流水灯课程设计.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流流水灯课程设计.精品文档.“比较完美课程设计任务书班级：姓名学号：摘要电子技术实验是一门重要的实践性技术基础课程。开设本课程的目的在于使学生理论联系实际，在老师的指导下完成大纲规定的实验任务。通过实验熟悉电工.电子技术的应用中常用的设备和电子器件，熟悉常用仪器的使用方法，掌握正确记录.处理实验数据、绘制曲线、分析实验结果的方法，从而开发学生分析问题或解决问题的能力，培养学生具有严谨的工作作风，实事求是的科学态度，刻苦钻研、勇于探索和创新的开拓精神以及遵守纪律、团结协作和爱护公物的优良品质，为今后从事专业科研工作和工程技术工作打下良好的基础。流

2、水灯是一串按一定的规律像流水一样连续闪亮。流水灯控制是可编程控制器的一个应用，其控制思想在工业控制技术领域也同样适用。流水灯控制可用多种方法实现，但对现代可编程控制器而言，利用移位寄存器实现最为便利。通常用左移寄存器实现灯的单方向移动；用双向移位寄存器实现灯的双向移动。 要求红黄绿三种颜色的灯在时钟信号作用下按以下规律转换状态。电路启动后，要求红黄绿三种颜色的灯在脉冲作用下顺序，循环点亮。红黄绿灯每次亮的时间分别为5秒，5秒，10秒。关键词：流水灯 74LS161计数器 74LS194移位寄存器 CC7555定时器 自启动 红黄绿三种颜色的灯在脉冲作用下顺序，循环点亮。红黄绿灯每次亮的时间分别

3、为5秒，5秒，10秒。目录1 概述2 1.1 主要功能22 总体方案设计2 2.1设计要点2 2.2 功能图.23 单元模块设计3 3.1 单位脉冲电路设计3 3.2 5s为单位脉冲电路设计4 3.3移位寄存电路设计54 电路参数设置和元件选择6 41 电路参数的设置6 42 元件清单65主要芯片介绍 5CC7555定时器6 574LS161计数器7 5 74LS194移位寄存器86流水灯电路图107.心得体会118.参考文献1110 附录111 概述1.1设计主要功能：要求电路开启后，红黄绿三种颜色的灯在时钟信号作用下按以下规律转换状态。电路启动后，要求红黄绿三种颜色的灯在脉冲作用下顺序，循

4、环点亮。红黄绿灯每次亮的时间分别为5秒，5秒，10秒。2 系统总体方案设计 2.1设计要点：流水灯的总体框架图如下图所示，其工作过程是：接通电源时，555占空比可调振荡器产生1s单位的脉冲，脉冲送到下一个模块74LS161计数器，目的实现模5计数器，达到每五秒生成一个脉冲输向下一个芯片74LS194移位计数器。进而红黄绿三灯在脉冲的作用下依次点亮，并实现循环，完成实验要求。2.2 功能启动图开启电路555占空比可调振荡器74LS161计数器74LS194移位计数器红黄绿三灯实现循环3 单元模块设计单位脉冲设计电路工作原理：先用555定时器用来生成1s标准单位cp脉冲，把脉冲给计数器74LS16

5、1，通过74LS161形成模5加法计数器，再将74LS161输出信号供给74LS194，74LS194移位寄存器输入端置位1000，Q 0接红灯，Q1接黄灯并把Q2和Q3接一个异或门再连到一个绿灯，把74LS194接成环形计数器。就能实现基本电路要求。 1.占空比可调振荡器把它接成占空比可调振荡器VCC=,RA=714,RB=714,C=1uf实现单位1s的脉冲cp，将它输出的脉冲加到74LS161的cp端2.5s为单位的脉冲设计电路74LS161目的实现模5计数器，达到每五秒生成一个脉冲输向下一个芯片实现模5计数器，用它的后五个状态，把D0D1D2D3预置到1011端，OC与通过非门于LD相

6、连， CO端输出到下一个芯片74LS194的cp端。3.移位寄存设计电路74LS194目的：用其输出端对三个彩灯分别进行循环循环控制把CR接高电平，SR接到Q3端，实现环形计数器，D0D1D2D3预置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接上一个芯片来的脉冲，要实现开启电路时红灯亮，还要向电路送数，Q0 Q1 Q2 Q3通过同或门接到S1端，S0接高电平，当开启电源时，Q0 Q1 Q2 Q3通过同或门向S1端输入高电平，达到S1 S0都为高电平，这样就像芯片送数1000，红灯亮，这是Q0 Q1 Q2 Q3通过同或门向S1送低电平，这时芯片就会1000

7、0100 0010 00011000010000100001实行循环，这样三个灯就会在5s为单位的脉冲控制下依次点亮并循环。4 电路参数设置和元件介绍4.1 电路参数的设置 电阻设置情况和器件的设置都跟原器件提供一致。4.2 元件清单电子元件清单序号名称规格数量单位1555占空比可调震荡器CC75551个2计数器74LS1611个3移位寄存器74LS1941个4异或门74LS861个5同或门HCC4077B3个6红。黄。绿灯LED3个7与门AND2个8与非门NAND1个9电阻RES22个10二极管DIODE2个11电容CAP2个12与非门NAND2个5.主要芯片介绍1.555定时器其工作原理：

8、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5K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和。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。 Vco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

9、出的另一种控制，在不接外加电压时，通常接一个0.01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.555电路的引脚功能触发阈值复位IS放电端输出H导通LH原状态H截止HL导通L2.74LS161构成16以内的任意进制加法计数器： 用S0，S1，S2，SMSN表示输入0，1，2，N个计数脉冲CP时计数器的状态。SM可以为S0，但需小于SN。对于异步置数：在输入第N个计数脉冲CP后，通过控制电路，利用状态SN产生一个有效置数信号，送给异步置数端，使计数器立刻返回到初始的预置数状态SM，即实现了SMSN-1计数。 对

10、于同步置数：在输入第N1个计数脉冲CP时，利用状态SN-1产生一个有效置数信号，送给同步置数控制端，等到输入第N个计数脉冲CP时，计数器返回到初始的预置数状态SM，从而实现SMSN-1计数。 3.74LS19474LS194是四位通用移存器，具有左移、右移、并行置数、保持、清除等多种功能，其内部结构与逻辑符号分别如图 7-19(a)、(b)所示，功能表如表7-16 所示。74LS194各引出端功能如下：D0D3: 并行数码输入端。 Cr: 异步清 0 端，低电平有效。 SR、SL：右移、左移串行数码输入端。 S1、 S0： 工作方式控制端。 从其功能表和图7-19(c)时序图可以看出，只要Cr

11、=0，移存器无条件清 0。只有当Cr=1，CP上升沿到达时，电路才可能按S1S0设置的方式执行移位或置数操作：S1S0=11为并行置数，S1S0=01为右移，S1S0=10为左移，时钟无效或虽然时钟有效，但S1S0=00 则电路保持原态。 6流水灯电路图7.心得体会 通过对本课件的制作，清楚地看到了自己的知识薄弱的方面，各个知识点没有联会贯穿，有些芯片的掌握不够准确。 在做此课件的过程中，充分体会到了实际操作的重要性。如果没有同学的指点，可能自己会在一些地方打转弯，浪费掉很多时间。通过这次课程设计，可以很好的把各个章节的模块融合到一起，对以后的学习，设计很有帮助。 8参考文献数字电子技术江晓 西安电子科技大学出版社数字电路与逻辑设计 曹国清 江苏徐州 中国矿业大学9.附录 本实验设计方法只是众多方法中的一种，比如计数器可以用74LS190，74LS169D等，如果以后学到单片机时也可以用单片机完成。