綜合設計題一.流水燈總體思路8位流水燈始終是一亮七暗的，根據這個特點可以考慮采用74LS138譯碼器的輸出來實現流水燈的循環電路。同時，還可以用74LS161四位二進制計數器來控制74LS138的輸入端，從而實現對燈亮滅的控制使用元件3—8譯碼器74LS138,四位二進制計數器74LS161,555定時器，七段數碼管譯碼器驅動器4511芯片，數碼管，電容，電阻，非門若干。電路原理框圖元器件在本電路中的主要功能①555定時器fciIK555定時器在本電路中的作用主要是產生占空比可調的矩形脈沖從而可以改變燈亮時間 ，而且它的振蕩周期 為T=fciIK（R1+蟲2）C。此處C=.由電路參數可知，當R1為ft10kQ時，燈亮時間為.它的功能主要由兩個比較器決定。兩個比較器的輸出電壓控制RS觸發器和放電管的狀態。在電源與地之間加上電壓，當 5腳ft懸空時，則電壓比較器Ci的同相輸入端的電壓為2VCC/3，C2的反相輸入端的電壓為VCCZ3。若觸發輸入端TR的電壓小于VCCy3，貝吐匕較器C2的輸出為0,可使RS觸發器置1，使輸出端OUT=1。如果閾值輸入端TH的電壓大于2VCC/3,同時TR端的電壓大于VCC/3,則C1的輸出為0,C2的輸出為1,可將RS觸發器置0,使輸出為0電平。電路圖如下：

VCC)Q%C2豐0.訃VCC)Q%C2豐0.訃7卻kQ弋Ke尸A「?昶帀初：C14=0.anpF|555_VI②74LS161計數器74LS161計數器在本電路中的作用是產生000-111脈沖控制74LS138的AAiAo,依次選通YY。產生脈沖序列也可以用74LS191是四位二進制同步加/減計數器，與74LS161相比，它能夠實現減計數，此處只需要求產生脈沖序列，而且74LS161是常用的計數器，所以選擇74LS161產生脈沖序列。所以采用反饋置數法，產生000-111脈沖序號，時鐘脈沖外部接入，原理圖如下圖所示IRIUAL.B■IRIUAL.B■■■-6印口???-甘S二tIU'-.FLiilAD?■■■-■■■74LS161Dn12VCC5V②74LS138譯碼器74LS138譯碼器在本電路中的作用主要是選通指示燈發光。 它的輸出端為一

個低電平，經過取反之后可以得到一個高電平，從而控制燈的亮滅。它的工作原理是：①當一個選通端（E）為咼電平，另兩個選通端E2和巳為低電平時，可將地址端（AA、A）的二進制編碼在Yo至丫7對應的輸出端以彳低電平譯出。舉例說明：如果AA說明：如果AAiA）=001，那么Yi輸出0,其余輸出1,經過取反之后Yi為1,其余為0,因此只剩下與為0,因此只剩下與Ml相連的指示燈亮,其余燈不亮。因為要控制八位指示燈循環點亮，則需要一系列脈沖序列，使得AAA環點亮，則需要一系列脈沖序列，使得AAA電平發生變化。即依次選通丫0-丫7,脈沖從000-111。U3A74LS04N o脈沖從000-111。U3A74LS04N o2.5VU3BXOX1U274L3138N宦①474L504M Z-5VU3C_3Eo_Y2.5V3F￡59X?X3X574LS04N2.5V-OU274L3138N宦①474L504M Z-5VU3C_3Eo_Y2.5V3F￡59X?X3X574LS04N2.5V-O74^^^4HJ4A2-5X7（④4511芯片驅動器種常用的七段數碼管譯碼器驅動器，使輸入的二主要驅動共陰數碼管，其引腳圖如下圖4511種常用的七段數碼管譯碼器驅動器，使輸入的二主要驅動共陰數碼管，其引腳圖如下圖進制數在數碼管上以十進制數顯示,所示。VDAOADHOBDCOC?D□EOF<K17sacwjii3>二眇直?13亙TT9174J

（勸共陰極數碼管在本電路中的作用主要是顯示目前是幾號燈亮， 便于觀測。其原理圖如下：共陰米用4511七段顯示譯碼器，a,b,c,d,e,f,g, 分別接數碼管的O米用4511七段顯示譯碼器，a,b,c,d,e,f,g, 分別接數碼管的O占占O64 ? 91011=匚顯示第幾個燈在閃爍，信號從AoAAA輸入,ABCDEFGI接數碼管和4511還需要限流電阻220數碼管驅動電路如下整體電路仿真及結果分析①電路仿真

11USRB—92QQft?-W-—血aR4-^vw—3200flS-W—22DQHEvcc\vccSViRZMOhDr*1罰疔Cl-I =001pF丄郭U1T4L51?1D丄胡211USRB—92QQft?-W-—血aR4-^vw—3200flS-W—22DQHEvcc\vccSViRZMOhDr*1罰疔Cl-I =001pF丄郭U1T4L51?1D丄胡274LS11BNSV+51IBP5Vin7ilS畫2200沏LMo「嚴屮 0r4LS04l,2.iV代U-? ___T-~02=5W130AXIKSX?X7用邏輯分析儀對譯碼器輸出端進行高低電平顯示，得到以下結果:?邏輯分他-X31時間砂｝27tWm33(M)Dm 39WOm 45.000mSl.WOm&7(KH)m-j'l厲IHJII心11n5K,'3h②結果分析Y0-Y7輸出波形如上圖所示，由于丫0-丫7高低電平的變化，所以指示燈會閃爍變化，但必須脈沖頻率最好在1KHZ以下，以便人眼能夠識別，計數器產生000-111脈沖輸入74LS138的輸入端，實現丫_丫7的選通,從而實現上述功能，每個燈亮的時間為。不同的思路的流水燈電路因為流水燈每次只有一個燈亮，且亮燈的方向是逐步移動有規律的。

1s。所以還可以考慮用74LS1941s。示波器圖形如下:示波器圖形如下:二.交通燈控制器本電路設計一個十字路口交通燈控制電路，東西方向車道和南北方向車道兩條交叉掉路上的車輛交替運行，每次通行的時間設置為 24秒。在綠燈轉為紅燈時，要求黃燈先亮4秒鐘，才能變換運行車道。可用LED模擬交通燈。用倒計時時顯示每個狀態的時間。總體思路電路有四個狀態：東西綠南北紅-東西黃南北紅-東西紅南北綠-東西紅南北黃，一共有四個狀態循環，所以可以先用一個模4計數器來轉換這四個狀態。使用元件十進制加減計數器76LS190,四位二進制計數器74LS163,2—4譯碼器74LS139,數碼管若干，少量的或非門，與非門和非門電路。3.各個單元電路的功能與分析①74LS163四位二進制計數器 5UVCG???LUI'j.a-Ilk*GNDL匚AUA必GA3cD這里采用74LS163構成模4計數器，狀態由00-01-10（東西綠）（東西黃）（東西紅）（南北綠）（南北黃）（南北紅）11循環。L1L2L3L4L5L6當00時亮，其他狀態時不亮。當01時亮，其他狀態時不亮。當10、11時亮，00、01時不亮。當10時亮，其他狀態時不亮。當11時亮，其他狀態時不亮。當00、01時亮，10、11時不亮。電路可以這樣實現:2.5G B A YO nY2 ￥3H X X H HH HL L L L l-lH MLLHHLH HL H L H HL HL H H H HH L蒿電平L引氐電干冥蘭任官所以，Y0~Y4口接上非門后可以控制L1、L2、L4、L5。L3=B,L6=B，所以將L3直接連在1B端，將1A端加非門與L6相連。通過這樣的連接便可以實現這四個狀態的循環。②74LS190十進制加減計數器由于要實現倒計時顯示，所以可以采用兩片74LS190,該芯片是十進制加減法計數器。通過網絡找出一下功能表。輸入輸出Td 衛—ODqTe汁G嚴Q嚴0 XX y血小必型I島 凸由型1 0 0 tZXXX加法計數1 0 L tXXXX減法計數1 I X :XXXXX保 持昇歩并行S數24秒4秒24秒4秒(00)(01)(10)(11)由于要實現倒計時，所以U/D端輸入高電平，此時計數器進行減計數。用兩片74LS19Q通過RC端進行異步級聯，由于紅燈28秒，黃燈4秒，綠燈24秒，所以各狀態及持續時間如下：狀態1:東西綠南北紅狀態224秒4秒24秒4秒(00)(01)(10)(11)IMIM亠，'汗，沁.譏-JR ' ■ ■■g 1 ?■-.iZTiH-L-~-rALf--F?n-■V-TK-U11eE>-:他5噸::ICT；匸：…..—Y■'I；'EM.—Y■'I；PW?-I'CZ-.>C^K-，…，七GND 當QA~Q全為0的時候，Rc端輸出0,兩個計數器的Rc端連在一個或非門上，當為全0時，或非門輸入1將這個輸出連接到74LS163的時鐘端，即倒計時到00000000時，立即轉化狀態，并且通過一個非門使兩片 74LS190立即置數，轉入下一個轉態的倒計時。…U^.-.7+L；3O：4P：/uianA<LSa4Q'□CD…U^.-.7+L；3O：4P：/uianA<LSa4Q'□CD-》"12DC4.整體電路仿真及結果分析govccSVLK[?U1XI▼AXibillUSAUlA卜皿勺74LSUDnuwp-4：＞^T4LSM0KJ VJ XE XG舟lit1.5'jkLsCa.svmAgovccSVLK[?U1XI▼AXibillUSAUlA卜皿勺74LSUDnuwp-4：＞^T4LSM0KJ