《电工电子技术》课程设计说明书-基于模数电的流水灯.doc

武汉理工大学《电工电子技术》课程设计说明书 PAGE 14 目录 摘要I 1实验内容及要求1 2方案比较及认证2 3系统框图，原理说明4 4硬件原理，完整电路图，采用器件的功能说明5 4.1脉冲信号产生电路5 4.1.1 1Hz 555定时器的工作原理及内部结构图5 4.1.2脉冲信号发生器的设计原理图5 4.2显示电路6 4.3移位控制电路7 4.3.1 74ls194管脚图及功能介绍7 4.3.2 74ls194设计循环电路 8 4.4总体电路10 5 组装及调试过11 6收获、体会和改进设计的建议和展望12 参考文献 13 附录14 摘要 本实验主要是利用移位寄存器、发光二极管、555定时器等一些电路元件设计简单的流水灯电路。并利用书上所学的知识和所使用的元器件的型号，写出各元件的功能表。在此基础上画出原理图及接线图。通过组装、调试电路，自行排除故障，最终实现流水灯功能。 课程设计主要目的，是通过某一电路的综合设计，了解一般电路综合设计过程、设计要求、应完成的工作内容和具体的设计方法。通过设计也有助于复习、巩固以往的学习内容，达到灵活应用的目的。在设计完成后，还要将设计的电路进行安装、调试以加强我们的动手能力。在此过程中培养从事设计工作的整体观念。 课程设计应强调以能力培养为主，在独立完成设计及制作任务同时注意多方面能力的培养与提高，主要包括以下方面： · 独立工作能力和创造力。 · 综合运用专业及基础知识，解决实际工程技术问题的能力。 · 查阅图书资料、产品手册和各种工具书的能力。 · 写技术报告和编制技术资料的能力。 · 实际动手能力。 关键字: 移位寄存器 555定时器 发光二极管 开关 1实验内容及要求： （1）8个彩灯能够自动循环点亮。 （2）彩灯循环显示且频率快慢为1S。 选作：设计具有控制彩灯左移，右移，全亮及全灭功能的电路。 2实验方案比较及认证： 图1 彩灯原理图(方案一) 方案一:如图1所示，本方案主要利用74ls194的双向移位功能和置数功能,彩灯采用共阳极接法，触发信号采用555定时器3脚产生的1HZ的矩形波信号，通过开关控制其全亮全灭以及左移和右移来满足设计要求。 图2 彩灯原理电路（方案二） 方案二：如图2所示，触发信号和方案一种相同都是用555定时器来设计。在灯的旁边加上的8个开关，8个开关同时合上可以使其全亮。当8个开关都断开且与E1相连的开关闭合则译码器的输出全为高电平，8个灯全部熄灭。本方案主要利用74ls192的可加减计数功能和74ls138的译码输出特点来完成左移和右移功能。当74ls192进行加计数时，彩灯进行右移，计数器记到8时，通过反馈清零法，使计数器的状态恢复到0000状态，这样就完成了彩灯的右移循环功能了。当74ls192进行减计数时，彩灯进行左移，计数器记到9时，通过反馈置数法，使计数器的状态恢复到0111状态，这样就完成了彩灯的左移循环功能了。 方案一和方案二相比，显然方案一的电路比较简单，所用元器件和导线更少，不需要额外加门电路，所以选用第一种方案来设计。 3系统框图，原理说明 如图 3 所示，彩灯循环一般都由振荡器、移位寄存器、显示电路等几部分组成。其中，振荡器构成组成1Hz信号发生器，由移位寄存器控制彩灯的左移和右移循环系统及全亮控制电路。1Hz信号送入移位寄存器，并且将此时移位寄存器的并行输出状态通过发光二极管显示出来，这就是显示电路。移位寄存器本身含有清零和置数功能，可通过反馈来实现左循环和右循环功能，这就构成了复位/置数电路。 脉冲源控制电路显示电路复位/置数电路 脉冲源 控制电路 显示电路 复位/置数电路 4、硬件原理，完整电路图，采用器件的功能说明 4.1脉冲信号产生电路 4.1.1 555定时器的工作原理 555 定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。555 定时器的电源电压范围宽，可在 4.5V~16V 工作，输出驱动电流约为 200mA，因其输出可与 TTL、CMOS 或者模拟电路电平兼容。555 定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。 555 定时器的功能主要由两个比较器决定。 两个比较器的输出电压控制 RS 触发器和放电管的状