1、彩燈控制器課程設計數字邏輯設計及應用課程設計報告姓名：學號：選課號：設計題號：一(設計題目彩燈控制器二二(設計要求1、有十只 LED, L0L92、顯示方式(1)先奇數燈依次滅(2)再偶數燈依次滅再由L0到L9依次滅3、顯示間隔0. 5s, Is可調三(設計過程(包括:設計方案、Verilog程序與仿真結果等)(-)彩燈控制器的組成框圖設計原理：從課程設計要求來看，要求實現彩燈的23種狀態，所以，可以用一個23進制 的計數器，從0到22來控制這23種狀態。再畫出這23種狀態和計數器數字對應的狀態圖，計算出邏輯式，便可實現彩 燈的控制。由于變量過多，邏輯式的化簡比擬困難，所以我們采用譯碼器來得到

2、最 小項，直接用最小項進行連接。題目要求實現時間間隔可調，所以使用了 555定時器構成的單穩態觸發器來實現此功能。（二）組成局部介紹1、555定時器構成的單穩態觸發器電路圖：1（1）電路組成及其工作原理由555構成的單穩態觸發器及工作波形如下圖將555的6號腳和7號腳接在 一起，并添加一個電容和一個電阻，就可以構成單穩態觸發器我們簡記為“七六搭 一，上R下C”圖1用555定時器構成的單穩態觸發器及工作波形?無觸發信號輸入時電路工作在穩定狀態當電路無觸發信號時，v保持高電平，電路工作在穩定狀態，及輸出端vlO保 持低電平，555內放電三極管T飽和導通，管腳7“接地”，電容電壓?vc為OV。v下降

3、沿觸發1當v下降沿到達時，555觸發輸入端（2腳）由高電平跳變為低電平，電路被觸 發，vlO由低電平跳變為高電平，電路由穩態轉入暫穩態。?暫穩態的維持時間2在暫穩態期間，555當23vcc時，輸出電壓v由高電壓跳變為低電壓，555內 放電三0極管T由截止轉為飽和導通，管腳7“接地”，電容C經放電三極管對地迅速 放電，電壓vc由23,電路由暫穩態重新轉入穩態。vcc迅速降至0V（放電三極管的飽和壓降）?恢復過程當暫穩態結束后，電容C通過飽和導通的三極管T放電，時間常數t2=RCESC, 式中RCES是T的飽和導通電阻，其阻值非常小，因此t2之值亦非常小。經過 (35)t2后，電容C放電完畢，恢復

4、過程結束。(2)主要參數估算?輸出脈沖寬度tW輸出脈沖寬度就是暫穩態維持時間，也就是定時電容的充電時間。由圖1(b)所 示電容電壓v的工作波形不難看出cv(O)?OV, (?)=c, ccvv(tW) =c23vcc,代入RC 過渡過程計算公式，可得CV上式說明，單穩態觸發器輸出脈沖寬度tW僅決定于定時元件R、C的取值，與 輸入觸發信號和電源電壓無關，調節R、C的取值，即可方便的調節tW。(3)單穩態觸發器的應用?由兩片74161構成的23進制計數器3電路圖：原理：使用2塊74161擴展成為23進制計數器，采用并行進位方式、整體置數。因 為計數器需要23種狀態(0000010110),所以，我

5、先用兩片74161連接成 256(16X16)進制計數器，然后在輸出為10110(22)時，用與非門來控制兩計數器 的LDN端清零。同時清零信號可作為進位信號輸出。?由兩片74154構成的5-32譯碼器電路圖：4原理：74LS154只有四位輸入代碼，所以第五位輸入代碼只能借用GJ和G2輸入 端。將片二的D端接至片一的個D輸入端，同時將A,B,C接至片二的A,B,C輸入 端。將片一的G1和G2通過非門接至片二的G1和G2輸入端。當輸入 DCBA=OOOOO01111時便在第一片的MOM15依次給出高電平輸出信號；當 DCBA=1000011111時便在第二片的輸出端M16M31依次給出高電平。（

6、三）總電路圖及原理電路圖：5原理：由23進制計數器輸入一個五位二進制數（0000010110）,輸出彩燈所對應的 狀態（16由上表可得到各個輸出對應輸入端的邏輯表達式L0=M0+M1+M2+M4+M5+M6+M12Ll=M0+M6+M7+M8+M9+M10+Mll+M12+M13L2=M0+M1+M2+M3+M4+M5+M6+M7+M12+M13+M14L3=M0+M1+M6+M7+M8+M9+M10+M11+M12+M13+M14+M15L4=M0+M1+M2+M3+M4+M5+M6+M7+M8+M12+M13+M14+M15+M16L540+M1+M2+M6+M7+M8+M9+M10+M1

7、1+M12+M13+M14+M15+M16+M17L6=M0+M1+M2+M3+M4+M5+M6+M7+M8+M9+M12+M13+M14+M15+M16+M17+M18L7=M0+M1+M2+M3+M6+M7+M8+M9+M10+M11+M12+M13+M14+M15+M16+M17+M18+M19L8=M0+M1+M2+M3+M4+M5+M6+M7+M8+M9+M10+M11+M12+M13+M14+M15+M16+M17+M18 +M19+M20L9=M0+Ml+M2+M3+M4+M5+M6+M7+M8+M9+M10+Mll+M12+M13+M14+M15+M16+M17+M18 +M1

8、9+M20+M21由上可知:用或門把譯碼器和發光二極管連接起來，即可得到發光二極管的控制電路。四（設計結論（包括:設計結果分析、設計中遇到的問題、設計心得和體會等） 這幾周時間雖然很短暫，但從中獲益匪淺，首先對數字電路這門課程有了更深 的了解，因為課程設計本身要求將以前學的理論知識運用到實際的電路設計當 中去，在電路的設計過程中，無形中便加深了對數字電路的了解及運用能力，對 課本以及以前學過的知識有了一個更好的總結與理解。數字電路課程設計對我們 的總體電路的設計要求很嚴格，需要通過翻閱復習以前學過的知識確立了實驗總 體設計方案，然后逐步細化進行各模塊的設計;其次，在電路仿真的過程中總會出現一些問題，需要我們細心解決，所以這幾周下來，我對電路故障的排查能力 有了很大的提高;再次，通過此次課