數(shù)電課程設計-節(jié)日彩燈

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1、數(shù)字電路課程設計報告（三）設計題目：節(jié)日彩燈課程設計報告（一）指標要求：（1）燈的變化要符合人的視覺習慣、體現(xiàn)出節(jié)日的快樂氣氛，富有變化，具有周期性，彩燈數(shù)量不少于八個；（2）通過計算確定電路參數(shù)，變化的周期、時鐘頻率等；（3）能進行啟動、暫停、復位控制；（二）采用設計方法時鐘發(fā)生電路十進制狀態(tài)計數(shù)組合電路譯碼控制電路彩燈驅動與顯示電路設計大致方案上圖所示，本電路由四個部分組成：時鐘發(fā)生電路，十進制狀態(tài)計數(shù)器組合電路，譯碼控制電路，彩燈驅動與顯示電路，其工作流程為：時鐘發(fā)生電路產生時鐘脈沖，通過十進制狀態(tài)計數(shù)組合電路實現(xiàn)分頻率功能，分頻的后的脈沖輸入至譯碼控制電路，彩燈顯示

2、電路在譯碼控制電路的驅動下正確顯示當前計數(shù)數(shù)據(jù)。通過控制十進制狀態(tài)計數(shù)電路實現(xiàn)對電路的清零和暫停功能。5（一）電路工作原理分析（1）器件列表：74LS1924片74LS1381片74LS061片數(shù)電實驗箱1臺連線若干（2）芯片介紹：74LS192芯片的功能，如下圖：74LS194是一個十進制計數(shù)芯片，圖中（15）為置數(shù)端，P0（15），P1（1），P2（10），P3（9）分別為計數(shù)器輸入端，在為低電平時，74LS192通過P0（15），P1（1），P2（10），P3（9）置入數(shù)據(jù)。CD（4）為減計數(shù)端，高電平有效。在減記數(shù)端有效的情況下進行減法計數(shù)。CU（5）為加法計數(shù)端，

3、高電平有效。在加法記數(shù)端有效的情況下進行加法計數(shù)。（12）為非同步進位輸出端，在加法計數(shù)過程出現(xiàn)進位就會在進位端輸出一個負跳變的進位脈沖。（13）為非同步借位輸出端，在減法計數(shù)過程出現(xiàn)借位就輸出一個負跳變的借位脈沖（12）MR（14）為清零信號，Q0（3），Q1（2）Q2（6），Q3（7）為數(shù)據(jù)輸出端。74LS138芯片，如下圖：74LS138是一個3-8譯碼器，它的功能是將具有特定含義的二進制碼進行辨別，并轉換成控制信號。它具有A（1），B（2），C（3）3個輸入端，個輸出端和三個使能端，在使能輸入端為有效電平時，對應每一組輸入代碼，只有其中一個輸出端為低電平，其余輸出端

4、為高電平。74LS138的真值表如下：5輸入輸出E3E2E1CBAY0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7×H××××HHHHHHHH××H×××HHHHHHHHL×××××HHHHHHHHHLLLLLLHHHHHHHHLLLLHHLHHHHHHHLLLHLHHLHHHHHHLLLHHHHHLHHHHHLLHLLHHHHLHHHHLLHLHHHHHHLHHHLLHHLHHHHHHLHHLLHHHHHHHHHHL74LS138譯碼器真值表74LS06芯片，如下圖：74LS08是一個六反向器，在本設計中取其中一個反向器使用。（3）設計思想：根據(jù)實驗的具體環(huán)境，設計中的時鐘脈沖信號電路由

5、數(shù)電實驗箱集成，本實驗取的輸出脈沖信號大約在1KHZ左右，通過四片十進制度計數(shù)器的分頻，使其輸入到譯碼部分的時鐘頻率達到1HZ即每隔離1s輸出一個脈沖。計數(shù)器組合電路可以采用4片74LS192十進制計數(shù)器通過計數(shù)實現(xiàn)對輸入脈沖的分頻。在譯碼部分采用74LS138譯碼器，74LS138的譯碼輸出端分別接八個彩燈，74LS138的使能部分接在在邏輯控制電路，清零的功能可以通過邏輯控制電路的清零開關使74LS192的各計數(shù)清零信，暫停的功能可以利用74LS08與門功能，讓一個輸入控制開關與脈沖輸入信號相與，當控制開關打到低電平時可以實現(xiàn)屏蔽脈沖輸入信號，然后實現(xiàn)暫停的功能。（3）

6、工作原理分析：具體的電路設計圖如下圖示：5電路設計圖1，圖中的脈沖信號由數(shù)電實驗箱提供1KHZ的時鐘脈沖，此時的信號頻率為1KHZ，當信號通過u1，在u1的十進制加法分頻后從進位輸出端輸出信號頻率變?yōu)?00HZ，信號進入u2后，u2對其計數(shù)，并再次實現(xiàn)十倍分頻率。信號通過u2十進制加法分頻后從進位輸出端輸出的信號頻率變?yōu)?0HZ，u3接受此信號進行加法計數(shù)，實現(xiàn)分頻。信號通過u3十進制加法分頻后從進位輸出，輸出的脈沖信號次時頻率變?yōu)?HZ，u4對其計數(shù)。2，在1HZ脈沖的驅動下u4從零開始并每隔1s使其計數(shù)值增加1，u4在此不做分頻率功能，而是為74LS138譯碼器件提供譯

7、碼控制信號。3，74LS138的八個輸出管腳分別連接一個LED燈，當相對應的輸入信號與輸出端匹配時輸出信號為變低電平，LED燈也就會熄滅。4，由于74LS138是一個3-8譯碼器，而74LS192是一個十進制的加法器件，為了使其LED燈連貫顯示，需要對74LS192做調整使其變?yōu)榘诉M制的計數(shù)。這就需要利用574LS192的置數(shù)功能。置數(shù)端P0，P1，P2，P3分別接低電平。74LS192的Q4，接入到74LS06器反向一下然后輸入到自己的置數(shù)端，即一旦Q4為高電平，使其反向成低電平輸入到置數(shù)端，置數(shù)端有效后自動置數(shù)