东北石油大学。
课程设计。2015 年 7月 6日。
东北石油大学课程设计任务书。
课程电子技术课程设计。
题目灯光控制器的设计。
专业自动化姓名王文荣学号 130601140414
主要内容：根据所学的模拟电子技术、数字电子技术实现逻辑电路。使用逻辑电路让红、绿、黄三种颜色的灯在时钟脉冲信号的作用下，按照一定顺序点亮。
按照要求使状态转换时间间隔为1秒，且电路能自启动。
基本要求：1. 设计一个灯光控制逻辑电路，要求红、绿、黄三种颜色的灯在时钟信号作用下，按下表规定的顺序转换状态。
2. 其中“1”表示灯亮，“0”表示灯灭。要求状态转换时间隔为1秒，且电路能自启动。
3. 尽可能采用中规模集成电路芯片。
主要参考资料：
1] 阎石。 数字电子技术基础第五版[m].北京。高等教育出版社。2006
2] 华成英。童诗白。 模拟电子技术基础第三版[m]. 北京，高等教育出版社。2001
3] 扬州大学信息学院编。 数字电子技术基础实验实验指导书[m] .2010
4] 电子电路百科全书编辑组。 电子电路百科全书[m].北京：科学出版社。2011.6
5] 房旭民撰文。一种高灵敏度的金属探测器[j].电子技术应用。2023年第9期。
6] 彭介华。电子技术课程设计指导[m].高等教育出版社，2012.7
完成期限 2015.7.6-2015.7.12
指导教师许爱华陶国彬
专业负责人。
2023年 7 月5 日。
目录。1 任务和要求 4
2 总体方案设计与选择 4
2.1 原理 4
2.2 逻辑表达式 5
3 论述方案的各部分工作原理。
3.1直流电源电路分析 5
3.2 555定时器工作原理 7
3.3 计数器电路分析 7
3.4 数据选择器电路分析 8
3.5 相关的计算 8
4 设计方案的图表 9
5 设计总结 9
参考文献 10
附录 111 任务和要求。
（1）综合运用电子技术课程所学到的理论知识，独立完成设计课题。 （2）进一步学习与掌握各种组合逻辑电路与时序电路的原理与设计方法。 （3）学会将单元电路组成系统电路的方法。
（4）熟悉中规模集成电路的使用方法。 （5）通过查阅手册和文献资料，培养独立分析和解决实际问题的能力。
2 总体方案设计与选择。
2.1 原理。
（1）灯光控制逻辑电路可以由门电路或集成电路来实现，但根据要求及设计的简单，设计方案采用集成电路实现，此设计方案主要由直流电源电路、定时器电路、计数器电路、数据选择器电路、灯光电路等五大部分组成。（如图1）
2）要实现以上电路有许多方法，但采用中规模集成器件具有体积小、重量轻、性能好等优点，并且能够易于市场采购，**便宜容易买到，设计成本低，便于大规模生产。
（3）此灯光控制器中，红、绿、黄三种颜色的灯在不同时间的亮灭的不同情况由外加信号加以进行控制。 方案的说明：灯光控制器电路的基本组成及其结构原理。
它主要由电源电路、计数器电路、数据选择器电路和脉冲信号发生器四个部分组成。选用555定时器作为脉冲信号发生器电路；选用四位二进制计数器74ls161来完成计数器电路，输出三驱动信号q0-q2经2片双4选1数据选择器74hc153来控制发光二极管的亮灭工作，由电源电路、直流稳压电路把220v、50hz的交流电压经变压器降压经d1-d4进行桥式整流，w7805稳压后给主电路提供+5v的电源。最后由5v电源提供555定时器作为输入电源，输出的脉冲信号送给计数器产生信号控制发光二极管发光。
三盏灯的亮灭情况为：根据题目要求可知， “1”表示灯亮，“0”表示灯灭。红、黄、绿三种颜色的灯点亮情况可由真值表来描述。
用q2q1q0表示输入，用r、y、g分别表示红、黄、绿三种灯的输出，则输出状态的真值表，如（表1）。
表12.2 逻辑表达式。
3 论述方案的各部分工作原理；
3.1 直流电源电路分析
图2 直流稳压电源的方框图
根据直流稳压电源流程图，选用固定式三端稳压器输出电压可调电路如（图3）
图3 固定式三端稳压器输出电压可调电路。
直流稳压电源中r1用220ω，r2用680ω的这个是用来调节输出电压的。输出电压公式uo≈uxx(1+r2/r1)，此稳压电路可在5～12v稳压范围内实现输出电压连续可调节。此三端集成稳压集成电路lm7805最大输入电压为35v，输入输出差需保持2v以上，这样该电路中因为稳压器的直流输入电压是正14v，故该稳压电路的最大输出电压为正12v。
此电路的精度一般可达到0.04以上，用lm7805就能满足一般需求了。 7805集成稳压器（图4）1接整流器输出的+电压，2为公共地(也就是负极)，3接正5v输出电压。
图4 7805集成稳压器。
3.2 555定时器工作原理。
电路初次通电时，因电容c1两端电压不能突变所以2脚为低电平。555时基电路置位（3脚为高电平，7脚为低电平）此时正电源通过ccv电阻r1﹑r2给电容c1充电从而使其电压不断升高。当c1两端电压升至2/3ccv时，555时基电路翻转复位（3脚为低电平，7脚为低电平）此时电容c1储存能量通过r2向7脚放电，从而使c1两端电压不断下降至1/3ccv时555时基电路又翻转置位如此周而复始引起电路振荡。
c2在充放点过程中其电压在（1/3—2/3）ccv之间变化。
3.3 计数器电路分析
计数器不仅能用于对时钟脉冲计数，还可以用于分频、定时、产生节拍脉冲和脉冲序列以及进行数字运算等。集成的四位同步二进制计数器74161除了具有二进制加法计数功能外，还具有预置数、保持和异步置零等附加功能。表2为4位同步二进制计数器74161的功能表。
表2选用74161是因为它的低3位和高3位的前、后8种状态相同，而本设计只需用它的低3位来实现8进制数。4位同步二进制计数器74161（如图6）。
图5 4位同步二进制计数器74161
3.4 数据选择器电路分析
双4选1数据选择器74hc153（如图7）包含两个完全相同的4选1数据选择器，两个数据选择器有公共的地址输入端，而数据的输入端和输出端是各自独立的。通过给定不同的地址**，即可从4个输入数据中选出所要的一个，并送至输出端y。
3.5 相关的计算。
因为输出为八个状态循环，所以用74ls161的低三位作为八进制计数器。若以r、y、g分别表示红、黄、绿三个输出，则可得计数器输出状态q2q1q0与r、y、g关系的真值表，选两片双4选1数据选择器74hc153作通用函数发生器使用r、y、g。已知74hc153在s’=0的条件下输出的逻辑式为。
由真值表写出r、y、g的逻辑式，并化成与数据选择器的输出逻辑式相对应的形式。
4 设计方案的图表：
表35 设计总结。
通过几天的课程设计，使我加深了对数据选择器、译码器、直流稳压电路、时序逻辑电路、时钟脉冲电路的理解。经过本次课程设计加强了我的实际动手操作的能力，并且加深了我对电子技术的理解。在整个设计过程中，经过不断思考和解决各种问题，使我更加熟练地使用74hc153数据选择器和74ls161计数器、555定时器各个管脚的功能以及接法。
在设计的过程中，遇到的各种困难，比如说：集成片管脚不知如何接，不知如何去制作电子技术模拟图，和使用计算机制图时工具的使用等等。在这次课程设计中，发现我对书本的知识掌握不够，不能很好地掌握书中的重点难点。
经过本次设计让我对书本知识的一次巩固与加强，平时看书看不到重点，经过几天的查阅资料，让我对以前很多朦胧的知识点进行了一次全新的掌握。知识在实践中积累，在动手操作的时候得到了发挥，借助本次课程设计，提高了我对数字电子技术和模拟电子技术的结合能力，为我今后的学习工作打下了一个良好的开端。
参考文献。1] 阎石。 数字电子技术基础第五版[m].北京。高等教育出版社。2006
2] 华成英。童诗白。 模拟电子技术基础第三版[m]. 北京，高等教育出版社。2001
3] 扬州大学信息学院编。 数字电子技术基础实验实验指导书[m] .2010
5] 房旭民撰文。一种高灵敏度的金属探测器[j].电子技术应用。2023年第9期。
6] 彭介华。电子技术课程设计指导[m].高等教育出版社，2012.7
附录。东北石油大学课程设计成绩评价表。
指导教师年月日。
电子技术课程设计
课程设计说明书。课程名称 电子技术课程设计 专业 测控技术与仪器班级 073052 姓名 学号 指导教师 成绩。完成日期 2009 年 1 月 14 日。任务书。任务书。任务书。任务书。1.1 总体方案的选择。三个组成部分 触摸感应电路，开关电路和定时电路。vt1为npn，vt2为npn，当m端悬空...
电子技术课程设计
2012届本科课程设计。比赛用换人电子显示板的设计。姓名。系别 物理与信息工程系 专业 电子信息工程 学号。指导教师。2011年2月。物理与信息工程系课程设计评审表。目录 1 设计任务与要求2 1.1 基本功能2 1.2 扩展功能2 2 比赛用换人电子显示板的设计原理2 2.1 优先编码电路的工作原...
电子技术课程设计
一 音响系统放大器设计 1 9号做 1 一般说明 音响系统中的放大器决定了整个音响系统放音的音质 信噪比 频率响应以及音响输出功率的大小。高级音响中的放大器通常分为前置放大器和功率放大及电源等两大部分。前置放大器又可分为信号前置放大器和主控前置放大器。信号前置放大器的作用是均衡输入信号并改善其信噪比...