数电课程设计_数电的课程设计
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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1、555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。
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2、74LS138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。4、5、6、7均为附加控制端3、74LS191的引脚图
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七、元器件介绍1、555 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△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,施密
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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：
③主要参数计算：
改变R1、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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4、74Ls191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。课程设计专用纸（附页）
八、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。
