课程设计报告。
学院名称 课程名称
开课系(或教研室)
执笔人 审定人
修(制)订日期
课程设计专用纸成绩。
课程名称指导教师。
院 (系专业班级。
学生姓名学号设计日期。
课程设计题目流水灯的设计与制作
一、设计目的。
1、学会将一个实际情况抽象为逻辑电路的逻辑状态的方法;
2、掌握技术、译码、显示综合电路的设计与调试方法;
3、掌握实际输出电路不同要求的实现方法。
二、设计要求。
1、设计一个彩灯控制电路,能使彩灯依次点亮。
2、彩灯流速可以改变。
三、总体方案。
本设计采取的方案是:用555多谐振荡器一个、74ls191一片、74ls138两片、灯泡、电容、电阻和导线若干。由555多谐振荡器提供稳定脉冲,74ls191同步十六进制加/减计数器一片用来计数和输出信号通过译码器74ls138直接输出控制彩灯。
而控制流速用电阻来改变输入脉冲频率,进而改变彩灯流速,如图1所示。
四、电路原理 :
设计流水灯控制电路,要求该电路循环频率快慢可调 ,控制器具有多路输出。电路是一个八路流水灯控制电路,彩灯有发光二极管模拟代替。该电路有555定时器,7490计数器和138译码器组成。
7490计数器的时钟信号由555振。
课程设计专用纸(附页)
荡电路提供,改变555的振荡频率,即可改变计数器的计数快慢,即可控制彩灯闪烁的快慢。计数器输入信号输入至138译码器,由138译码,根据计数器输出不同的计数结果,即可控制138译码器译码得到8种不同的输出信号,决定彩灯的循环变化。显然,不同的计数器与译码器电路,得到的是不同的彩灯循环控制结果。
若译码器不变,在计数器的控制端输入不同的控制信号,进行不同的计数,则在输出端可见不同的彩灯循环输出。
本次项目中使用1片4位同步二进制计数器74ls191,其q0,q1,q2脚输出三位二进制顺序脉冲000-001-010-011-100-101-110-111,时钟源为555定时器的输出方波。 与q0,q1,q2相连接的是一片38译码器74ls138的a0,a1,a2引脚,y0—y7依次输出负脉冲。其是引脚输入脉冲为时钟源为555定时器的输出方波经一片74ls14反相器反相后的时钟脉冲,其74ls138真值表如下:
8个led以共阳极接法分别接于y0—y7,依次点亮,其亮灭频率555定时器产生的时钟频率为准。
五、总电路。
课程设计专用纸(附页)
六、引脚图。
定时器的引脚图。
1脚:外接电源负端vss或接地,一般情况下接地。
2脚:低触发端。
3脚:输出端vo
4脚:是直接清零端。当端接低电平,则时基电路不工作,此时不论、th处于何电平,时基电路输出为“0”,该端不用时应接高电平。
5脚:vc为控制电压端。若此端外接电压,则可改变内部两个比较器的基准电压,当该端不用时,应将该端串入一只0.01μf电容接地,以防引入干扰。
6脚:th高触发端。
7脚:放电端。该端与放电管集电极相连,用做定时器时电容的放电。
外接电源负端vss或接地,一般情况下接地。
8脚:外接电源vcc,双极型时基电路vcc的范围是4.5~16v,cmos型时基电路vcc的范围为3~18v。一般用5v。
课程设计专用纸(附页)
ls138的引脚图。
74ls138是3/8线译码器,即对三位二进制数码进行译码,得到八个输出状态。abc为译码信号输入端,y0~y7为译码输出端,低电平有效均为附加控制端。
ls191的引脚图。
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七、元器件介绍。
的工作原理。
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c1 同相比较端和低电平比较器 c2 的反相输入端的参考电平为2/3vcc3 和1/3vcc。c1 和 c2 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2/3vcc 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 1/3vcc 时,触发器置位,555 的3 脚输出高电平,同时放电, 开关管截止。
d r 是复位端,当其为0 时,555输出低电平。平时该端开路或接v cc。v co是控制电压端(5 脚),平时输出2/3vcc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.
01 f 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。
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2、用555 电路构成施密特触发器
施密特触发器是数字系统中常用的电路之一,它可以把变化缓慢的脉冲波形变换成为数字电路所需要的矩形脉冲。施密特电路的特点在于它也有两个稳定状态,但与一般触发器的区别在于这两个稳定状态的转换需要外加触发信号,而且稳定状态的维持也要依赖于外加触发信号,因此它的触发方式是电平触发。 施密特触发器电路图和波形图如图 13-2-1 所示,其回差电压为1/3vcc 。
若在电压控制端⑤外接可调电压v co(1.5~5v),可以改变电压△v t ,施密特触发器可方便的地把三角波转换成方波。
当输入信号u﹤1/3vcc时,基本rs 触发器置1,即q =0,q=1,输出 o u 为高电平;若u增加,使得 1/3vcc﹤ u ﹤2/3vcc 时,电路维持原态不变,输出 u o仍为高电平;如果输入信号增加到 u≥2/3vcc 时,rs 触发器置 0,即 q=0, q =1,课程设计专用纸(附页)
输出 o u 为低电平;u再增加,只要满足 u≥2/3vcc ,电路维持该状态不变。若u下降,只要满足 1/3vcc﹤ u﹤2/3vcc,电路状态仍然维持不变;只有当u=1/3vcc 时,触发器再次置 1,电路又翻转回输出为高电平的状态,工作波形如图所示。
3、 用555 电路构成多谐振荡器。
① 电路组成:
② 工作原理:
主要参数计算:
改变r 1、r 2和c 的值,就可以改变振荡器的频率。如果利用外接电路改变 o c 端 (5号端)的电位,则可以改变多谐振荡器高触发端的电平,从而改变振荡周期t。 在实际应用中,常常需要调节t1 和t2。
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ls191工作原理:
74ls191 为可预置的四位二进制加减法计数器,1、其管脚图如图所示:
rco进位/借位输出端。
max/min进位/借位输出端。
cten计数控制端。
qa-qd计数输出端。
u/d 计数控制端。
clk时钟输入端。
load异步并行置入端(低电平有效)
74ls191功能表。
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电路原理 :
设计流水灯控制电路,要求该电路循环频率快慢可调 ,控制器具有多路输出。电路是一个八路流水灯控制电路,彩灯有发光二极管模拟代替。该电路有555定时器,7490计数器和138译码器组成。
7490计数器的时钟信号由555振荡电路提供,改变555的振荡频率,即可改变计数器的计数快慢,即可控制彩灯闪烁的快慢。计数器输入信号输入至138译码器,由138译码,根据计数器输出不同的计数结果,即可控制138译码器译码得到8种不同的输出信号,决定彩灯的循环变化。显然,不同的计数器与译码器电路,得到的是不同的彩灯循环控制结果。
若译码器不变,在计数器的控制端输入不同的控制信号,进行不同的计数,则在输出端可见不同的彩灯循环输出。
本次项目中使用1片4位同步二进制计数器74ls191,其q0,q1,q2脚输出三位二进制顺序脉冲000-001-010-011-100-101-110-111,时钟源为555定时器的输出方波。 与q0,q1,q2相连接的是一片38译码器74ls138的a0,a1,a2引脚,y0—y7依次输出负脉冲。其是引脚输入脉冲为时钟源为555定时器的输出方波经一片74ls14反相器反相后的时钟脉冲,其74ls138真值表如下:
8个led以共阳极接法分别接于y0—y7,依次点亮,其亮灭频率555定时器产生的时钟频率为准。
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8、实验心得。
这次课程设计增强了我的独立思考、解决问题和团结合作的能力,尤其是解决问题的能力,更让我充分认识到团队合作的重要性,只有分工协作才能保证整个项目的有条不絮,大大培养了我和同学间的相互合作精神。在这次设计过程中,体会到了学以致用、突出自己劳动成果的喜悦心情,从中发现自己平时学习的不足和薄弱环节,从而加以弥补。对所学的知识也有了比较全面的了解和应用,真正尝试到了理论联系实际的趣味。
不仅巩固了以前所学过的知识,而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的,只有理论知识是远远不够的,只有把所学的理论知识与实践相结合起来,从理论中得出结论,才能真正为社会服务,从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。这也激发了我今后努力学习的兴趣,我想这将对我以后的学习产生积极的影响。
在设计过程中虽然遇到了一些问题,但经过一次又一次的思考,一遍又一遍的检查终于找出了原因所在,也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。实践出真知,通过亲自动手制作,使我们掌握的知识不再是纸上谈兵。此次设计也让我明白了思路即出路,有什么不懂不明白的地方要及时请教或上网查询,只要认真钻研,动脑思考,动手实践,就没有弄不懂的知识,收获颇丰。
在今后学习和实践过程中,一定要不懈努力,不能遇到问题就想到要退缩,一定要不厌其烦的发现问题所在,然后一一进行解决,只有这样,才能成功的做成想做的事,而不是知难而退,那样永远不可能收获成功,收获喜悦。
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