数电课程设计跑马灯.docx

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数电课程设计跑马灯

数电课程设计（跑马灯）

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数字电子技术课程设计

设计题目：

跑马灯

设计题目...............................................................1

1设计要求及主要技术指标.......................................3

1.1设计要求..........................................................3

1.2主要技术指标......................................................3

2设计过程.............................................................3

2.1题目分析...........................................................3

2.2整体构思...........................................................3

2.3具体实现............................................................4

3元件说明............................................................4

3.1元件说明............................................................4

4检查过程.....................................................7

4.1检查过程............................................................7

4.2遇到问题及解决措施..............................................7

5心得体会..........................................................8

参考文献..............................................................9

附录一：

电路原理图..................................................9

附录二：

元件清单.....................................................10

一．设计要求及主要技术指标

1.1设计要求

（1）、根据技术指标要求确定电路形式，分析工作原理，计算元件参数。

（2）、列出所用元器件清单并购买。

（3）、安装调试所设计的电路，使之达到设计要求。

（4）、记录实验结果。

（5）、撰写设计报告。

1.2主要技术指标

（1）实现8灯循环点亮。

（2）间隔时间可调。

（3）广告灯的样式自定。

二．设计过程

2.1题目分析

我们设计的跑马灯实际上是主要使用一个74LS161，一个74LS138，一个74LS20和一个78L05这四个芯片对8个LED进行控制，产生循环控制的效果。

形成一个流水似的广告灯。

2.2整体构思

拟定系统方案框图，画出系统框图中每框的名称、信号的流向，各框图间的接口，使用protel99电路设计软件画出原理图，再生成网络表和PCB板。

对照原理图进行统计要使用的元器件后，在电子市场购买所需要的电子元器件。

最后在指导老师的辅导下在实验室进行下一步工作。

2.3具体实现

我们需要使用碳粉打印机把我们设计的原理图打印出来，不过要注意必须要使用不干胶纸的光滑面进行打印。

因为我们要使用热转印的方法对原理图进行转移在覆铜板上。

我们将原理图转移在覆铜板上后，再使用氯化铁（Fecl3）溶液进行腐蚀，这个过程大约要十几分钟。

腐蚀好覆铜板后，先用清水冲洗掉残留的溶液，再用香蕉水擦洗掉覆在铜板上的碳粉，最后我们再清洗一下覆铜板。

接下来我们就该进行打孔，根据原理图和实际元器件管脚的大小，选择适当的针对焊盘进行打孔，这样我们的PCB板就做好了。

最后我们进行焊接，对照原理图进行元器件插接，插接好元器件后再进行焊接。

焊接好后进行测试和调试。

三．元件说明

3.1元件说明

74LS20

74LS20芯片的功能很简单，就是包含两个4输入与非门，内含两组4与非门第一组：

1,2,4,5输入6输出。

第2组：

9,10,12,13输入8输出。

74LS20功能表

ABCDY

11110

0XXX1

X0XX1

XX0X1

XXX01

<74LS20真值表><74LS20引脚图>

74LS20测试:

只要通过对输入1111,0111,1011,1101,1110五项进行检测就可判断其逻辑功能是否正常。

74LS161

74LS161型四位同步二进制可预置计数器的外引线排列图及其逻辑符号，其中是直接清零端，是预置数控制端，A3A2A1A0是预置数据输入端，EP和ET是计数控端,是计数输出端，RCO是进位输出端。

74LS161型计数器的功能表如表

（a）外引线排列图（b）逻辑符号

74LS161型四位同步二进制计数器

74LS161型四位同步二进制计数器的功能表

清0

预置

控制

时钟

预置数据输入

输出

EP

ET

CP

A3

A2

A1

A0

0

×

×

×

×

×

×

×

×

0

0

0

0

1

0

×

×

↑

d3

d2

d1

d0

d3

d2

d1

d0

1

1

0

×

×

×

×

×

×

保持

1

1

×

0

×

×

×

×

×

1

1

1

1

↑

×

×

×

×

计数

由表可知，74LS161具有以下功能。

由表可知，74LS161具有以下功能。

①异步清零。

=0时，计数器输出被直接清零，与其他输入端的状态无关。

②同步并行预置数。

在=1条件下，当=0且有时钟脉冲CP的上升沿作用时，A3、A2、A1、A0输入端的数据d3、d2、d1、d0将分别被所接收。

③保持。

在==1条件下，当ET·EP=0，不管有无CP脉冲作用，计数器都将保持原有状态不变。

需要说明的是，当EP=0，ET=1时，进位输出RCO也保持不变；而当ET=0时，不管EP状态如何，进位输出RCO=0。

④计数。

当==EP=ET=1时，74ls161处于计数状态。

74LS138

74LS1383线－8线译码器，共有54/74S138和54/74LS138两种线路结构型式，

　　其工作原理如下：

当一个选通端（E3）为高电平，

另两个选通端（E1）和/（E2））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E1、E2和E3可级联扩展成

24线译码器；若外接一个反<74ls138引脚图>

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，74LS138还可作数据分配器。

桥式整流器

简介：

　　桥式整流器是利用二极管的单向导通性进行整流的最常用的电路，常用来将交流电转变为直流电。

简易电路图

原理：

　　桥式整流是对二极管半波整流的一种改进。

半波整流利用二极管单向导通特性，

在输入为标准正弦波的情况下，输

出获得正弦波的正半部分，负半部

分则损失掉。

　　桥式整流器利用四个二极管，两两对接。

输入正弦波的正半部分是两只管导通，得到正的输出；输入正弦波的负半部分时，另两只管导通，由于这两只管是反接的，所以输出还是得到正弦波的正半部分。

桥式整流器对输入正弦波的利用效率比半波整流高一倍。

　　桥式整流是交流电转换成直流电的第一个步。

78L05

78L05是一种固定电压（5V）三端集成稳压器,其适用于很多应用场合.象牵涉到单点稳压场合需要限制噪声和解决分布问题的在-卡调节.此外它们还可以和其它功率转移器件一起构成大电流的稳压电源,如可驱动输出电流高达100毫安的稳压器.

　　其卓越的内部电流限制和热关断特性使之特别适用于过载的情况.当用于替代传统的齐纳二极管-电阻组的时候,其输出阻抗得到有效的改善,其偏置电流大大减少.

　　78L05特性:

　　*三-端稳压器

　　*输出电流可达到100mA

　　*无需外接元件

　　*内部热过载保护

*内部短路电流限制

四．检查过程

4.1检查过程

将焊接好的PCB板进行检查，利用数字万用表对各个电路进行测试，看是否有焊接短路的地方，检查是否覆铜板上的线路有断路的地方。

看各个元件的安放是否美观，查看发光二极管是否是发光，是否出现有虚焊的情况。

4.2遇到问题及解决措施

如果发现二极管没有亮，就用数字万用表检查电路是否是通路。

看看PCB板上是否有短路和断路地方，如果有就修整错误的地方。

如果没有，则检查发光二极管是否已坏，如坏，则更换二极管。

五．心得体会

通过本次的数字电子技术课程设计，我更加熟悉了protel99电路设计器的使用，对于PCB板的制作有了进一步的了解。

使我认识到电子课程设计的重要性，作为电子专业的学生必须要有动手的习惯。

只有在理论知识和实际操作相结合下才能够学好电子技术专业。

在设计跑马灯原理图的过程中，学会了利用protel99电路设计器的网络布线和自动布线，原理图中的错误检查，生成网络表等。

学习了PCB板的制作。

先把原理图用碳粉打印机打印在不干胶纸上，因为不干胶纸的光滑面易于转印在覆铜板上。

我们应该检查打印出来的原理图有没有错误的地方，是否清晰。

接下来用热转印方法转移原理图，转印的时候我们应该注意铺平覆铜板，受热均匀，把原理图转印完全。

如果我们转印的原理图有残缺的地方，可以用涂改液覆盖和链接线路，把原理图修理完整后，我们就对铜板进行腐蚀了。

先用温水把氯化铁兑成溶液后，把覆铜板放入溶液中进行腐蚀，大约需要十几分钟的时间，一定要等覆铜板腐蚀完全才能拿出来，但也不能腐蚀过度。

把腐蚀好的铜板拿出来用清水清洗干净后，我们在用香蕉水把覆在铜板上的碳粉洗掉，再用清水冲洗掉残留物。

接下来的工序就是打孔，对照原理图进行操作。

打孔的时候一定要注意选用合适的针来打孔，按照我们设计的焊盘，根据各个元器件管角的大小选用不同规格的针来打孔。

在焊接元器件的时候，对照自己设计的原理图，把元器件插在规定的位置，再进行焊接。

我感觉到我们做的PCB板没有市场上买回来的好焊，可能是因为我们做的PCB板没有达到要求，有些地方出现断路的情况，可能是在制作过程中我们的操作不熟练和材料的劣质造成的原因。

某些焊盘的大小也有点不合理，是自己设计的时候疏忽了实际元器件管脚的大小。

还有自己制作的PCB板的布线看起来有很多地方还是不合理，看起来不是很美观，在这些方面我还有待进一步的提高。

经过这次的数字电子技术课程的设计，我受益匪浅，感触良深。

通过自己动手制作PCB板学到了很多课本上学不到的东西，使我认识到动手的重要性和必要性。

作为一名大学生，我们不应该仅仅学习理论知识，还要注重实践，只有理论结合实践才能够学习好知识。

作为当代大学生，我们肩负着建设祖国未来的使命，我们就应该打起精神来好好学习，只有学好了知识才能够更好的建设祖国。

在以后的学习过程中我会更加的努力！

参考文献：

《protel电路设计基础》《电子工艺基础》《数字电子技术基础》

附录一：

电路原理图

附录二：

元件清单

序列

名称

型号或规格

数量

1

译码器

74ls138

1

2

双4输入与非门

74ls20

1

3

同步计数器

74ls161

1

4

三端集成稳压器

78l05

1

5

桥式整流

2W10V

1

6

单刀双置开关

2

7

变压器

6V3W

1

8

覆铜板

9*15cm

1

9

发光二极管

10

10

电阻

1K

10

11

电容

0.1u

2

12

电解电容

470uf

1

13

插头

1

任务书

一．数字电路课程设计的目的与任务

数字电子技术基础是一门实践性很强的课程，通过实验可以使学生及时掌握和巩固所学的基本理论，掌握常用仪器的使用方法。

二．设计课题及要求

设计一个跑马灯控制器。

要求：

设计的跑马灯实际上是主要使用一个74LS161，一个74LS138，一个74LS20和一个78L05这四个芯片对8个LED进行控制，产生循环控制的效果。

形成一个流水似的广告灯。

三．课程设计的基本要求

1．使学生具有自主设计电路原理读图、查阅参考书籍和手册及资料文献的的能力。

2．设计、计算、文件选取、画出设计电路图

3．学习掌握EWB（或Multisim）仿真软件，使用EWB（或Multisim）元器件建立设计电路模型进行仿真，并调试通过。

4．撰写严谨的、有理论根据的、实事求是的、文理通顺的字迹端正的实验报告数字电路课程设计报告。

按内容完成设计任务。

认真上机，熟练掌握EWB（或Multisim）仿真软件，并调试通过，上机结束提交仿真图、运行结果及结果分析。

四．数字电路课程设计时间

1．设计电路原理读图、查阅参考书籍和手册及资料文献（2天）。

2．设计、计算、文件选取、画出设计电路图（2天）。

3．调试设计电路、调试及校验（2天）

4．验收及校验（1天）

五．数字电路课程设计地点

机电系电工电子实验室

六．数字电子技术课程设计报告要求

数字电子技术课程设计报告要求字迹工整、文字通顺；其撰写内容包括：

1．逻辑设计

1）整体方案设计

2）单元电路设计

3）画出逻辑总电路图

2．仿真（利用EWB（或Multisim）软件对电路进行仿真模拟.），上机调试

3．调试设计电路、调试及校验。

给出设计结果：

1）总体接线图

2）接线图（仿真图）（打印，注明指导教师，设计人员，时间）

3）时序图（打印，注明指导教师，设计人员，时间）

5．总结、完成课程设计报告

6．课程设计结束以后把所有的的电子档归类、仿真程序归类后打包拷贝给指导老师存档。

注：

（1）要求每班同学分成8组，每组同学完成设计题目中的一个，除了给出的参考题目之外，也可以自己选择难度相当的题目。

每组5-6个同学,每组指定一名小组组长（留下电话号码）。

请各班班长把8组设计题目的同学名单于11周（本周日）之前以邮件形式发给指导老师。

（3）仿真设计完后由指导老师验收，同时指导老师会提出问题，根据设计的情况、问题的回答情况与课程设计报告的完成情况给予综合评分。

（仿真最迟完成时间15周）。

附录：

课程设计指导书只是作为参考，同学们可以有自己的思路。

课程设计的目的和其中的乐趣主要是同学们发挥自己的创造性，设计出新颖的电路。