数电课程设计实验报告[9页].doc

数电课程设计实验报告

一、课题名称：多功能流水灯

二、实验的元件：LED灯 555 74LS138 74LS191 74LS163 74LS390 74LS74 74LS00 电容电阻单刀双掷开关可变电阻三、实验原理：1）基础部分由一片555 产生矩形波脉冲信号，该555记为555{1}，作为时钟信号。控制每个LED的发光的时间。利用555（1）作为时钟信号的二进制同步可逆计数器74LS191用来实现流水灯正流和逆流的功能。输出端ABC三端与3—8线译码器74LS138的三输入端ABC分别相接，使74LS138从000~111译码，8个输出端分别接一个LED灯。输出端接LED的负极。LED正极接5V电源上，74LS138对应的输出端，输出低电平有效，因此，当191输出为000时，138 译码器输出端为Y0 为低电平，Y1~Y7为高电平，这是就只有与Y0相接的LED灯发光。其余的LED不发光。在191计数器从000~111计数时，138的输出从Y0~Y7依次输出，LED灯也依次按顺序发光，就形成流水灯。当191 进行减法计数器时，从111依次递减到000，LED灯也从Y7~Y0依次逆着流，这就是流水灯正流与逆流的工作原理。

手动控制流水灯方向利用了74LS74即SR锁存器，S R两端分别接两个单刀双掷开关，以控制S R的高低电平，当S=1,R=0时，输出端Q 置1，Q端一直为高电平，当S=0，R=1时，输出端Q置0，Q端一直为低电平。把Q端接到191控制加减计数的控制端，就实现手动控制流水灯流动方向的功能。下面介绍自动控制流水灯流向的方法，此部

分用了十六进制计数器74LS163，同样以555（1）作为时钟信号，输出端为QA QB QC QD 将QD端与191 控制加减端相连，用单刀双掷开关控制手动和自控，163计数从0000~0111时，QD端为0，时钟跳动8下，流水灯正好从D1~D8~D1，正流1圈，当下一时钟到来时，163开始从1000~1111计数，此时QD端为1，共8个脉冲，也正好逆流一圈回到D1（在第一个脉冲到来时，D1已经发光。因此在第一个脉冲到来时就跳到D2时间仅为半个周期），用一个单刀双掷为74LS163设置一个使能控制端和清零端。这样就实现了自动控制流水方向的功能了。

再一个功能是10秒停1秒，利用另一个555. 产生矩形波作为另一个时钟信号，此555记为555（2）通过计算使555（2）产生周期为1s的脉冲信号，把该脉冲信号加在十进制计数器74LS390作为脉冲，使74LS390从0000~1001计数，输出端为QA QB QC QD 把QA 与 QD 接在与非门74LS00 上，当1000跳到1001时，QA QD与非为0，在加一个与非门使结果为1，把该端与74LS191的使能端相连，使能端为1时，191停止计数，当下一个脉冲到来时1001又跳转会0000，191 又开始计数，这样就实现了十秒停一秒的功能。

发挥部分：改变流水灯的流速，在555(1)上加入一个可变电阻，以改变555(1)的时钟周期，从而改变每个LED灯的发光时间的长短。以此来改变流水灯的流速，周期短，LED灯流一圈的时间就短，流速就快，周期长，LED灯流一周的时间就长，流速就慢。

四．数据计算：1、555(1)的f=0.645s ,流水灯流一圈是10s ，经过15.5T ，

15.5T=10s T=0.645s f=1.43/[(R1+2R2)C] T=1/f 得R1=350K,R2=200K

2、555（2）,流水灯流一圈，74LS390经过的8.5T,时间为10s,得T=1.17s 由f=1.43/[(R1+2R2)C] T=1/f 得 R3=510K,R4=560K

五．设计框图

六、测试方法：用Multisim 进行仿真，验证电路可以工作。

七．小结：通过这次的课程设计，我学到了很多东西，明白了一个电路板制作的全过程，学会了使用Multisim 和protel 软件，在设计电路图的过程中遇到了很多问题，经过认真的计算和参考资料，一一解决了问题，并巩固了数电知识，虽然最后做出的板并不是非常的完美，但功能基本都实现了。初次设计在各个方面还是存在着许多不足，双向计数器 译码器

计数器 手控控制 时钟信号

时钟信号

在今后的设计中，会吸取这次设计的经验和教训，争取做出更好的电路板。

八．附录：

元器件技术资料

1、74LS138

真值表：

2、74LS191

3、75LS74