流水灯电路设计报告书。
姓名： 学号：
专业班级：电信09-03
日期：2024年12月21日。
目录。1 课题名称3
2 设计背景3
3 设计要求3
4 关键词3
5 系统框图3
6各单元电路设计、参数计算和元器件选择………4
多谐振荡器的设计4
模5加法计数器5
移位寄存器电路设计6
主要芯片的真值表以及时序图7
7完整的电路图，电路的工作原理………8
8元器件清单9
9电路的特点和方案的优缺点9
10心得体会9
11参考文献10
一、 课题名称：流水灯电路设计。
二、 设计背景：
电子技术基础学完之后，我们已经掌握了理论的基础，可是大部分学生没有做实物或者单独实验的能力，这样情况下，就有必要进行实验。流水灯的课程设计是一个比较基础的能够学生独立完成的实验。
三、 设计要求：
要求红黄绿三种颜色的灯能在时钟信号作用下规律转换，在启动电路后三种颜色灯依次循环点亮，时间按分别为5s，5s，10s。
四、 关键词：
流水灯，74ls161计数器，74ls194移位寄存器，555定时器，开启电路，三种灯能够在脉冲作用下循环顺序点亮时间分别为5s，5s，10s
五、 系统框图：
六、各单元电路设计、参数计算和元器件选择：
多谐振荡器的设计：
工作原理：555电路的内部电路方框图如图6-1所示。它含有两个电压比较器，一个基本rs触发器，一个放电开关t，比较器的参考电压由三只5kω的电阻器构成分压，它们分别使高电平比较器a1同相比较端和低电平比较器a2的反相输入端的参考电平为和。
a1和a2的输出端控制rs触发器状态和放电管开关状态。当输入信号输入并超过时，触发器复位，555的输出端3脚输出低电平，同时放电，开关管导通；当输入信号自2脚输入并低于时，触发器置位，555的3脚输出高电平，同时放电，开关管截止。
是复位端，当其为0时，555输出低电平。平时该端开路或接vcc。
vc是控制电压端（5脚），平时输出作为比较器a1的参考电平，当5脚外接一个输入电压，即改变了比较器的参考电平，从而实现对输出的另一种控制，在不接外加电压时，通常接一个0.01uf的电容器到地，起滤波作用，以消除外来的干扰，以确保参考电平的稳定。
t为放电管，当t导通时，将给接于脚7的电容器提供低阻放电电路。
6-1 555定时器。
由555定时器构成多谐振荡器：如图6-2，由555定时器和外接元件r1、r2、c构成多谐振荡器，脚2与脚6直接相连。电路没有稳态，仅存在两个暂稳态，电路亦不需要外接触发信号，利用电源通过r1、r2向c充电，以及c通过r2向放电端dc放电，使电路产生振荡。
电容c在2/3vcc和1/3vcc之间充电和放电，从而在输出端得到一系列的矩形波。
6-2 多谐振荡器。
参数：r1=r2=714kω，c1=1.0μf,c2=0.01μf,vcc=5v
模5加法计数器：
由555定时器构成的多谐振荡器每秒产生一个脉冲cp，将它产生的脉冲加到74ls161计时器上实现模5的计时器，每5s产生一个脉冲到下一个芯片。其中74ls161芯片如图6-3，模5加法计时器如图6-4.
6-3 74ls161芯片6-4 模5加法计时器。
移位寄存器电路设计：
目的：用其输出端经过同或门电路对彩灯进行控制。
设计原理：把cr接高电平，sr接到q3端，实现环形计数器，d0d1d2d3预置为1000，sl置空，q0接红灯q1接黄灯q2和q3通过一个或非门接一个绿灯，cp接一个芯片来的脉冲，要实现开启电路时红灯亮。芯片以1000-0100-0010-0001-1000-0100-0010-0001实行循环，这样三个灯就能在以5s为单位的控制脉冲下循环点亮。
其中74ls194如图6-5，移位寄存器以及控制彩灯电路如图6-6
6-5 74ls196
6-6 移位寄存器以及控制彩灯电路。
主要芯片的真值表以及时序图：
6-7 555定时器引脚功能。
6-8 74ls161真值表。
6-9 74ls194时序图。
七、画出完整的电路图，并说明电路的工作原理：
首先用555定时器构成的多谐振荡器产生1s的cp脉冲，输入到下一个芯片即74ls161，这样的一个脉冲作用到计数器上使其能够产生5s的脉冲，该脉冲作用到移位寄存器上使其能够控制三个彩灯依次顺序点亮。完整电路图如图7-1.
7-1 流水灯设计电路图。
八、元器件清单：
九、电路的特点和方案的优缺点，提出改进意见和展望：
由于目前还没有接触单片机，使用单片机设计该电路方便快捷，能够很快的完成该功能并且使用器件较少。
十、心得体会：
通过这次实验设计，我们认识到了自身的不足，由于本身知识的不牢靠，导致实验时多次查阅资料，不过通过这次设计也让我更加熟悉了555定时器，计时器，移位寄存器的功能以及特性。虽然这次没有做出实物，但是我去掌握了该流水灯的主要构成，等春节有时间时，自己再动手做一个已经基本上没有什么问题。
通过这次学习，我能够更加系统的学习数子电子电路这门课程，对我以后的学习有很大的帮助。
数字电子技术基础》艾永乐中国电力出版社。
《电子技术基础-数字部分》 康华光高等教育出版社。
《电工电子实践系列教材——电子技术实践》 阎有运。
中国矿业大学出版社。
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