流水灯设计报告

河南机电高等专科学校电子技术课程设计报告设计课题：流水灯电路专业班级：电线电缆制造技术学生姓名：王超君学生学号：100314419指导教师：毛景奎成绩：二○一一年十二月二十日2流水灯电路一、设计任务与要求1．设计电路使8个发光二级管逐个亮、灭；2．扭动滑动变阻器改变发光二级管点亮的时间；3．。。。。。。；二、方案设计与论证采用数字集成电路的控制方法，结合十进制计数器/译码电路设计了该流水灯控制系统。该系统由电源、时钟电路、计数器和译码显示电路4部分组成。能实现任意方式的流水，只要改变每路发光二极管的数目和图案，就可以实现随心所欲的流水花样。它可作为工作状态指示，具有环保、节能等特点。方案一、由555定时器组成多谐振荡器，作为电路是脉冲源。74LS161组成计数电路，74LS138组成译码电路对计算电路的脉冲进行译码输出，驱动8个发光二级管的亮、灭。方案二、采用边沿JK触发器(74LS112)、D触发器(74LS74)和3-8线译码器(74LS138)构成一个流水灯电路。应用74LS112和74LS74中3个触发器构成异步八进制加法或减法计数器；再将输出端Q2Q1Q0分别与74LS138(3-8译码器)的地址码输入端A2A1A0相连，使译码器相继译码。其电路组成框图如图1所示。方案三、三、单元电路设计与参数计算1、555定时器的构成及各管脚的功能555定时器内部结构的原理图简化如图所示。它是由两个电压比较器、放电三极管、一个由与非门构成的RS触发器，以及由三个5KΩ的电阻构成的分压器组成。电压比较器C1的参考电压为2/3Ucc，加在同相输入端；C3的参考电压为1/3Ucc，加在反相输入端。3两者均可由分压器上取得。555定时器的封装为8引脚的双列直插芯片。其中：1——为接地端2——为低电平触发端，当2端的输入电压高于1/3Ucc时触发器保持不变，当2端的输入电压低于1/3Ucc时基本RS触发器触发置“1”3——为输入端。4——为基本RS触发器的直接复位端，由此输入的低电平信号可是触发器直接复位（置“0“）5——为电压控制端，不用时可直接经电容接地6——为高电平触发端，输入电压低于2/3Ucc时触发器保持不变，输入电压高于2/3Ucc时触发器置“0”7——为放电端，常用于给外接电容元件提供放电通路8——为电源端，一般接在5~18v的直流电源上该电路输出矩形脉冲的周期取决于电容器充、放电的时间常数，显然其充电时间常数τ1为（R1+R2）C,放电手机间常数τ2为RC，故输出的矩形波的周期为0.7（R1+2R2）C。通过改变电容的大小来改变充电、放电的时间常数就可以改变矩形波的周期和脉宽。2、74LS161的构成及各管脚的功能74LS161是常用的四位二进制可预置的同步加法计数器，他可以灵活的运用在各种数字电路，以及单片机系统种实现分频器等很多重要的功能，：74ls161引脚图4管脚图介绍：时钟CP和四个数据输入端P0~P3清零/MR使能CEP，CET置数PE数据输出端Q0~Q3以及进位输出TC.(TC=Q0·Q1·Q2·Q3·CET)输入输出CRCPLDEPETD3D2D1D0Q3Q2Q1Q00ФФФФФФФФ00001↑0ФФdcbadcba1↑10ФФФФФQ3Q2Q1Q01↑1Ф0ФФФФQ3Q2Q1Q01↑111ФФФФ状态码加174LS161功能表从74LS161功能表功能表中可以知道，当清零端CR=“0”，计数器输出Q3、Q2、Q1、Q0立即为全“0”，这个时候为异步复位功能。当CR=“1”且LD=“0”时，在CP信号上升沿作用后，74LS161输出端Q3、Q2、Q1、Q0的状态分别与并行数据输入端D3，D2，D1，D0的状态一样，为同步置数功能。而只有当CR=LD=EP=ET=“1”、CP脉冲上升沿作用后，计数器加1。74LS161还有一个进位输出端CO，其逻辑关系是CO=Q0·Q1·Q2·Q3·CET。合理应用计数器的清零功能和置数功能，一片74LS161可以组成16进制以下的任意进制分频器3、74LS138的构成及各管脚的功能74ls138引脚图574HC138管脚图:74LS138为3线－8线译码器，共有54/74S138和54/74LS138两种线路结构型式，其工作原理如下：当一个选通端（G1）为高电平，另两个选通端（/(G2A)和/(G2B)）为低电平时，可将地址端（A、B、C）的二进制编码在一个对应的输出端以低电平译出。利用G1、/(G2A)和/(G2B)可级联扩展成24线译码器；若外接一个反相器还可级联扩展成32线译码器。若将选通端中的一个作为数据输入端时，74LS138还可作数据分配器四、总原理图及元器件清单1．总原理图图1-1原理图2．元件清单表1-1元件清单序号原件参数类别备注1R1、R21k电阻0.25w，金属膜2R4—R11470电阻0.25w，金属膜3R2103可变电阻64C110uF电容电解电容5U1NE555定时器6U274LS161计数器7U374LS138译码器8VD1—VD8黄发光二级管Ø5mm9J1接插件可用导线代替10PCB板五、安装与调试按照原理图和元件清单，在电路板上焊接好元件后，实物图如图所示。在安装时的注意事项：1、注意各个器件的正反接法。2、注意安全，3、注意发光二级管的正负极。六、性能测试与分析七、结论与心得通过这次试验让我认识到理论知识和实际结合的重要，而且更加了解了555定时器、74LS161计数器、74LS138译码器等的功能和灵活运用，熟练地掌握了电烙铁的应用。八、参考文献7[1]《电工技术基础与工程应用》，电子工业出版社[2]百度文库，“555定时器”“74LS161”“74LS138”[1]theelectriciantechnologybaseandengineeringapplication,publishinghouseofelectronicsindustry[2]baidulibrary,555timer74LS16174LS138