霓虹灯控制电路设计

霓虹灯控制电路设计

一、设计指标要

（一）设计一电路控制四组八个发光二极管

（二）按照一定的要求进行亮灭变化

二、设计构成及元件

（一）四组八个发光二极管及八个限流电阻

（二）四片74LS374八D三态输出寄存器，每片控制一组二极管发光

（三）两片74LS161四位二进制可预置同步递增计数器构成八位二进制计数器，控制二极管发光变化规律

（四）一片NE555定时器和若干电阻、电容构成矩形波发生器提供计数器和寄存器脉冲

（五）2764E P R O M

三、设计方案

（一）根据以上的电路要求和元件的选择，要控制四组八个发光二极管进行亮度的变化，所以先要清楚二极管作为一个整体进行规律的亮度变化有两种接法：共阴极和共阳极。

（二）给定中元件NE555定时器和若干电阻，电容构成矩形波发光器，我们知道NE555工组成结构：若干电阻，电容，两个比较器，一个锁存器。主要通过改变一个电阻的大小来改变输出脉冲的频率。

（三）两片74LS161四位二进制计数器构成八位计数器，通过计数器作用可以不断的产生有规律的二进制数组。用到一片2764存储器，丛存储器的作用可知道，这里用存储器用来存放一些让霓虹灯有规律发光

的程序。4片74LS374八d寄存触发器，分别用来寄存计数器产生的二进制组。然后由这些寄存的二

进制组去接四组八个发光二极管，这样的话就会产生一系列规律霓虹灯。

四、单元元件及电路分析：

1：555定时器分析：

VCC端接+5V的电压，在555定时器中有两个比较器C1和C2，其中还有输入信号，与+5的电压提拱的电

压在比较器中进行比较。根据比较的电压和C1和C2的参考电压不同，因而锁存器的置0或是置1的信号发生在两输入信号的不同电平。这样就行成施密特触发器，然后再将输出电压经RC积分回路接回输入端就行了，最后根据C1的充、放电时间的微、积分环节的出输出3端的不同的T出现在不同的波形，使的NE555定时器产生以T 为周期的脉冲。T=（R1+2R2）CIn2

2：两片74LS161四位二进制制接成的一片八位二进制计数器：

首先一片74LS161的四位二进制计数器我工作原理是在它的所控制端都为高电平均1的时候才会进行计数工作，而且它从一开始计数到计数完后会自动清零，同时进位端CO会产生高电平所以要把两片74LS161接成一片八位二进制计数器，首先第一片的74LS161所有控制端都接高电平1，进位端CO接在第二片的74LS161的控制T和P 上，也就是说当第一片计数完后，第一片自动清零，CO进位产生1，也就相当于第二片的74LS161的所有控制端开始接1，第二片开始计数。以上的方法能将两片四位二进制接成一个八位二进制的计数数。所先当第一片的D0——D3都接0，第一片开始计数，丛0000到1111，此时第二片的输出端都是0000，所以此时有16个二进数，到1111后，第一片产生进位，CO为1，第二片开始计数，同第一片一样，也是从0000到1111，两片的总输出就有32个二进制数。所以计数器的作用就是在NE555定时器每给计数器来一个脉冲时，它就计一次数，周期是32次，然后又周尔复始的计数。

3、2764E PR O M：

VCC

2764EPROM有13个输入端和8个输出端以及两个控制端，且2764EPROM是在所有控制端都为高电平1的情况下才正常工作的，在此个原理图当中用到它的8接口，输入地址的高4位加到地址译码器上，从16行存储单元

中选出要读的一行，输入地址的低4位加到列地址译码器上，再从选中的一行存储单元中选出要读的一位，如果这时OE和CE为高电平1时，则数据便出现在输出端上，EPROM的编程需要使用编程器完成。编程器是用于产生EPROM 的编程所需要的高电压脉冲信号的装置。编程时是将EPROM插到编程器上，并将准备写入EPROM的数据表装入编程器的随机存储器中，然后启动编程程序，编程器便将数据行地写入EPROM中。EPROM的擦除在擦除器中进行。这个EPROM中有8K个存储单元，所以它能让我们很好的按顺序写入二进制信号，起到预先写入控制规律的作用。

4、74LS374寄存器：

VCC

寄存器用于寄存一组二进制代码，用于各类数字系统和数字计算机中。因为一个触发器能储存1位二值代码，所以用N个触发器组成的寄存器能储存一组N位的二值代码。

74L S374是用C M O S管组成的八位寄存器。且为了它的灵活性的发挥，在电路还加了一些控制电路，74LS374是有控制端为高电平的时候才正常工作的。寄存器有三种工作症态，异步置0、输出三态控制和保持功能。这里所说的三态控制是指在C L K来一个脉冲时，寄存器就寄储一组二值代码。且以上四位寄存器是同时输入C L K的，因此这种方法称为串行输入并行输出的

方式。它们分别用来寄储以上的计数器产生的二进制代码，四个寄存器分别用来寄存八个

二值代

码，通过这些寄存的代码来控制四组发光二极管。

5、四组发光二极管：

本例中发光二极管用共阴极法连接。用寄存器中寄存的二值代码来控制此八个发光二极管，决定八个LED灯的亮否。

五、整体电路

课程设计实习总结

在上周期间，在学校的安排和指导老师的引导下，我们进行了一次简单的模拟电子技术的课程设计，在这设计的过程中，我们主要是学习了对霓虹灯控制电路的设计。通过这次学习，使我们更进一步地了解到霓虹灯控制电路各部分的工作原理以及各部分的元器件要求。

在实习的这段期间，指导老师先是给我们交代了实习的课题，也同时交代了我们该课程设计的指标要求。看着这简简单单的几条要求，却是我们课程设计的内涵了。我本来对数电的学习就稍感困难，现在面对着这些看似简单的要求，着实是让我头疼的啊。话说白了就属于那种，看着要求却是毫无头绪、无从下手的了。心里完全就是没有了底了的。

在接下来的实习过程中，我除了一遍又一遍地上网查资料就想不出还有什么其他的方法了。在网上我找到了许许多多的电路图，74LS374、74LS161、NE555……但是网上毕竟不是按照我们需要的电路要求设计的，所以只可以借鉴不可以照抄。但是各个元件的功能作用是一定的，可以根据我们的设计要求做出符合我们的电路设计即可。

结合网上的资料和课本的知识，总算是可以画出一个初步的霓虹灯控制电路的设计图了。经过指导老师的检查及修改，第一步的电路图是设计出来了，接下来的是参数的计算及选取，这样的一步也并不简单的。结合课本的例子以及老师给的设计指标，通过计算选择分别给电路图上的各元器件加上适合的数据。使得这些数据的计算结果符合所有的要求。

在老师的第二次检查后，该课程设计基本就完成了。在这次的实习过程中，我受益良多。认识到以前所学的数电知识不可以有所模糊，了解到对霓虹灯控制电路设计中各部分电路的工作原理以及所起的作用。也同时知道了部分元器件的作用。这次的实习让我懂得了动手的重要性，更提高了自己思考的能力。

参考文献：

《数字电子技术基础》阎石主编