流水灯实验报告_6.doc

华北科技学院课程设计 第 PAGE 4 页 共 NUMPAGES 17 页 目录 TOC \o 1-2 \h \z \u 1．设计说明和要求及目的 2 1.1简要说明 3 1.2任务和要求 3 1.3目的 3 2.系统方案 3 2.1原理框图 3 3. 电路设计计算与分析 5 3.1 555定时器的设计 5 3.2计数器的设计 6 3.3三进制循环计数器的设计 9 3.4数据选择器的设计 10 3.5开关清零的设计 12 3.6数码显示的设计 13 3.7总体电路的设计 13 4.电路计计算与分析 15 5.总结及心得 16 6．附录 16 7．参考文献 17 1．设计说明和要求及目的 1.1简要说明 利用控制电路可使彩灯按一定规律不断改变状态，不仅可获得良好的观赏效果，而且可以省电。 1.2任务和要求 （1）以LED数码管作为控制器的显示器件，他能自动地依次显示出数字0、1、2、3、4、5、6、7、8、9（自然数列），1、3、5、7、9（奇数列）和0、2、4、6、8（偶数列），然后又依次显示出自然数列、奇数列和偶数列，如此周而复始，不断循环。 （2）打开电源时控制器可自动清零，从电源接通时刻起，数码管最先显示自然数列，然后按规律循环。 （3）每个数字的一次显示时间基本相等，这个时间在0.5S到2S范围内连续可调。 （4）写设计说明书，画原理图。 1.3目的 巩固和加深对电子电路基本知识的理解，提高综合运用本课程所学知识的能力，锻炼动手能力和逻辑思维能力。 通过电路方案的分析、论证和比较，设计计算和选取元器件、电路组装、调试和检测等环节，初步掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法。 学会简单电路的实验调试和性能指标的测试方法，提高分析能力和进行数字电子电路实验的基本技能。 2.系统方案 2.1原理框图 方案一 分为六部分：第一部分用555产生0.5s到2s的连续可调脉冲，第二部分用74ls160进行十进制、两个五进制脉冲计数器，第三部分对160的进位脉冲进行计数并实现三进制循环，第四部分2-4选择器进行选择，第五部分开关清零电路，第六部分数码管显示。 555构成的信号发生器 555构成的信号发生器 数码管计数器（进行十、五、五进计数） 数码管 计数器（进行十、五、五进计数） 开关清零三进制循环计数器 开关清零 三进制循环计数器 数据选择器 数据选择器 图 SEQ 图表 \* ARABIC 1系统流程图 方案二 分为六部分：第一部分由用555产生0.5s到2s的连续可调脉冲第二部分由160构成十进制计数器，第三部分将进位信号存入到移位寄存器中，由移位寄存器寄存一个“1”进行三次移位，第四部分由74ls42对十进制数进行译码,第五部分控制电路由移位寄存器的QA、QB、QC与译码器构组成逻辑门电路的控制信号，第六部分数码显示部分。 时钟信号发生器 时钟信号发生器 译码器计数器 译码器 计数器 移位寄存器 移位寄存器 控制电路 控制电路 显示电路 显示电路 图 SEQ 图表 \* ARABIC 2系统流程图 分析：设计一基于可自动产生输出控制序列，电路完全由自身控制，各电路间模块化，且电路结构简单，原理较设计一复杂，采用开关清零电路，用三个计数器进行计数各电路不会相互干扰，连线较少。 设计二与设计一相比，其优点在于：设计思想比较简单，元件种类使用少，且都较熟悉易于组装电路。缺点则是：中间单元电路连线过于繁多，容易出错。且可能出现线与线关系。要避免这些，则势必造成门电路使用过多。导致电路不稳定，抗干扰能力下降。 所以，综合来说采用设计一的方案。 3.电路设计计算与分析 3.1 555定时器的设计 555产生0.5s到2s的连续可调脉冲，用它组成的多谐振荡器。 原理图如下 LS 图 SEQ 图表 \* ARABIC 3 555组成的多谐振荡电路 参数计算 频率公式 占空比公式 根据输出频率的周期的大小在0.5～2.0s之间可以连续地变化。那么555多谐振荡电路所产生的频率大小应该在1～4 HZ之间变化，占空比为50%。才可以使输出的数屏显示间隔满足条件。因而我可以求得在电容C=10uf的情况下，可以根据频率范围求得R1