顺序脉冲产生电路设计

沈阳航空航天大学课程设计（说明书）顺序脉冲产生电路设计班级计算机1304学号2013040101178学生姓名万延正指导教师孙克梅沈阳航空航天大学课程设计任务书课程名称数字逻辑课程设计课程设计题目顺序脉冲产生电路设计课程设计的内容及要求：一、设计说明与技术指标要求设计一个顺序脉冲产生电路，能将预先设定的并行数据转换为串行脉冲输出，具体要求如下：①电路具有16个按键用来设定输入16个并行数据的高低电平；②具有启动按键，每按一次启动键，电路就串行输出预先设定的16个数据；③输出完16个数据位后电路停止，输出恒为0；④具有输出信号指示灯，表明输出信号的高低电平，灯亮表示1，不亮表示0；⑤具有时钟信号指示灯，在每个式中信号周期内闪烁一次。二、设计要求1．在选择器件时，应考虑成本。2．根据技术指标，通过分析计算确定电路和元器件参数。3．画出电路原理图（元器件标准化，电路图规范化）。三、实验要求1．根据技术指标制定实验方案；验证所设计的电路，用软件仿真。2．进行实验数据处理和分析。四、推荐参考资料1．阎石主编．数字电子技术基础．[M]北京：高等教育出版社，2006年2．赵淑范，王宪伟主编．电子技术实验与课程设计．[M]北京：清华大学出版社，2006年3．孙肖子、邓建国等主编.电子设计指南.[M]北京：高等教育出版社，2006年4．杨志忠主编.电子技术课程设计.[M]北京：机械工业出版社，2008年五、按照要求撰写课程设计报告成绩评定表：序号评定项目评分成绩1设计方案正确，具有可行性，创新性（15分）2设计结果可信（例如：系统分析、仿真结果）（15分）3态度认真，遵守纪律（15分）4设计报告的规范化、参考文献充分（不少于5篇）（25分）5答辩（30分）总分最终评定成绩（以优、良、中、及格、不及格评定）指导教师签字：2015年7月19日1一、概述在数控装置和数字计算机中，往往需要机器按照人们事先规定的顺序进行运算和操作，这就要求控制电路不仅能正确的发出各种控制信号，而且要求这些控制信号在时间上有一定的先后顺序，能完成这样功能的电路称为顺序脉冲发生器。该顺序脉冲由555定时器产生，用16个开关设定输入16个并行数据的高低电平，每次按键，电路就会串行输出预先设定的16个数，输出完16个数据位后电路停止，输出恒为0。该电路具有输出信号指示灯，灯亮的次数表示输入高电平的个数。在每个周期内，时钟指示灯只闪烁一次。一、方案论证根据实验要求，我选取两片74LS165芯片将其串联，74LS165芯片是并行输入，串行输出移位寄存器。从而实现电路具有16个按键用来设定输入16个并行数据的高低电平。电路主要由顺序脉冲产生电路，移位寄存电路，状态指示电路，电源电路组成。原理图如图1所示：图1总电路框架图二、电路设计1、时钟脉冲产生电路如图2所示。图2时钟脉冲产生电路时钟指示灯并行数据输入时钟脉冲产生电路移位寄存电路状态指示电路2该电路是多谐振荡器是一种自激振荡电路，是用来产生多谐振荡脉冲的，多谐振荡器一旦起振之后，电路没有稳态，只有两个暂稳态，它们做交替变化，输出连续的矩形脉冲信号，因此它又称作无稳态电路，常用来做脉冲信号源。刚接同电源时，电容C2两端的电压不能突变，输出端Q输出高电平，即多谐振荡器输出电压OUT为高电平。通电之后，直流电源VCC通过R1、R2给C2充电。在此过程中，输出端一直保持高电平，是一个暂时的稳定状态。在C2放电过程，多谐振荡器OUT保持低电平，随着C2的放电过程，其电压下降，当降到一定程度时，RS触发器会翻转，使OUT为高电平。2、移位寄存器电路如图3所示。图3移位寄存器电路两个74LS165N组成一个十六位的移位寄存器。74LS165是八位并行输入串行输出移位寄存器。当1脚为低电平时,将输入数据D0–D7存入Q0–Q7，数据存入后，使1脚为高电平，DS10脚=0，/CE15脚=0,CP2脚的8个时钟脉冲就能将并行数据从Q7=9脚,串行移出。/Q7=7脚移出的数据是反相的。在SH/LD为低电平的锁存后，再变为高电平的时候，8个输入口的最高位已经在QH了，就是说第一位的数据是不需要时钟上升沿的。3、并行数据输入如图4所示。图4并行数据输入3该电路是控制电路，由开关控制高低电平。亮的指示灯次数与接收高电平的次数相同。16个按键用来设定输入16个并行数据的高低电平。四、性能测试1、脉冲波形测试和仿真结果如图5、图6所示。图5时钟脉冲波形测试电路图6时钟脉冲波形仿真波形42、并行输入串行输出如图7所示。图7并行输入串行输出灯X1亮的次数表示并行输入中有几个高电平灯就亮几次。五、总结通过本次对顺序脉冲产生电路的设计与制作，了解了设计电路的基本程序，也了解了电子计数器的原理和设计理念。同时在实验中应该认真的思考可能产生的种种问题，并对这些问题加以分析，找出解决问题的方法。使实验成果更加完善。因此，对实验的严谨态度和不断创新的精神是必不可少的。在设计过程中为了更好的的出结果，经过一次次的测试，终究使得误差更小，从中发现了自己的不足之处，对学过的知识理解得不深刻，掌握得不牢固。设计是我们将来必需的技能，这次课设给我们提供了一个应用自己所学知识的机会，从查找资料到对电路的设计对电路的调试再到最后电路的成型，都对我所学的知识进行了检验。制作过程是一个考验人耐心的过程，不能有丝毫的急躁，马虎。总之，此次实习既发现了我们在学习中的不足，同时又让我们学到了很多东西比如查资料，分析电路等等。5参考文献[1]阎石主编.数字电子技术.[M]北京：高等教育出版社，2006年[2]李秀人.电子技术实训指导.[M]北京：国防工业出版社，1998年[3]陆坤.电子设计技术.[M]：电子科技大学出版社，1997年[4]全新实用电路集萃丛书编辑委员会著.电源应用电路集萃.[M]北京：机械工业出版社，2005年[5]全新实用电路集粹编辑委员会著.全新实用电路集粹（下册）.[M]北京：机械工业出版社，2006年6附录I7附录II元件清单序号编号名称型号数量1U1、U2八位并转串74LS16522A1定时器55513R1、R2电阻200欧姆24D1、D2二极管25C1电容器10uF16C2电容器0.01uF1