数电大作业流水灯
流水灯实验报告总结
流水灯实验报告总结一、实验目的本次流水灯实验的主要目的是通过实际操作，深入理解数字电路中时序逻辑电路的工作原理，掌握基本的硬件电路设计和编程方法，提高我们对电子电路的实践操作能力和问题解决能力。
二、实验原理流水灯是通过控制一系列发光二极管（LED）依次点亮和熄灭，从而产生一种流动的视觉效果。
其实现的核心原理是利用计数器和译码器来控制 LED 的亮灭状态。
在数字电路中，计数器可以对输入的时钟脉冲进行计数，从而产生不同的计数值。
译码器则将计数器输出的计数值转换为对应的控制信号，使得相应的 LED 点亮或熄灭。
例如，使用常见的 74LS161 四位二进制同步计数器和 74LS138 三线八线译码器，可以构建一个简单的八路流水灯电路。
计数器在时钟脉冲的驱动下不断计数，译码器根据计数器的输出值依次选通不同的输出端口，从而实现 LED 的顺序点亮。
三、实验设备及材料1、数字电路实验箱2、 74LS161 计数器芯片3、 74LS138 译码器芯片4、发光二极管（LED）若干5、电阻、电容等基本电子元件6、杜邦线若干7、数字万用表8、示波器四、实验步骤（一）电路设计1、根据实验原理，在实验箱上规划好芯片的布局和连线方式。
2、使用杜邦线将计数器、译码器和 LED 等元件按照设计好的电路连接起来。
3、注意连接的正确性，避免短路和断路现象。
（二）硬件搭建1、仔细对照电路设计图，将芯片插入实验箱的相应插槽中。
2、确保芯片引脚与插槽接触良好，无松动现象。
（三）编程与调试1、使用数字电路实验箱提供的编程工具，对计数器和译码器进行编程设置。
2、例如，设置计数器的计数模式、初始值等参数。
3、打开电源，观察 LED 的亮灭情况。
4、如果流水灯效果不符合预期，使用数字万用表和示波器等工具检测电路中的信号和电压，排查故障。
五、实验中遇到的问题及解决方法（一）LED 不亮1、问题描述：接通电源后，所有 LED 均不亮。
2、排查过程：首先检查电源是否正常，然后使用万用表测量芯片引脚的电压，发现计数器芯片没有正常工作。
数电大作业流水灯Word版
综合设计题一.流水灯1.总体思路8位流水灯始终是一亮七暗的，根据这个特点可以考虑采用74LS138译码器的输出来实现流水灯的循环电路。
同时，还可以用74LS161四位二进制计数器来控制74LS138的输入端，从而实现对灯亮灭的控制2.使用元件3—8译码器74LS138，四位二进制计数器74LS161，555定时器，七段数码管译码器驱动器4511芯片，数码管，电容，电阻，非门若干。
3.电路原理框图4.元器件在本电路中的主要功能○1555定时器555 定时器在本电路中的作用主要是产生占空比可调的矩形脉冲从而可以改变灯亮时间，而且它的振荡周期为T=0.7（R1+2R2）C。
此处C=0.1uF.由电路参数可知，当R1为10kΩ时，灯亮时间为0.0014s.它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态。
在电源与地之间加上电压，当 5 脚悬空时，则电压比较器 C的同相1的反相输入端的电输入端的电压为 2VCC /3，C2压为VCC /3。
若触发输入端 TR 的电压小于VCC /3，的输出为 0，可使 RS 触发器置 1，使输出端 OUT=1。
如果阈则比较器 C2的值输入端 TH 的电压大于 2VCC/3，同时 TR 端的电压大于VCC /3，则 C1的输出为 1，可将 RS 触发器置 0，使输出为 0 电平。
电路输出为 0，C2图如下：○2 74LS161计数器74LS161计数器在本电路中的作用是产生000-111脉冲控制74LS138的A2A1A，依次选通Y-Y7。
产生脉冲序列也可以用74LS191是四位二进制同步加/减计数器，与74LS161相比，它能够实现减计数，此处只需要求产生脉冲序列，而且74LS161是常用的计数器，所以选择74LS161产生脉冲序列。
所以采用反馈置数法，产生000-111脉冲序号，时钟脉冲外部接入，原理图如下图所示○374LS138译码器74LS138译码器在本电路中的作用主要是选通指示灯发光。
电工学新技术实践数字部分流水灯设计实验报告
总成绩：一、设计任务彩灯控制电路设计。
二、设计条件本设计基于学校实验室的环境，根据实验室提供的实验条件来设计完成任务。
实验室为该设计提供的仪器设备和主要元器件如下：直流稳压电源一台双踪示波器一台函数信号发生器一台数字万用表一只EEL-69模拟、数字电子技术实验箱一台“集成运算放大器应用”实验板一块移位寄存器74LS194、与非门74LS00、74LS20、同步加法计数器74LS161、555定时器、电阻、电容、导线若干三、设计要求本设计要求利用移位寄存器74LS194为核心元件设计一个八路彩灯循环系统，要求彩灯显示以下花型：花型Ⅰ—8路彩灯由中间到两边对称地依次点亮，全亮后仍由中间向两边依次熄灭。
花型Ⅱ—8路彩灯分成两半，从左自右顺次点亮，再顺次熄灭。
要求利用一个开关实现花型Ⅰ和花型Ⅱ的切换。
要求利用555时基电路和计数器74LS161设计秒脉冲发生器做为时序脉冲。
四、设计内容1.电路原理图2.计算与仿真分析II．真值表如下：t 1 2 3 4 5 6 7 81 1 0 0 0 1 0 0 02 1 1 0 0 1 1 0 03 1 1 1 0 1 1 1 04 1 1 1 1 1 1 1 15 0 1 1 1 0 1 1 16 0 0 1 1 0 0 1 17 0 0 0 1 0 0 0 18 0 0 0 0 0 0 0 0 3.元器件清单直流稳压电源一台数字万用表一只EEL-69模拟、数字电子技术实验箱一台移位寄存器74LS194、与非门74LS00、74LS20、同步加法计数器74LS161、555定时器、电阻、电容、导线若干4.调试流程先调试由555时基电路和计数器74LS161构成的秒脉冲发生器，产生1Hz 的时钟信号，其中电阻R2接可变电阻，根据实际输出改变为合适值。
频率可比照标准信号灯调节。
然后单独连接74LS161构成的电路，先用实验箱上的1Hz方波作为其输入时钟信号，将输出先接到四个LED灯上，看是否能产生预期的现象。
流水灯实验报告单(3篇)
第1篇实验名称：流水灯实验实验日期：2021年10月25日实验地点：实验室实验者：张三一、实验目的1. 了解流水灯的原理和组成；2. 掌握流水灯的制作方法；3. 培养动手能力和团队合作精神。
二、实验原理流水灯是一种通过改变电路中各个灯泡的连接方式，实现灯光顺序变化的电子装置。
其原理是利用555定时器产生一个周期性的方波信号，通过控制方波信号的占空比，实现不同灯泡的顺序点亮。
三、实验器材1. 555定时器1个；2. 集成电路板1块；3. 灯泡4个；4. 电阻4个；5. 电池1节；6. 导线若干；7. 万用表1个；8. 电烙铁1把；9. 剪线钳1把。
四、实验步骤1. 制作电路板：将555定时器、电阻、灯泡等元件焊接在电路板上。
2. 连接电路：将电池的正负极分别连接到电路板的电源端，将555定时器的输出端分别连接到灯泡的正极，将灯泡的负极分别连接到电路板的GND端。
3. 测试电路：使用万用表测量555定时器的输出电压，确保输出电压在正常范围内。
4. 调整占空比：通过改变电阻的阻值，调整555定时器的占空比，实现不同灯泡的顺序点亮。
5. 验证实验：观察流水灯的运行情况，确认实验是否成功。
五、实验结果与分析1. 实验成功：通过调整电阻的阻值，实现了4个灯泡的顺序点亮，实验成功。
2. 分析：在实验过程中，我们发现调整电阻的阻值可以改变555定时器的占空比，从而改变灯光的顺序。
当电阻阻值增大时，占空比减小，灯光点亮速度变慢；当电阻阻值减小时，占空比增大，灯光点亮速度变快。
六、实验结论通过本次流水灯实验，我们掌握了流水灯的原理和制作方法，提高了动手能力和团队合作精神。
实验结果表明，通过调整电阻的阻值，可以实现不同灯泡的顺序点亮，达到流水灯的效果。
七、实验反思1. 在实验过程中，我们发现电路板焊接过程中容易出现短路现象，因此在焊接过程中要仔细检查，确保电路板焊接正确。
2. 在调整电阻阻值时，要注意观察灯光的变化，以便找到最佳的电阻阻值。
数电大作业任务流水灯
综合设计题一.流水灯1.总体思路8位流水灯始终是一亮七暗的，根据这个特点可以考虑采用74LS138译码器的输出来实现流水灯的循环电路。
同时，还可以用74LS161四位二进制计数器来控制74LS138的输入端，从而实现对灯亮灭的控制2.使用元件3—8译码器74LS138，四位二进制计数器74LS161，555定时器，七段数码管译码器驱动器4511芯片，数码管，电容，电阻，非门若干。
3.电路原理框图4.元器件在本电路中的主要功能○1555定时器555 定时器在本电路中的作用主要是产生占空比可调的矩形脉冲从而可以改变灯亮时间，而且它的振荡周期为T=0.7（R1+2R2）C。
此处C=0.1uF.由电路参数可知，当R1为10kΩ时，灯亮时间为0.0014s.它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态。
在电源与地之间加上电压，当5 脚悬空时，则电压比较器C1的同相输入端的电压为2VCC /3，C2的反相输入端的电压为VCC /3。
若触发输入端TR 的电压小于VCC /3，则比较器C2的输出为0，可使RS 触发器置1，使输出端OUT=1。
如果阈值输入端TH 的电压大于2VCC/3，同时TR 端的电压大于VCC /3，则C1的输出为0，C2的输出为1，可将RS 触发器置0，使输出为0 电平。
电路图如下：○274LS161计数器74LS161计数器在本电路中的作用是产生000-111脉冲控制74LS138的A2A1A0，依次选通Y0-Y7。
产生脉冲序列也可以用74LS191是四位二进制同步加/减计数器，与74LS161相比，它能够实现减计数，此处只需要求产生脉冲序列，而且74LS161是常用的计数器，所以选择74LS161产生脉冲序列。
所以采用反馈置数法，产生000-111脉冲序号，时钟脉冲外部接入，原理图如下图所示○374LS138译码器74LS138译码器在本电路中的作用主要是选通指示灯发光。
数电大作业流水灯
综合设计题一.流水灯1.总体思路8位流水灯始终是一亮七暗的，根据这个特点可以考虑采用74LS138译码器的输出来实现流水灯的循环电路。
同时，还可以用74LS161四位二进制计数器来控制74LS138的输入端，从而实现对灯亮灭的控制2.使用元件3—8译码器74LS138，四位二进制计数器74LS161，555定时器，七段数码管译码器驱动器4511芯片，数码管，电容，电阻，非门若干。
3.电路原理框图4.元器件在本电路中的主要功能○1555定时器555 定时器在本电路中的作用主要是产生占空比可调的矩形脉冲从而可以改变灯亮时间，而且它的振荡周期为T=0.7（R1+2R2）C。
此处C=0.1uF.由电路参数可知，当R1为10kΩ时，灯亮时间为0.0014s.它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态。
在电源与地之间加上电压，当 5 脚悬空时，则电压比较器 C的同相1的反相输入端的电输入端的电压为 2VCC /3，C2压为VCC /3。
若触发输入端 TR 的电压小于VCC /3，的输出为 0，可使 RS 触发器置 1，使输出端 OUT=1。
如果阈则比较器 C2的值输入端 TH 的电压大于 2VCC/3，同时 TR 端的电压大于VCC /3，则 C1的输出为 1，可将 RS 触发器置 0，使输出为 0 电平。
电路输出为 0，C2图如下：○2 74LS161计数器74LS161计数器在本电路中的作用是产生000-111脉冲控制74LS138的A2A1A，依次选通Y-Y7。
产生脉冲序列也可以用74LS191是四位二进制同步加/减计数器，与74LS161相比，它能够实现减计数，此处只需要求产生脉冲序列，而且74LS161是常用的计数器，所以选择74LS161产生脉冲序列。
所以采用反馈置数法，产生000-111脉冲序号，时钟脉冲外部接入，原理图如下图所示○374LS138译码器74LS138译码器在本电路中的作用主要是选通指示灯发光。
十路流水灯的制作与调试精选全文
数字电子技术基础>>> 实训 十路流水灯的制作与调试
六、思考题
1）CD4017的15脚为清零端，当在清零端上加高电平或正脉冲时进行清零。由于流 水灯是循环往复工作，不需要进行清零，那么此清零端可以悬空吗？
2）想把此10路流水灯改成10路以下的流水灯（如8路或6路），如何进行简单改动？
七、检测与评价
五、电路调试技巧
4017十路流水灯制作完成后，接上5V直流电压，可以看到LED灯从上往下逐个点亮， 直到第10个LED点亮后，循环往复。
如果制作没有成功，请从下面几个方面进行检修与调试： 1）电子初学者，往往因为焊接能力有限或者心浮气燥，焊接的线路多有虚焊、漏焊、 假焊等情况，所以首先检查每条线路是否焊接好，也就是电气性能是否保证。 2）如果焊接线路的连接良好，那么就开始查以555定时器为核心的多谐振荡器电路， 如用万用表检测555集成电路的4脚和8脚是不是高电平（5V电压），1脚电压是否是0V。
二、训练器材
1）万用表、示波器、电烙铁、镊子、尖嘴钳等。 2）十路流水灯电路套件。
三、电路设计功能介绍
该电路主要由555定时器构成的多谐振荡器产生脉冲提供给由4017组成的十进制移位计数器， 进而控制十路LED灯，通电后，LED灯从上往下逐个点亮，直到第十个LED灯，循环往复，且移 动的速度可以调节。
数字电子技术基础>>> 实训 十路流水灯的制作与调试
3．画安装图 根据电路原理图进行安装图的设计，电路板要求单面布线，连接线要平整，不能交叉。 4．安装元器件
十路流水灯正面实物图
数字电子技术基础>>> 实训 十路流水灯的制作与调试
5．焊接与连线
十路流水灯焊接与连线图
数字电路流水灯设计
数字电路流水灯设计一：方案论证与比较1：工作时钟源设计（1）采用 555 定时器接成的多谐振荡器。
555 定时器是多用途的数字—模拟混合集成电路，利用它能极方便的构成施密特触发器，单稳态触发器和多谐振荡器，使用灵活，方便。
555 定时器在波形产生和交换，测量与控制中应用广泛成熟准确。
（ 2）采用三极管多谐振荡器三极管多谐振荡器是一种矩形脉冲产生电路，这种电路不需外加触发信号，便能产生一定频率和一定宽度的矩形脉冲，常用作脉冲信号源。
由于矩形波中含有丰富的多次谐波，故称为多谐振荡器。
多谐振荡器工作时，电路的输出在高、低电平间不停地翻转，没有稳定的状态，所以又称为无稳态触发器。
（ 3）方案比较555 定时器接成的多谐振荡器产生的时钟信号驱动能力较强，555通过改变R和C的参数就可以改变振荡频率，电路参数容易确定，使用简单，信号稳定，调试方便，而三极管多谐振荡器，不易调试，输出信号驱动能力不强且信号不够稳定，故选用 555 定时器接成的多谐振荡器作为系统的时钟源。
2流水灯驱动电路设计本次项目中使用1片4位同步二进制计数器 74LS161，其Q0,Q1,Q2 脚输出三位二进制顺序脉冲 000-001-010-011-100-101-110-111 ，时钟源为 555 定时器的输出方波。
与Q0,Q1,Q2相连接的是一片 38译码器74LS138的A0,A1，A2引脚，丫0- Y7依次输出负脉冲。
其是引脚输入脉冲为时钟源为555定时器的输出方波经一片74LS14反相器反相后的时钟脉冲，其 74LS138真值表如下：输入输出启可十£札人肾專石F*莅％爲0X X X T11111111X1X X X 1 1 111 1 1 11000 00 1 111 1 1 11 000110111 1 1 11 0010 1 1 011 1 1 11 0011 1 1 101 1 1 110100 1 1 110 1 1 11 0 1 01 1 1 1110 1 11011011111 1 0 11 0 1 11111111108个LED以共阳接法分别接于丫0—丫7,依次点亮，其亮灭频率由555定时器产生的时钟频率为准。
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○1 74LS163 四位二进制计数器
这里采用 74LS163 构成模 4 计数器，状态由 00 → 01 → 10 → 11 循环。 L1（东西绿）：当 00 时亮，其他状态时不亮。 L2（东西黄）：当 01 时亮，其他状态时不亮。 L3（东西红）：当 10、11 时亮，00、01 时不亮。 L4（南北绿）：当 10 时亮，其他状态时不亮。 L5（南北黄）：当 11 时亮，其他状态时不亮。
2.使用元件 3—8 译码器 74LS138，四位二进制计数器 74LS161，555 定时器，七段数码管 译码器驱动器 4511 芯片，数码管，电容，电阻，非门若干。 3.电路原理框图
4.元器件在本电路中的主要功能
○1 555 定时器
555 定时器在本电路中的作用主要是产生占空比可调的矩形脉冲从而 可以改变灯亮时间，而且它的振荡周期为 T=0.7 （ +2 ）C。此处 C=0.1uF.由电路参数可知，当 R1 为 10kΩ时，灯亮时间为 0.0014s.它的功能主 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态。在电源与地之间加 上电压，当 5 脚悬空时，则电压比较器 C1 的同相 输入端的电压为 2VCC /3，C2 的反相输入端的电压 为 VCC /3。若触发输入端 TR 的电压小于 VCC /3，则比较器 C2 的输出为 0， 可使 RS 触发器置 1，使输出端 OUT=1。如果阈值输入端 TH 的电压大于 2VCC/3，同时 TR 端的电压大于 VCC /3，则 C1 的输出为 0，C2 的输出为 1， 可将 RS 触发器置 0，使输出为 0 电平。电路图如下：
○2 74LS190 十进制加减计数器
由于要实现倒计时显示，所以可以采用两片 74LS190，该芯片是十进 制加减法计数器。通过网络找出一下功能表。
6.不同的思路的流水灯电路 因为流水灯每次只有一个灯亮，且亮灯的方向是逐步移动有规律 的。所以还可以考虑用 74LS194 移位寄存器来实现，每个灯亮的时间 为 1s。电路图如下：
示波器图形如下：
二.交通灯控制器 本电路设计一个十字路口交通灯控制电路，东西方向车道和南北方向
车道两条交叉掉路上的车辆交替运行，每次通行的时间设置为 24 秒。在绿 7
数电大作业流水灯
-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
综合设计题
一.流水灯 1.总体思路 8 位流水灯始终是一亮七暗的，根据这个特点可以考虑采用 74LS138 译码
器的输出来实现流水灯的循环电路。同时，还可以用 74LS161 四位二进制计数 器来控制 74LS138 的输入端，从而实现对灯亮灭的控制
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5.整体电路仿真及结果分析
○1 电路仿真
用逻辑分析仪对译码器输出端进行高低电平显示，得到以下结果：
○2 结果分析
Y0-Y7 输出波形如上图所示，由于 Y0-Y7 高低电平的变化，所以指 示灯会闪烁变化，但必须脉冲频率最好在 1KHz 以下，以便人眼能够识
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别，计数器产生 000-111 脉冲输入 74LS138 的输入端，实现 Y0-Y7 的选 通，从而实现上述功能,每个灯亮的时间为 0.014s。
○4 4511 芯片驱动器
4511 芯片驱动器是一种常用的七段数码管译码器驱动器，使输入的二 进制数在数码管上以十进制数显示，主要驱动共阴数码管，其引脚图如下 图所示。
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○5 共阴极数码管
在本电路中的作用主要是显示目前是几号灯亮，便于观测。其原理图 如下：
采用 4511 七段显示译码器，显示第几个灯在闪烁，信号从 A0A1A2A3 输入， a,b,c,d,e,f,g,分别接数码管的 ABCDEFG,连接数码管和 4511 还需要限流电阻 220 数码管驱动电路如下
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○2 74LS161 计数器
74LS161 计数器在本电路中的作用是产生 000-111 脉冲控制 74LS138 的 A2A1A0，依次选通 Y0-Y7。产生脉冲序列也可以用 74LS191 是 四位二进制同步加/减计数器，与 74LS161 相比，它能够实现减计数， 此处只需要求产生脉冲序列，而且 74LS161 是常用的计数器，所以选 择 74LS161 产生脉冲序列。所以采用反馈置数法，产生 000-111 脉冲 序号，时钟脉冲外部接入，原理图如下图所示
灯转为红灯时，要求黄灯先亮 4 秒钟，才能变换运行车道。可用 LED 模拟 交通灯。用倒计时时显示每个状态的时间。
1.总体思路 电路有四个状态：东西绿南北红 → 东西黄南北红 →东西红南北绿 → 东西红南北黄，一共有四个状态循环，所以可以先用一个模 4 计数器来转 换这四个状态。 2.使用元件 十进制加减计数器 76LS190，四位二进制计数器 74LS163，2—4 译码器 74LS139，数码管若干，少量的或非门，与非门和非门电路。
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L6（南北红）：当 00、01 时亮，10、11 时不亮。 电路可以这样实现：
其中，74LS139 是 2-4 译码器，它的功能表如下：
所以，Y0~Y4 口接上非门后可以控制 L1、L2、L4、L5。 L3=B，L6= B ，所以将 L3 直接连在 1B 端，将 1A 端加非门与 L6 相连。 通过这样的连接便可以实现这四个状态的循环。
○3 74LS138 译码器
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74LS138 译码器在本电路中的作用主要是选通指示灯发光。它的输出端为 一个低电平，经过取反之后可以得到一个高电平，从而控制灯的亮灭。它的工 作原理是：①当一个选通端（E1）为高电平，另两个选ห้องสมุดไป่ตู้端 E2 和 E3 为低电平 时，可将地址端（A0、A1、A2）的二进制编码在 Y0 至 Y7 对应的输出端以低电平译 出。举例说明：如果 A2A1A0=001，那么 Y1 输出 0，其余输出 1，经过取反之后 为 1，其余为 0，因此只剩下与 相连的指示灯亮，其余灯不亮。因为要控制八 位指示灯循环点亮，则需要一系列脉冲序列，使得 A2A1A0 电平发生变化。即依 次选通 Y0-Y7，脉冲从 000-111。