灯光显示电路

1、设计题目:灯光显示电路

1.1、设计目的:

1.掌握技术、译码、显示驱动电路的设计与调试方式。

2.根据不同的要求实现不同的输出。

1.2、设计任务:

三个彩灯红、绿、黄循环显示。彩灯显示状态表如下表所示。

1.3、参考设计方案

根据彩灯显示的状态表分析,该电路由计数器、显示译码模块、显示驱动电路构成。计数器实现000~111状态的输出,显示译码模块吧计数器的输出转换成彩灯显示状态,由发光二极管显示输出。彩灯显示电路框图如图所示。

1.4、设计要求

1)确定总体设计方案画出总方框图。

2)确定各单元电路的功能,进行单元电路的设计,画出逻辑图。

3)确定元器件,选择型号。

4)画出总逻辑和装配图,并在实验板上组装电路。

5)进行电路调试,达到设计要求。

6)写出总结报告。

2、日程安排:

7月5日接到设计题目,初步确立实验方案。

7月6日上午调试时间利用仿真软件成功设计出电路并且仿真成功。

7月7日上午去电子市场购买实验所需器件,下午进行第二次调试,用实验室中器材完成实验现象,电路焊接做到一半终止。

7月8日整理实验报告。

7月9日答辩。

3、实验逻辑图:

4、实验装配图:

4.1、使用标准脉冲源做脉冲源。

4.2、经改良后使用555计时器作为脉冲源。

5、实验方案

R=(DHE)’

G=(CEG)’

Y=(BEH)’

6、试验中所涉及元件:

5.1、555计时器。

由555定时器构成的多谐振荡器如图1所示,R1,R2和C是外接定时元件,电路中将高电平触发端(6脚)和低电平触发端(2脚)并接后接到R2和C的连接处,将放电端(7脚)接到R1,R2的连接处。

由于接通电源瞬间,电容C来不及充电,电容器两端电压uc为低电平,小于(1/3)Vcc,故高电平触发端与低电平触发端均为低电平,输出uo为高电平,放电管VT 截止。这时,电源经R1,R2对电容C充电,使电压uc按指数规律上升,当uc上升到(2/3)Vcc时,输出uo为低电平,放电管VT导通,把uc从(1/3)Vcc 上升到(2/3)Vcc这段时间内电路的状态称为第一暂稳态,其维持时间TPH的长短与电容的充电时间有关。充电时间常数T充=(R1+R2)C。

由于放电管VT导通,电容C通过电阻R2和放电管放电,电路进人第二暂稳态.其维持时间TPL的长短与电容的放电时间有关,放电时间常数T 放=R2C0随着C的放电,uc下降,当uc下降到(1/3)Vcc时,输出uo。为高电平,放电管VT截止,Vcc再次对电容c充电,电路又翻转到第一暂稳态。

不难理解,接通电源后,电路就在两个暂稳态之间来回翻转,则输出可得矩形波。电路一旦起振后,uc电压总是在(1/3~2/3)Vcc 之间变化。图1(b)所示为工作波形。

5.2、74ls160

160 为可预置的十进制同步计数器,共有54/74160 和54/74LS160 两种线路结构式,其主要电特性的典型值如下:

160 的清除端是异步的。当清除端/MR 为低电平时,不管时钟端CP 状态如何,即可完成清除功能。160 的预置是同步的。当置入控制器/PE 为低电平时,在CP 上升沿作用下,输出端Q0-Q3 与数据输入端P0-P3 一致。对于54/74160,当CP 由低至高跳变或跳变前,如果计数控制端CEP、CET 为高电平,则/PE 应避免由低至高电平的跳变,而54/74LS160 无此种限制。160 的计数是同步的,靠CP 同时加在四个触发器上而实现的。当CEP、CET 为高电平时,在CP 上升沿作用下Q0-Q3 同时变化,从而消除了异步计数器中出现的计数尖峰。对于54/74160,只有当CP 为高电平时,CEP、CET 才允许由高至低电平的跳变,而54/74LS160 的CEP、CET 跳变与CP 无关。160 有超前进位功能。当计数溢出时,进位输出端(TC)输出一个高电平脉冲,其宽度为Q0 的高电平部分。在不外加门电路的情况下,可级联成N 位同步计数器。对于54/74LS160,在CP 出现前,

即使CEP、CET、/MR 发生变化,电路的功能也不受影响。

本实验利用了同步置数法将160接成8进制以实现控制循环。

5.3、74ls138

138为3 线-8 线译码器,共有54/74S138 和54/74LS138 两种线路结构型式,其主要电特性的典型值如下:

当一个选通端(G1)为高电平,另两个选通端(/(G2A)和/(G2B))为低电平时,可将地址端(A、B、C)的二进制编码在一个对应的输出端以低电平译出。利用G1、/(G2A)和/(G2B)可级联扩展成24 线译码器;若外接一个反相器还可级联扩展成32 线译码器。若将选通端中的一个作为数据输入端时,138 还可作数据分配器。

5.4、74ls20

7、购置器件列表:

1KΩ电阻*2

0.01uF电容*1

0.47uF电容*1

ne555 *1

74ls160 *1

74ls138 *1

74ls20 *2

Led(红、绿、黄)各1

电路板*1

导线若干

8、心得体会:

通过这几天的课程设计,让我体会到要想制作一个实用的电子设备的困难,不仅需要很长的时间,还要很多的精力。它使我深刻认识到理论与实际相结合的重要性,光有理论知识是远远不够的,只有把所学的理论知识与实践相结合,从理论中得出结论,才能真正掌握本领,从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中,可以说是困难重重,毕竟以前在这方面做的太少,难免会遇到过各种各样的问题,但的确使我受益匪浅,使我们巩固了书面知识、认识到的了自身的不足,这将有助于我们今后进一步的学习。

9、参考文献:

电子线路设计.实验.测试(第二版)[M].武汉:华中科技大学出版社.2000 电子技术基础试验(第二版)[M].北京:高等教育出版社.2000

数字电子技术基础(第五版)[M].北京:高等教育出版社.2006

电子系统设计与实践(第一版)[M].北京:电子工业出版社.2004。

电气与电子工程学院

题目:灯光显示电路

专业:自动化

班级:080303

姓名:

费明强20080256

刘雨锋20080268

胡波20080258

王猛20080278

指导教师:李岩

(课程设计时间:2010年07月5日——2010年07月9日)

电气与电子工程学院

题目:灯光显示电路

专业:自动化

班级:080303

姓名: 费明强

20080256

指导教师:李岩

(课程设计时间:2010年07月5日——2010年07月9日)

电气与电子工程学院

题目:灯光显示电路

专业:自动化

班级:080303

姓名: 刘雨锋

20080268

指导教师:李岩

(课程设计时间:2010年07月5日——2010年07月9日)

电气与电子工程学院

题目:灯光显示电路

专业:自动化

班级:080303

姓名: 胡波

20080258

指导教师:李岩

(课程设计时间:2010年07月5日——2010年07月9日)

电气与电子工程学院

题目:灯光显示电路

专业:自动化

班级:080303

姓名: 王猛

20080278

指导教师:李岩

(课程设计时间:2010年07月5日——2010年07月9日)

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