数子电路红绿灯课程设计.doc

目录
一、设计总体思路,基本原理和框图(总电路图) 1
、总体思路 1
、基本原理 2
、框图 3
二、单元电路设计 4
1、计数器电路 4
、组合逻辑电路 4
三、安装、调试步骤 5
四、故障分析与电路改进 5
五、总结与体会 6
六、附录(元器件清单) 6
一、设计总体思路,基本原理和框图(总电路图)
、总体思路:
首先可以看输出端的部分,输出端是控制三种灯的亮和灭,我们可以采用74LS138译码器然后和与非门共同控制输出。电路主要由记数部分、译码部分、输出逻辑电路部分组成。彩灯控制器有14个状态,利用74LS138译码器将74LS161所输出的二进制代码转化成Y0~。最后利用74LS20和74LS32两种门组成的逻辑电路,按照要求的亮灯顺序点亮红、绿、黄三种不同颜色的灯。从而实现设计要求。
、基本原理:
由于灯之亮灭规律是钟摆样的往复式,其变化规律是:全灭→红→红绿→绿→黄绿→黄→全亮→全灭→全亮→黄→黄绿→绿→红绿→红。变化过程中含有14个状态,故该控制电路可按常规设计一般时序逻辑电路的方法设计起控制器,即利用同步二进制计数器74LS161进行驱动,用两片74LS138译码器接成的4线——16线译码器通过与非门和或门逻辑电路的选通来实现这一控制功能,并且使红、黄、绿三盏灯发生如上往复循环的变化。此过程中的各个状态分别对应下表中的0——13状态。
Q3
Q2
Q1
Q0
Y红
Y黄
Y绿
M0
全灭
0
0
0
0
0
0
0
M1
红
0
0
0
1
1
0
0
M2
红绿
0
0
1
0
1
0
1
M3
绿
0
0
1
1
0
0
1
M4
黄绿
0
1
0
0
0
1
1
M5
黄
0
1
0
1
0
1
0
M6
全亮
0
1
1
0
1
1
1
M7
全灭
0
1
1
1
0
0
0
M8
全亮
1
0
0
0
1
1
1
M9
黄
1
0
0
1
0
1
0
M10
黄绿
1
0
1
0
0
1
1
M11
绿
1
0
1
1
0
0
1
M12
红绿
1
1
0
0
1
0
1
M13
红
1
1
0
1
1
0
0
设Y红、Y黄、Y绿三个输出状态分别表示红、黄、绿三盏灯的变化规律,则由如上表格得知:Y红=M1M2M6+M8M12M13;Y黄=M4M5M6+M8M9M10;Y绿=M2M3M4M6+M8M10M11M12
基本原是主根据上面的分析彩灯的14个状态,可以用74LS161来控制。把74LS161的输出送到译码芯片74LS138。总的输出由一根据彩灯的亮灯顺序而设计的逻辑电路来实现。
、框图
a、框图:
逻辑电路
十四进制计数器
脉冲信号源
彩灯
b、总电路:
二、单元电路设计
1、计数器电路:
计数器主要实现0到13这十四个数字的顺序显示控制,通过与显示器的连接,每一个脉冲计数一次,均可由74LS161实现,其输出端Q