f=1.43/(R1+2*R2)*c
图1555定时器连接图
2)16进制计数器74LS16074SL160是16引脚器件,其功能为:
74LS160具有清零,计数,置数功能,当清零端CR为低电平时,输出端Q0,Q1,Q2,Q3输出低电平;当清零端CR为高电平,且置数端LD为低电平时,在CP脉冲的上升沿来时,完成置数功能,即Q0=D0,Q1=D1,Q2=D2,Q3=D3.当清零端CR,置数端LD,使能端CTP,CTT均为高电平时。
完成对CP脉冲的计数功能。
输入
输出
CP
CR
LD
CPT
CTT
D0
D1
D2
D3
Q0
Q1
Q2
Q3
上升
0
x
x
x
x
x
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1
上升
表174ls161功能表
图274ls161连接图
3)3线-8线译码器74SL13874LS138是16引脚集成器件,其功能为:
当使能端G1为高电平,O2A和O2B为低电平时,74SL138具有译码功能,此时,当输入端C,B,A的输入信号由000依次变到111时,输出端Y0,Y1,Y2,Y3,Y4,Y5,Y6,Y7,输出低电频依次从
Y0移至Y7。
表274ls138功能表
输入
输出
G1
O2A
O2B
A
B
C
Y0
Y1
Y2
Y3
Y4
Y5
Y6
Y7
1
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0
0
0
0
0
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0
x
x
x
x
x
x
1
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1
1
图374ls138连接图
四原理说明
由于74160本身就是一个十进制计数的芯片,因此对于这个部分就只需按照其功能表来接电路就可以实现十进制自然序列输出了。
在脉冲信号的触发下,计数器的输出端的状态依次为000→001→010→011→100→101→110→1111,然后再将计数器的输出端和数码管的输入端口相接就可以在数码管上面看到依次显示从0到7了。
奇数序列显示电路
将奇数1,3,5,7,用8421BCD码分别表示为:
“001”,“011”,“101”,“111”,,可以发现最后一位都为1,因此可以在上述十进制自然序列的基础上将数码管的最低位接高电平就可以实现奇数序列了。
虽然在每个脉冲触发的作用下,芯片实现的仍然是十进制,但是由于数码管最低位接高电平,在数码管显示的则是奇数列,但是显示的时间间隔是正常自然序列的2倍,为了实现相邻显示时间间隔相等,我们可以利用二分频电路解决上述问题。
偶数序列显示电路
将偶数0,2,4,6用8421BCD码分别表示为“000”,“010”,“100”,“110”,,可以发现最后一位都为0,因此可以在上述十进制自然序列的基础上将数码管的最低位接低电平就可以实现偶数序列了。
虽然在每个脉冲触发的作用下,芯片实现的仍然是十进制,但是由于数码管最低位接高电平,在数码管显示的则是偶数列,但是显示的时间间隔是正常自然序列的2倍,为了实现相邻显示时间间隔相等,我们可以利用二分频电路解决上述问题。
五结论与问题讨论
该电路的设计基本上完成了实验的要求功能,只是在按下停止按钮的时候,一放开改按钮,彩灯仍然继续显示。
只有按住停止按钮不放开,彩灯才回停止显示。
在设计这个电路的时候遇到了许许多多的问题,例如:
怎样能使8路彩灯能够自动循环点亮,怎样使彩灯显示奇数偶数数字,怎样使每个数字显示时间相等。
这些问题都是要经过上网查找资料,了解芯片的功能,在草稿纸上一遍又一遍的画出电路图,经过化简后再在软件Quartus上做出相应的电路图。
在这次的课程设计中,我收获很大,具体有以下几方面:
1.学以致用。
在学习数字电路的过程中,上课我们都是些理论上的东西,并且上学期做实验也是照着书本上给出设计好的电路连线,却一直都没有正在运用到自己所学的知识来设计一个电路。
而这次的课程设计真正让我们通过自己的知识和努力,通过自己查阅资料、分析来解决问题。
这不但能巩固我们所学的理论知识,又能提高我们的实践能力。
2.学会分析解决设计上的问题。
在设计电路的过程中,每一步都要自己去思考分析,遇到问题时,经常都要经过多次的尝试来解决改善问题,有时一点微小的错误都会影响到结果的正确以否,而这些微小的错误经常都是很难发现,这就需要我们学会仔细分析问题。
3.懂得了如何去安装调试电路。
设计电路,关键步骤还在于解决实际遇到的问题,安装调试出正确的结果,这一步是至关重要也是最为困难的。
很多时候,理论分析正确,调试却不一定正确,这关键也在于调试过程是否正确。
我们必须遵循一些安装调试步骤,先单个调试,然后再整体调试,先局部再整体,切不可一次安装后调试,因为这样是很难查出错误来。
总之,这次的课程设计的收获是很大的,通过这几天的努力,终于设计出“彩灯循环控制器”的电路。
从开始的无从下手到熟悉各种芯片的功能,到尝试着设计各个单元电路,再到每个细节问题错误的改进和矫正,这里的每一步都是一个大大的提高,特别是许多的细节问题都是很棘手的。
但是结果证明,只要不断地努力,不断地思考,目标是一定会实现的。
参考文献
1《数字电子技术基础》高等教育出版社康华光
2《电子线路设计·实验·测试》第三版,谢自美主编,华中科技大学出版社
3《新型集成电路的应用――电子技术基础课程设计》,梁宗善主编,华中科技大学出版社
4《电子技术基础课程设计》,孙梅生等编著,高等教育出版社