂停的功能。 （3）工作原理分析： 具体的电路设计图如下图示： 电路设计图 图中的脉冲信号由数电实验箱提供1KHZ的时钟脉冲，此时的信号频率为1KHZ，当信号通过u1，在u1的十进制加法分频后从进位输出端输出信号频率变为100HZ，信号进入u2后，u2对其计数，并再次实现十倍分频率。信号通过u2十进制加法分频后从进位输出端输出的信号频率变为10HZ，u3接受此信号进行加法计数，实现分频。信号通过u3十进制加法分频后从进位输出，输出的脉冲信号次时频率变为1HZ，u4对其计数。 在1HZ脉冲的驱动下u4从零