数字电路流水灯设计书
流水灯设计报告
流水灯设计报告一、实验目的通过本实验教学，学习数字电路综合应用（将单元电路组成系统电路的方法），掌握简单数字系统设计方法。
通过查阅手册和文献资料，培养独立分析和解决实际问题的能力。
掌握示波器、信号发生器、频率计、万用电表等常用电子仪器设备的使用。
获得数字电路综合应用能力。
二、实验内容用D 触发器和译码器设计一个8位可循环的流水灯，用仿真软件进行仿真，最后根据电路图在万能板上焊接出来。
三、实验原理1.D 触发器D 触发器的状态方程为：Q n+1=D 。
其状态的更新发生在CP 脉冲的边沿，74LS74（CC4013）、74LS175（CC4042）等均为上升沿触发，故又称之为上升沿触发器的边沿触发器，触发器的状态只取决于时针到来前D 端的状态。
D 触发器应用很广，可用做数字信号的寄存，移位寄存，分频和波形发生器等，图A 为74LS74外引线排列，图B 为D 触发器逻辑符号。
2.译码器74LS138 为3 线－8 线译码器，共有 54LS138和 74LS138 两种线路结构型式工作原理：① 当一个选通端（E1）为高电平，另两个选通端（(/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。
比如：A2A1A0=110时，则Y6输出端输出低电平信号。
图A 74LS74外引线排列图B D 触发器逻辑符号表1 74LS138逻辑功能表② 利用 E1、E2和E3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。
③ 若将选通端中的一个作为数据输入端时，74LS138还可作数据分配器。
④ 可用在8086的译码电路中，扩展内存。
引脚功能：A0∽A2：地址输入端STA （E1）：选通端/STB （/E2）、/STC （/E3）：选通端（低电平有效）/Y0∽/Y7：输出端（低电平有效）VCC ：电源正GND ：地A0∽A2对应Y0——Y7；A0,A1,A2以二进制形式输入，然后转换成十进制，对应相应Y 的序号输出低电平，其他均为高电平。
流水灯电路设计说明书
说明书目录一、EDA技术和设计题目简介 (1)1.1 EDA技术简介 (1)1.2 EDA技术概念 (2)1.3 VHDL的简介 (2)1.4 流水灯电路设计简介 (3)二、设计方案的论证及选择 (4)2、1 方案一 (4)2.2 方案二 (4)2.3 方案的选择 (5)三、设计实现 (6)3.1 芯片简介 (6)基本参数如下： (6)3.2 方式选择电路 (7)3.3 时钟电路的设计 (8)3.4 LED显示电路的设计 (9)3.4 整体电路设计图 (9)3.6 流水灯总设计电路图 (11)四、系统调试 (12)4.1仿真波形与分析： (12)4.2 系统验证流程 (14)五、总结 (15)六、参考文献 (16)七、附录 (17)说明书一、EDA技术和设计题目简介1.1 EDA技术简介20世纪90年代，国际上电子和计算机技术较先进的国家，一直在积极探索新的电子电路设计方法，并在设计方法、工具等方面进行了彻底的变革，取得了巨大成功。
在电子技术设计领域，可编程逻辑器件（如CPLD、FPGA）的应用，已得到广泛的普及，这些器件为数字系统的设计带来了极大的灵活性。
这些器件可以通过软件编程而对其硬件结构和工作方式进行重构，从而使得硬件的设计可以如同软件设计那样方便快捷。
这一切极大地改变了传统的数字系统设计方法、设计过程和设计观念，促进了EDA技术的迅速发展。
EDA技术就是以计算机为工具，设计者在EDA软件平台上，用硬件描述语言VHDL完成设计文件，然后由计算机自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局、布线和仿真，直至对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作。
EDA技术的出现，极大地提高了电路设计的效率和可操作性，减轻了设计者的劳动强度。
利用EDA工具，电子设计师可以从概念、算法、协议等开始设计电子系统，大量工作可以通过计算机完成，并可以将电子产品从电路设计、性能分析到设计出IC版图或PCB版图的整个过程的计算机上自动处理完成。
74LS138与74LS161组成流水灯数电课程设计
数字电子技术课程设计流水灯专业：电子信息技术及仪器班级：电仪09-3 班学号：***********设计目的流水灯：一排灯按一定的顺序逐次点亮，设计流水灯的方法有很多种，我的设计思路是：NE555产生秒脉冲信号，74LS161组成8进制计数器，74LS138进行译码，通过三极管的带负载能力，点亮发光二极管。
二设计方法1.利用5亦定时器制柞一个秒信号发生器(I ) .555^时器的结构图圉1.555定时器结构图丁叫是比较的输人端（也称阈值4L用TH标注），叫是比较器G的输人3fif也称粒发熄•用TIV标注人c t和G的参考电压（电压比较的基准八击和卩衫由卩伍经三小5 kn电S1分压給出*在控制电压输人端叫:。
悬空时.V tl= 2 1 1 yV cct V tt -yV^o如果怙外接固定电压•则b厂*%“R；量童零輸入燼。
只要在R：瑞加上低电平•输出端％便立即被臂成魅电平•不受其他输人端状态的总响*匸常工作时必加使心处于离电平“图中的數码I・8为器件刖畀的编号°由图10.5. 1可知，当％>V^ A…> V v时，比较1H C t的输岀如=叭比较器c t的權出叫X 1 t SR锁存器»S O.T^导通■同时坯为低电To当如< V Ml s时.％“，赖存赛的状态保持不变'因而几和输出的状态也堆持不交。
护当叫| < V tJ时理心=1 J3«=0,故锁存器被胃1 ,v o为高电平•同时川止.当1-… > V., S <#眾时理口=0』口績存器处于Q7 八的状态・％处于髙电平令同时T o ft Ito（2）定时器功能表NE555W 真图:......................... U 5 ''S55 TlMtrt MTEtf实现8进制加计数74LSI61是常用的四證二进制可读實的同步加法计数器，他可以晁活的运用衽齐种数字电路’以及EJY 机系统种实现分频器等根多逼要的功能，’HF* lODnF -—WV-'OkDR17 C24.7lcQTl- IO 「F ■…VCC.. VCC …謝］Vcc TO Qo Qi S Qj GET PE 伺冋冋丙伺而冋rn LJLJLJHlJJLiJliJLL*R CP P（） P| P2 P3 CEP GNO<741^161引脚图a禅刃罔介绍：时钟CP和四个数据输入端HM>3清零/MR便能CEP, CET然后对74LS161进行8进制改组，需要一个与非门，用到芯片74HC00也就是奖74LS161的输出端通过与非门，当输出为8时为一的输出与非后接到74LS161的清零段。
流水灯电路的设计
流水灯电路的设计引言在数字电路中，由于中规模集成电路功能强大、种类繁多，得到了广泛的运用。
很多中规模集成电路都具有通用性，它的应用已不仅仅局限于其本身所具有的功能，例如流水灯电路就可以用移位寄存器构成移存型计数器的输出端接8个LED灯组成。
一单向单灯循环单向单灯循环电路是使8个LED灯轮流点亮，并向一个方向循环。
所以可采用具有右移功能的寄存器CT74LS195来实现。
电路图如图1。
图1 单向单灯循环电路选用CT74LS195四位寄存器两片，将I片的端接II片的串行输入端，II片的端接I片的串行输入端。
在端，当并行置入信号出现时，在L4--L8端并行置入1000 0000，随后使端为1，此时在移存脉冲的作用下，实现循环移位，依次点亮L1--L8的LED灯。
二双向双灯循环要实现双向双灯循环，则需要选用具有双向移位功能的寄存器，故选用74LS194四位双向移位寄存器两片，将其级联起来。
I片左移串行输入Lin端接II片的Qa(L5)，II片的右移串行输入Lin端接I片的(L4)，构成一个八位的移存型计数器，如图2所示。
其在移存脉冲作用下的工作过程见表1。
图2 双向双灯循环电路由表1可见，它完成一次循环需要12个脉冲。
选用四位二进制计数器74LS163一片，将它接成12进制计数器，使它与寄存器同步变化。
由工作表可见，在第7个脉冲后电路由右移变为左移，可利用计数器端的变化作为寄存器工作方式的控制信号：当=0时，实现右移，控制信号S0S1=10； =1时，实现左移，控制信号S0S1=01。
工作过程如下：首先使寄存器和计数器清零，随后计数器开始计数。
利用计数器开始计数的前两个状态0000和0001产生1信号加到寄存器I的的Rin端，由于此时=0，寄存器处于右移移位状态，随着计数的进行当=1时，寄存器由右移变为左移，当计数器计到1101时，产生并行置数信号，将0010送到计数器输出端，使计数器按12进制计数，以后的工作过程按表1重复进行。
数字电路流水灯实验
电子流水灯电路设计与制作报告一 设计目的1熟练掌握电路的设计、制作、测试。
2进一步理解体会各种芯片的使用功能和使用技巧。
二 设计方案1逻辑框图2 整机电路图 布局图(见附录图)三 主要元器件介绍。
1 555定时器555 定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。
一般用双极性工艺制作的称为 555，555 定时器的电源电压范围宽，可在 4.5V~16V 工作。
2 74ls191 计数器二进制同步可逆计数器，同时兼有加和减两种计数的功能。
74ls191 计数器逻辑电路图3 74ls1383-8译码器74ls138逻辑电路图四焊接与调试1焊接步骤（1）清洁烙铁头：要求烙铁头保持干净，无焊渣等氧化物。
（2）加热焊接部位：用适当的力将烙铁头压在加热的部位。
烙铁与铜箔之间角度为40度至60 度左右。
对于在印制板上焊接元器件来说，要注意使烙铁头同时接触两个被焊接物。
使其受热均匀。
对于，热容量小的焊件，如印制板上较细导线的连接，可以直接省略。
加热时，应该让焊件上需要焊锡浸润的各部分均匀受热，而不是仅仅加热焊件的一部分，更不要采用烙铁对焊件增加压力的办法，以免造成损坏或不易觉察的隐患。
（3）供应焊锡：先在铜箔与元件的供有点加微量焊锡，为提高导热性，如有管脚的话，再给管脚的切段面加微量焊锡，覆盖即可，目的防止氧化。
因为焊锡由低温向高温流动的性质，所以离烙铁头较远处慢慢注入焊锡丝，并调整供给的量及速度，注意不要供给烙铁头上。
烙铁头必须放在能对铜箔和元件同时加热的部位，根据铜箔的大小材质，铜箔和元件大的，烙铁头的接触面积大，反之烙铁头接触面积小，这样可使铜箔和元件在同一时间达到同一温度。
（4）抽出焊锡：当焊丝熔化一定量后，立即向左上45°方向移开焊丝。
2调试方法接上+5v的电源进行调试。
3在调试过程中，发现八盏灯只有一盏是亮的，仔细检查后，发现有一条线路是断开的，修补后，再次调试，一切正常。
五设计总结与体会通过多日的设计修改，，一方面增长了知识，另一方面增强了动手能力，更主要的是学会了做事要细心，总之，感觉收货很多。
数字设计课程设计-流水灯
数字设计课程设计课题：流水灯的设计姓名：学号：老师：一、课程任务流水灯的设计二、任务要求设计一个可以循环移动的流水灯，灯总数为8盏。
具体要求如下：1、5亮，其余灭，右移三次后全灭；4、8亮，其余灭，左移三次后全灭；4、5亮，其余灭，各向两边移三次后全灭；1、8亮，其余灭，各向中间移三次后全灭。
要求彩灯电路在某电路板上完成，该电路板能够提供48MHz标准时钟信号，附带有8个共阳的LED管可作为彩灯使用。
要实现的电路的框图如图所示：要实现的电路848MHz8个LED灯图1 要实现的电路框图三、设计思路8盏灯可以分为两组，每组只有一盏灯点亮或者全灭，每盏灯有左移和右移两种移动方式，所以原理框图如下:四、电路设计1.48MHz时钟信号的产生2.分频电路模块通过1/48M分频器将48MHz信号分频为1Hz信号3.周期和方向控制每一组的四盏灯都是依次点亮后再熄灭，第一组的四个灯是先右移三次后全灭再左移三次后全灭，第二组则是先右移三次后全灭再左移三次后全灭然后从第四灯再左移三次后全灭再右移三次后全灭，所以可见第一组的控制信号的周期应为1Hz的5分频，第二组的控制信号的周期应为1Hz的10分频.第一组的5分频通过74LS169的Q A与Q b相与后经T触发器获得（T触发器通过74LS74的D触发器改得），再将获得的5分频信号接到74LS169的U/D引脚用以控制信号灯的移动方向。
再通过译码器74LS139 的1A,2A，g分别与169Q A，Q b和Q c相连，经过译码后接反相器后接上LED灯，用以控制灯的明灭。
在Multisim中的仿真电路图如下（输入信号为1HzTTL信号）：得到的输出结果为：1→2→3→4→0→4→3→2→1→0→1→2→3→4→0→4→3→2→1的循环（数字0表示全灭，1到4表示亮着的灯的位置）。
第二组的10分频信号通过同第一组一样的5分频信号再经过一次T触发器获得。
通过另一片74LS169得到一个信号使第片74LS169每过1个5分频置位一次。
数字电路流水灯
流水灯设计专业班级学生指导教师日期2011年7 月7日一．名称：流水灯设计方法：1.利用555定时器制作一个秒信号发生器。
（1）.555定时器的结构图图1.555定时器结构图（2）.555定时器功能表（3）.秒信号产生计算参数：图.3. 用555做的多谐振荡器因为R1=R2，所有取2搞47KΩ和一个2KΩ的电阻串联。
就得到如图3的设计图。
2．控制电路（1）.用分配器控制彩灯的流水式.74HC4017中1-7,9-11为输出管脚，输出为1000000000—010*******—0010000000—0001000000——0000100000——0000010000——00000001000——0000000100——00000000010——0000000001——1000000000.符号如下图。
逻辑图封装图14管脚是时钟输入端。
13是低电平有效。
15清零端端。
12管脚为进位端。
这个设计中我们只用1个芯片，所有不用12端。
（2）.时序波形图3.仿真过程通过一个星期的课程设计，我们了解到此次设计主要是完成LED循环闪烁电路的设计，当我把准备好关于此次课程设计的资料分析后，我没有到学校的实验室进行本次课程设计，而是天天在寝室或者图书馆来回跑，进过这些天的努力，终于完成了12V直流稳压电源和LED循环闪烁次得任务。
当我把电路连接好后，做了最后的检查，在检查过后，就是进行电路仿真过程。
当电路仿真成功后，就是进行LED循环闪烁电路部分的观察，当通电后，LED 循环闪烁，在通电后，看LED灯是否按照我们本次课程设计的要求进进行闪烁，如果不按照要求闪烁的话，再进行电路的检查，直到结果正确才成功。
检查电路设计的原理图即导线的链接，并确定导线的链接与电路原理图一致。
检查导线的链接，并检查导线是否断路，根据电路原理图，检查各导线对应的按点是否接好。
检查完线路，确定电路完全连好。
点击运行仿真，这是可以看到电路发光情况。
流水灯设计
数电课程设计一课程课题：流水灯设计二课程任务：设计一个可以循环移动的流水灯，灯总数为8盏，具体要求如下： -1,5亮，其余灭，右移三次后全灭-4，8亮，其余灭，左移三次后全灭-4，5亮，其余灭，各向两边移三次后全灭-1,8亮，其余灭，各向中间移三次后全灭三课程设计原理：①译码器74139 将Y10N-Y23N 分别命名为led1-led8，利用2-4译码，采用A1，B1，A2，B2分别控制，Y10N-Y23N 为低电平时led 等亮，否则灭。
根据设计任务，结合译码器，可得到循环状态图为：②计数器74169计数器74169 译码器74139序列信号产生74194由于led1-led4和led5和led8的移动方向不尽相同，故采用两个计数器来控制，以led1-led4为例，A1，B1由Q0，Q1决定，则通过UP/DN 可控制Q0，Q1是由00-01-10-11，还是由11-10-01-00，即灯的移动方向。
结合灯的移动方向，取led1-led4的控制端UP/DN为s1，led5-led8的为s2，则s1应为1001序列，s2为1010序列。
③序列产生74194利用74x194产生序列信号s1，s2，来控制下一段的计数器的升降UP/DN，进而控制灯的循环顺序。
功能表：四课程设计方案：①电路图：②仿真波形：学习数电以来，都是一些题目化问题的设计，但这次课程设计却和实际联系紧密，牵扯到很多芯片的原理，链接，是一次很好的实践，原理图的设计是理论与实践的交叉点，原理图设计好之后，我们可以利用仿真软件进行仿真，这样便可以验证我们设计的正确性；积累了经验并且熟练地掌握了软件的基本使用方法和一些快捷键的用途，并体会到数电和实际生活的联系，是不错的开始。
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电子工程学院课外学分申请书题目:数字电路流水灯设计
班级：***** 姓名：****** 学号：***** 专业：自动化
实验室：开放实验室
设计时间：2013年3月10日——2013年6月30日审批意见：指导老师：*****
1.数字电路流水灯设计方案
1.1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。
1.2 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。
1.3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.基本原理
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，Y0—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：
8个LED以共阳接法分别接于Y0—Y7，依次点亮，其亮灭频率由555定时器产生的时钟频率为准。
3 电路图
4. 原件清单
参考文献
1. 韩广兴. 电子原器件与实现电路基础. 北京：电子工业出版社. 2005年.
2.王毓银.数字电路逻辑设计（脉冲与数字电路第三版）.高等教育出版社.1999
3.高吉祥.电子技术基础实验与课程设计.电子工业出版社.2002
4.孙人杰.电路数据手册TTL电路.电子工业出版社.1989
5.《中国集成电路大全》编写委员会.中国集成电路大全TTL集成电路.北京国防工业出版社.1985
6.阎石. 数字电子技术基础. 北京：高等教育出版社，2004.
7.刘南平数字频率计设计方案现代电子设计与制作技术[M]. 2004年第2版。