彩灯控制器数电课程设计报告.pdf

五邑大学

数字电路课程设计报告

题目：彩灯控制器

院系信息工程学院

专业电子信息工程

学号

学生姓名

指导教师王玉青

彩灯控制器

一、设计的要求和意义

1、设计的要求

使用中小型集成电路和门电路设计彩灯控制器要求完成以下功能：

使用555定时器产生一个10Hz的周期信号作为时钟信号

显示方式由L0到L7逐行递增点亮

可选用的器件与元件：

74LS138、NE555、74LS161各1块，发光二极管8支，电阻、电容任选。

2、设计的意义

掌握555多谐振荡器、译码器、十六进制加/减计数器的逻辑功能和工作原理，设计可

改变流速的流水灯电路图，分析与设计时序控制电路。利用所学过的知识，通过设计计算

﹑元件选取﹑电路板制作调试等环节，初步掌握工程设计的技能。掌握常用仪表的正确使

用方法，学会简单电路的实验调试和整机指标测试方法，巩固和加深对数字逻辑电路的理

论知识，锻炼动手能力。了解与课程有关的电子电路以及元器件工程技术规范，能按课程

设计任务书的技术要求，编写设计说明，能正确反映设计和实验成果，能正确绘制电路图。

二、硬件电路设计

1、方案设计

本设计采取的方案是：用NE555一个、74LS161一片、74LS138一片、74LS04一片、

电阻、电容、发光二极管和门电路。由555多谐振荡器提供时钟脉冲，74LS161二进制加/

减计数器一片用来计数和输出信号，通过译码器74LS138直接输出控制彩灯。如图1所示：

555多谐振荡器计数器译码器彩灯

非门

2、555多谐振荡器电路设计

555多谐振荡器的电路连接方式已确定的，只需根据所要产生的频率来确定外围的电

阻和电容的大小。

电阻R1和R2的确定：

因为要产生10Hz的时钟信号，先假定电容C的值为0.1uF，再根据公式：

1

f(1)

(R12R2)Cln2

估算出R2和R2的值，如果计算出的阻值太大或太小，可以适当调整电容C的值从而得

比较合适的R1和R2。从而得到R1、R2和C的取值分别为：R1=R2=47K，C=0.1uF。

到

通过protues仿真后，证明该555多谐振荡器是可以产生10Hz的脉冲信号的，其仿真

图如图1所示：

图1

3、74LS161加法计数器电路设计

74LS161是同步4位二进制计数器，模长为16，其引脚图如图2所示，功能表如图3

所示：

图2

图3

要使74LS161呈计数状态，根据功能表可知：引脚7、9和10要接高电平，另外，要

点亮8个彩灯，则要设计一个模长为8的加法计数器，用反馈回零法来实现，具体如下：

当输出Q3Q2Q1Q0为1000时，将引脚11（Q3）通过一个非门74LS04接到引脚1（清零

端）。该计数器电路如图4所示：

图4

3、74LS138译码器电路设计

74LS138是集成CMOS3线—8线译码器，其引脚图和功能图如图5所示：

图5

由其功能表可知：当输入控制端G1为高电平且G2A和G2B同为低电平时，允许译码