1、數電課程設計（跑馬燈）作者:日期:數字電子技術課程設計設計題目：跑馬燈目錄設計題目11設計要求及主要技術指標31.1設計要求 31.2主要技術指標32設計過程32.1題目分析32.2整體構思32.3具體實現43元件說明 43.1 元件說明44檢查過程 74.1檢查過程74.2遇到問題及解決措施75心得體會8參考文獻9附錄一：電路原理圖9附錄二：元件清單 10一. 設計要求及主要技術指標1.1設計要求(1) 、根據技術指標要求確定電路形式，分析工作原理，計算元件參數。(2) 、列出所用元器件清單并購買。(3) 、安裝調試所設計的電路，使之達到設計要求。(4) 、記錄實驗結果。(5) 、撰寫設計報

2、告。1.2主要技術指標(1) 實現8燈循環點亮,(2) 間隔時間可調。(3) 廣告燈的樣式自定。二. 設計過程2.1 題目分析我們設計的跑馬燈實際上是主要使用一個74LS161, 個74LS138, 個74LS20和一個78L05這四個芯片對8個LED進行控制，產生循環控制的效果。形成 一個流水似的廣告燈。2.2整體構思擬定系統方案框圖，畫出系統框圖中每框的名稱、信號的流向，各框圖間的接 口，使用protel99電路設計軟件畫出原理圖，再生成網絡表和PCB板。對照原理圖進行統計要使用的元器件后，在電子市場購買所需要的電子元器 件。最后在指導老師的輔導下在實驗室進行下一步工作。2.3具體實現我們

3、需要使用碳粉打印機把我們設計的原理圖打印出來，不過要注意必須要使用不干膠紙的光滑面進行打印。因為我們要使用熱轉印的方法對原理圖進行轉移在 覆銅板上。我們將原理圖轉移在覆銅板上后，再使用氯化鐵（Feci 3）溶液進行腐蝕，這個過程大約要十幾分鐘。腐蝕好覆銅板后，先用清水沖洗掉殘留的溶液，再用香蕉 水擦洗掉覆在銅板上的碳粉，最后我們再清洗一下覆銅板。接下來我們就該進行打孔，根據原理圖和實際元器件管腳的大小， 選擇適當的 針對焊盤進行打孔，這樣我們的 PCB板就做好了。最后我們進行焊接，對照原理圖進行元器件插接，插接好元器件后再進行焊接。 焊接好后進行測試和調試。三. 元件說明3.1元件說明74LS

4、2074LS20芯片的功能很簡單，就是包含兩個 4輸入與非門，內含兩組4與非門 第一組：1,2,4,5 輸入6輸出。 第2組：9,10,12,13 輸入8輸出。74LS20功能表A B C D Y1 1 1 1 00 X X X 1X 0 X X 1X X 0 X 1X X X 0 11J I14213312斗115106918(TOP VIEW)1A 1B NC1C1D1Y(GNDWcc2D 2C NC 2B 2A 2Y74LS20引腳圖74LS20測試：只要通過對輸入1111,0111,1011,1101,1110 五項進行檢測就可判斷其邏輯功能是否正常。74LS16174LS161型四位

5、同步二進制可預置計數器的外引線排列圖及其邏輯符號，其中是 直接清零端，是預置數控制端，A3A2A1A(是預置數據輸入端，EP和ET是計數控端, 是計數輸出端，RCO是進位輸出端。74LS161型計數器的功能表如表(a)外引線排列圖(b)邏輯符號974LS161型四位同步二進制計數器74LS161型四位同步二進制計數器的功能表清0預置控制時鐘預置數據輸入輸出RdTdEPETCPA3A2A1A0aa3a0XXXXXXXX000010XXTd3d2d1d0d3d2d1d0110XXXXXX保持11X0XXXXX1111TXXXX計數由表可知，74LS161具有以下功能。由表可知，74LS161具有以

6、下功能。 異步清零。=0時，計數器輸出被直接清零，與其他輸入端的狀態無關。 同步并行預置數。在=1條件下，當=0且有時鐘脈沖CP的上升沿作用時，A3 A2、A1、A0輸入端的數據d3、d2、d1、d0將分別被所接收。 保持。在=1條件下，當ET- EP=Q不管有無CP脈沖作用，計數器都將保 持原有狀態不變。需要說明的是，當 EP=Q ET=1時，進位輸出RCO也保持不變；而 當ET=0時，不管EP狀態如何，進位輸出 RCO=Q 計數。當=EP=ET=時，74ls161處于計數狀態。74LS13874LS1383線8線譯碼器，共有 54/74S138 構型式，其工作原理如下：當一個選通端（E3）

7、為高電平， 另兩個選通端（E1）和/（E2）為 低電平時，可將地址端（A、B、C） 的二進制編碼在一個對應的輸出 端以低電平譯出。利用E1、E2和E3可級聯擴展成和54/74LS138兩種線路結poirsoic)TOP VIEWE&EEEEEEo 1 2 7370A A A E E M比VoY1Y2Y3V4Y5YS24線譯碼器；若外接一個反74IS138 引腳圖相器還可級聯擴展成32線譯碼器若將選通端中的一個作為數據輸入端時,74LS138還可作數據分配器。橋式整流器簡介:橋式整流器是利用二極管的單向導通性進行整流的最常用的電路，常用來 將交流電轉變為直流電。簡易電路圖原理：橋式整流是對二極管

8、半波整流的一種改進。半波整流利用二極管單向導通特性，在輸入為標準正弦波的情況下，輸 出獲得正弦波的正半部分，負半部 分則損失掉。橋式整流器利用四個二極管，兩兩對接。輸入正弦波的正半部分是兩只管 導通，得到正的輸出；輸入正弦波的負半部分時，另兩只管導通，由于這兩只 管是反接的，所以輸出還是得到正弦波的正半部分。橋式整流器對輸入正弦波的利用效率比半波整流高一倍。橋式整流是交流電轉換成直流電的第一個步。78L0578L05是一種固定電壓（5V）三端集成穩壓器，其適用于很多應用場合.象牽 涉到單點穩壓場合需要限制噪聲和解決分布問題的在-卡調節.此外它們還可以和其它功率轉移器件一起構成大電流的穩壓電源，

9、如可驅動輸出電流高達100毫安的穩壓器.其卓越的內部電流限制和熱關斷特性使之特別適用于過載的情況.當用于替代傳統的齊納二極管-電阻組的時候,其輸出阻抗得到有效的改善 ，其偏置電 流大大減少.78L05特性：*三-端穩壓器*輸出電流可達到 100mA*無需外接元件內部熱過載保護 內部短路電流限制四. 檢查過程4.1檢查過程將焊接好的PCB板進行檢查，利用數字萬用表對各個電路進行測試， 看是否有焊接短路的地方，檢查是否覆銅板上的線路有斷路的地方。看各個元件的安放是否美觀，查看發光二極管是否是發光，是否出現有虛焊的情況。4.2遇到問題及解決措施如果發現二極管沒有亮，就用數字萬用表檢查電路是否是通路。

10、看看PCB板上是否有短路和斷路地方，如果有就修整錯誤的地方。如果沒有，則檢查發光二極管是否已壞，如壞，則更換二極管。五. 心得體會通過本次的數字電子技術課程設計，我更加熟悉了 protel99電路設計器的使用， 對于PCB板的制作有了進一步的了解。使我認識到電子課程設計的重要性，作為電 子專業的學生必須要有動手的習慣。只有在理論知識和實際操作相結合下才能夠學 好電子技術專業。在設計跑馬燈原理圖的過程中，學會了利用protel99電路設計器的網絡布線和自動布線，原理圖中的錯誤檢查，生成網絡表等。學習了 PCB板的制作。先把原理圖用碳粉打印機打印在不干膠紙上，因為不干膠紙的光滑面易于轉印在覆銅板上

11、。我們應該檢查打印出來的原理圖有沒有錯誤的地 方，是否清晰。接下來用熱轉印方法轉移原理圖，轉印的時候我們應該注意鋪平覆 銅板，受熱均勻，把原理圖轉印完全。如果我們轉印的原理圖有殘缺的地方，可以 用涂改液覆蓋和鏈接線路，把原理圖修理完整后，我們就對銅板進行腐蝕了。先用 溫水把氯化鐵兌成溶液后，把覆銅板放入溶液中進行腐蝕，大約需要十幾分鐘的時 間，一定要等覆銅板腐蝕完全才能拿出來，但也不能腐蝕過度。把腐蝕好的銅板拿出來用清水清洗干凈后，我們在用香蕉水把覆在銅板上的碳粉洗掉，再用清水沖洗掉殘留物。接下來的工序就是打孔，對照原理圖進行操作。打孔的時候一定要注意選用合適 的針來打孔，按照我們設計的焊盤，

12、根據各個元器件管角的大小選用不同規格的針 來打孔。在焊接元器件的時候，對照自己設計的原理圖，把元器件插在規定的位置，再進 行焊接。我感覺到我們做的PCB板沒有市場上買回來的好焊，可能是因為我們做的 PCB板沒有達到要求，有些地方出現斷路的情況，可能是在制作過程中我們的操作 不熟練和材料的劣質造成的原因。某些焊盤的大小也有點不合理，是自己設計的時 候疏忽了實際元器件管腳的大小。還有自己制作的 PCB板的布線看起來有很多地方 還是不合理，看起來不是很美觀，在這些方面我還有待進一步的提高。經過這次的數字電子技術課程的設計， 我受益匪淺，感觸良深。通過自己動手制 作PCB板學到了很多課本上學不到的東西

13、，使我認識到動手的重要性和必要性。作 為一名大學生，我們不應該僅僅學習理論知識，還要注重實踐，只有理論結合實踐 才能夠學習好知識。作為當代大學生，我們肩負著建設祖國未來的使命，我們就應該打起精神來好好 學習，只有學好了知識才能夠更好的建設祖國。在以后的學習過程中我會更加的努 力！參考文獻：protel電路設計基礎電子工藝基礎數字電子技術基礎附錄一：電路原理圖一館再歸應站也航4L:L-辛 附錄二：元件清單序列名稱型號或規格數量1譯碼器74IS13812雙4輸入與非門74ls2013同步計數器74IS16114一端集成穩壓器78I0515橋式整流2W10V16單刀雙置開關27變壓器6V3W18覆銅

14、板9*15cm19發光二極管1010電阻1K1011電容0.1u212電解電容470uf113插頭1任務書一. 數字電路課程設計的目的與任務數字電子技術基礎是一門實踐性很強的課程，通過實驗可以使學生及時掌握和鞏固所學的 基本理論，掌握常用儀器的使用方法。二. 設計課題及要求設計一個跑馬燈控制器。要求：設計的跑馬燈實際上是主要使用一個74LS161 , 個74LS138，個74LS20和一個78L05這四個芯片對8個LED進行控制，產生循環控制的效果。形成一個流水似的廣告燈。三. 課程設計的基本要求1使學生具有自主設計電路原理讀圖、查閱參考書籍和手冊及資料文獻的的能力。2設計、計算、文件選取、畫

15、出設計電路圖3.學習掌握EWB （或Multisim ）仿真軟件，使用 EWB （或Multisim ）元器件建立設計電 路模型進行仿真，并調試通過。4撰寫嚴謹的、有理論根據的、實事求是的、文理通順的字跡端正的實驗報告數字電路課 程設計報告。按內容完成設計任務。認真上機，熟練掌握EWB （或Multisim ）仿真軟件，并調試通過，上機結束提交仿真圖、運行結果及結果分析。四. 數字電路課程設計時間1.設計電路原理讀圖、查閱參考書籍和手冊及資料文獻（2 天）2.設計、計算、文件選取、畫出設計電路圖（2 天）。3.調試設計電路、調試及校驗（2天）4.驗收及校驗（1天）五. 數字電路課程設計地點機電系電工電子實驗室六. 數字電子技術課程設計報告要求數字電子技術課程設計報告要求字跡工整、文字通順；其撰寫內容包括：1邏輯設計1）整體方案設計2）單元電路設計3）畫出邏輯總電路圖2仿真（利用EWB （或Multisim ）軟件對電路進行仿真模擬 .），上機調試3調試設計電路、調試及校驗。給出設計結果：1）總體接線圖2）接線圖（仿真圖）（打印，注明指導教師，設計人員，時間）3）時序圖（打印，注明指導教師，設計人員，時間）5. 總結、完成課程設計報告6. 課程設計結束以后把所有的的電子檔歸類、仿真程序歸類后打包拷貝給指導老師存檔。注：（1）要求每班同學分成 8組，每組同學完