流水燈課程設(shè)計

1、<p><b>　　課程設(shè)計任務(wù)書</b></p><p><b>　　系：電子電氣工程系</b></p><p>　　班級：2012級通信工程二班</p><p><b>　　姓名： </b></p><p><b>　　學(xué)號： </b>

2、;</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　電子技術(shù)實驗是一門重要的實踐性技術(shù)基礎(chǔ)課程。開設(shè)本課程的目的在于使學(xué)生理論聯(lián)系實際，在老師的指導(dǎo)下完成大綱規(guī)定的實驗任務(wù)。通過實驗熟悉電工.電子技術(shù)的應(yīng)用中常用的設(shè)備和電子器件，熟悉常用儀器的使用方法，掌握正確記錄.處理實驗數(shù)據(jù)、繪制曲線、分析實驗結(jié)果的方法，從而開發(fā)學(xué)生分析問題或解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)

3、生具有嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)，實事求是的科學(xué)態(tài)度，刻苦鉆研、勇于探索和創(chuàng)新的開拓精神以及遵守紀律、團結(jié)協(xié)作和愛護公物的優(yōu)良品質(zhì)，為今后從事專業(yè)科研工作和工程技術(shù)工作打下良好的基礎(chǔ)。</p><p>　　流水燈是一串按一定的規(guī)律像流水一樣連續(xù)閃亮。流水燈控制是可編程控制器的一個應(yīng)用，其控制思想在工業(yè)控制技術(shù)領(lǐng)域也同樣適用。</p><p>　　流水燈控制可用多種方法實現(xiàn)，但對現(xiàn)代可編程控制器而言，利

4、用移位寄存器實現(xiàn)最為便利。通常用左移寄存器實現(xiàn)燈的單方向移動；用雙向移位寄存器實現(xiàn)燈的雙向移動。</p><p>　　要求紅黃綠三種顏色的燈在時鐘信號作用下按以下規(guī)律轉(zhuǎn)換狀態(tài)。電路啟動后，要求紅黃綠三種顏色的燈在脈沖作用下順序，循環(huán)點亮。紅黃綠燈每次亮的時間分別為5秒，5秒，10秒。</p><p>　　關(guān)鍵詞：流水燈 74LS161計數(shù)器 74LS194移位寄存器 C

5、C7555定時器 自啟動 紅黃綠三種顏色的燈在脈沖作用下順序，循環(huán)點亮。紅黃綠燈每次亮的時間分別為5秒，5秒，10秒。</p><p><b>　　1 概述</b></p><p>　　1.1設(shè)計主要功能：</p><p>　　要求電路開啟后，紅黃綠三種顏色的燈在時鐘信號作用下按以下規(guī)律轉(zhuǎn)換狀態(tài)。電路啟動后，要求紅黃綠三種顏色的燈

6、在脈沖作用下順序，循環(huán)點亮。紅黃綠燈每次亮的時間分別為5秒，5秒，10秒。</p><p>　　2 系統(tǒng)總體方案設(shè)計 </p><p><b>　　2.1設(shè)計要點：</b></p><p>　　流水燈的總體框架圖如下圖所示，其工作過程是：接通電源時，555占空比可調(diào)振蕩器產(chǎn)生1s單位的脈沖，脈沖送到下一個模塊74LS161計數(shù)器，目的實現(xiàn)模5

7、計數(shù)器，達到每五秒生成一個脈沖輸向下一個芯片74LS194移位計數(shù)器。進而紅黃綠三燈在脈沖的作用下依次點亮，并實現(xiàn)循環(huán)，完成實驗要求。</p><p>　　2.2 功能啟動圖………</p><p><b>　　3 單元模塊設(shè)計</b></p><p><b>　　單位脈沖設(shè)計電路</b></p><p

8、><b>　　工作原理：</b></p><p>　　先用555定時器用來生成1s標準單位cp脈沖，把脈沖給計數(shù)器74LS161，通過74LS161形成模5加法計數(shù)器，再將74LS161輸出信號供給74LS194，74LS194移位寄存器輸入端置位1000，Q 0接紅燈，Q1接黃燈并把Q2和Q3接一個異或門再連到一個綠燈，把74LS194接成環(huán)形計數(shù)器。就能實現(xiàn)基本電路要求。 <

9、/p><p>　　1.占空比可調(diào)振蕩器</p><p>　　把它接成占空比可調(diào)振蕩器</p><p>　　VCC=,RA=714,RB=714,C=1uf</p><p>　　實現(xiàn)單位1s的脈沖cp，將它輸出的脈沖加到74LS161的cp端</p><p>　　2.5s為單位的脈沖設(shè)計電路</p><p

10、><b>　　74LS161</b></p><p>　　目的實現(xiàn)模5計數(shù)器，達到每五秒生成一個脈沖輸向下一個芯片</p><p>　　實現(xiàn)模5計數(shù)器，用它的后五個狀態(tài)，把D0D1D2D3預(yù)置到1011端，OC與通過非門于LD相連， CO端輸出到下一個芯片74LS194的cp端。</p><p>　　3.移位寄存設(shè)計電路</p>

11、;<p><b>　　74LS194</b></p><p>　　目的：用其輸出端對三個彩燈分別進行循環(huán)循環(huán)控制</p><p>　　把CR接高電平，SR接到Q3端，實現(xiàn)環(huán)形計數(shù)器，D0D1D2D3預(yù)置1000，SL置空, Q0接紅燈Q1接黃燈Q2和Q3通過一個或非門接一個綠燈，CP接上一個芯片來的脈沖，要實現(xiàn)開啟電路時紅燈亮，還要向電路送數(shù)，Q0 Q1

12、 Q2 Q3通過同或門接到S1端，S0接高電平，當(dāng)開啟電源時，Q0 Q1 Q2 Q3通過同或門向S1端輸入高電平，達到S1 S0都為高電平，這樣就像芯片送數(shù)1000，紅燈亮，這是Q0 Q1 Q2 Q3通過同或門向S1送低電平，這時芯片就會1000→0100→ 0010→ 0001→1000→0100→0010→0001實行循環(huán)，這樣三個燈就會在5s為單位的脈沖控制下依次點亮并循環(huán)。</p><p>　　4 電路參

13、數(shù)設(shè)置和元件介紹</p><p>　　4.1 電路參數(shù)的設(shè)置</p><p>　　電阻設(shè)置情況和器件的設(shè)置都跟原器件提供一致。</p><p>　　4.2        元件清單</p><p>　　5  .主要芯片介紹</p><

14、p><b>　　1.555定時器</b></p><p><b>　　其工作原理：</b></p><p>　　它含有兩個電壓比較器，一個基本RS觸發(fā)器，一個放電開關(guān)T，比較器的參考電壓由三只5KΩ的電阻器構(gòu)成分壓，它們分別使高電平比較器C1同相比較端和低電平比較器C2的反相輸入端的參考電平為和。C1和C2的輸出端控制RS觸發(fā)器狀態(tài)和放電管

15、開關(guān)狀態(tài)。當(dāng)輸入信號輸入并超過時，觸發(fā)器復(fù)位，555的輸出端3腳輸出低電平，同時放電，開關(guān)管導(dǎo)通；當(dāng)輸入信號自2腳輸入并低于時，觸發(fā)器置位，555的3腳輸出高電平，同時放電，開關(guān)管截止。</p><p>　　是復(fù)位端，當(dāng)其為0時，555輸出低電平。平時該端開路或接。</p><p>　　Vco是控制電壓端（5腳），平時輸出作為比較器A1的參考電平，當(dāng)5腳外接一個輸入電壓，即改變了比較器的參

16、考電平，從而實現(xiàn)對輸出的另一種控制，在不接外加電壓時，通常接一個0.01的電容器到地，起濾波作用，以消除外來的干擾，以確保參考電平的穩(wěn)定。</p><p>　　T為放電管，當(dāng)T導(dǎo)通時，將給接于腳7的電容器提供低阻放電電路.</p><p>　　555電路的引腳功能</p><p><b>　　2.74LS161</b></p>&

17、lt;p>　　構(gòu)成16以內(nèi)的任意進制加法計數(shù)器： 用S0，S1，S2…，SM…SN表示輸入0，1，2，…，N個計數(shù)脈沖CP時計數(shù)器的狀態(tài)。SM可以為S0，但需小于SN。</p><p>　　對于異步置數(shù)：在輸入第N個計數(shù)脈沖CP后，通過控制電路，利用狀態(tài)SN產(chǎn)生一個有效置數(shù)信號，送給異步置數(shù)端，使計數(shù)器立刻返回到初始的預(yù)置數(shù)狀態(tài)SM，即實現(xiàn)了SM～SN-1計數(shù)。 </p><p>　

18、　對于同步置數(shù)：在輸入第N－1個計數(shù)脈沖CP時，利用狀態(tài)SN-1產(chǎn)生一個有效置數(shù)信號，送給同步置數(shù)控制端，等到輸入第N個計數(shù)脈沖CP時，計數(shù)器返回到初始的預(yù)置數(shù)狀態(tài)SM，從而實現(xiàn)SM～SN-1計數(shù)。 </p><p><b>　　3.74LS194</b></p><p>　　74LS194是四位通用移存器，具有左移、右移、并行置數(shù)、保持、清除等多種功能，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)與

19、邏輯符號分別如圖 7-19(a)、(b)所示，功能表如表7-16 所示。74LS194各引出端功能如下：</p><p>　　D0~D3: 并行數(shù)碼輸入端。</p><p>　　Cr: 異步清 0 端，低電平有效。</p><p>　　SR、SL：右移、左移串行數(shù)碼輸入端。</p><p>　　S1、 S0： 工作方式控制端。 <

20、/p><p>　　從其功能表和圖7-19(c)時序圖可以看出，只要Cr=0，移存器無條件清 0。只有當(dāng)Cr=1，CP上升沿到達時，電路才可能按S1S0設(shè)置的方式執(zhí)行移位或置數(shù)操作：S1S0=11為并行置數(shù)，S1S0=01為右移，S1S0=10為左移，時鐘無效或雖然時鐘有效，但S1S0=00 則電路保持原態(tài)。 </p><p><b>　　6流水燈電路圖</b></p

21、><p><b>　　7.心得體會</b></p><p>　　通過對本課件的制作，清楚地看到了自己的知識薄弱的方面，各個知識點沒有聯(lián)會貫穿，有些芯片的掌握不夠準確。</p><p>　　在做此課件的過程中，充分體會到了實際操作的重要性。如果沒有同學(xué)的指點，可能自己會在一些地方打轉(zhuǎn)彎，浪費掉很多時間。通過這次課程設(shè)計，可以很好的把各個章節(jié)的模塊融合

22、到一起，對以后的學(xué)習(xí)，設(shè)計很有幫助。 </p><p><b>　　8．參考文獻</b></p><p>　　《數(shù)字電子技術(shù)》江曉 西安電子科技大學(xué)出版社</p><p>　　《數(shù)字電路與邏輯設(shè)計》 曹國清 江蘇徐州 中國礦業(yè)大學(xué)</p><p><b>　　9.附錄</b></p>