三种图案的霓虹灯_课程设计实验报告(编辑修改稿)

三种图案的霓虹灯_课程设计实验报告(编辑修改稿)内容摘要：

L S 0 0R4DC7Q3GND1VCC8TR2TH6CV5U 1 75 5 5R14 0 kR21 7 KC11 8 u FC21 0 n F 时钟信号 选通电路 暗点循环 显示灯 摇摆状态 逐个点亮熄灭 方案 1 总电路图 （图 1） 武汉理工大学《电工电 子综合》课程设计实验报告 第 4 页 共 15 页 第一步， 先用 555 定时器制作一个 1HZ 的脉冲信号。 第二步， 设计分别实现三种图案的电路图，摇摆状态与暗点循环用 74LS90 和 74LS139即可单独分别实现，逐个点亮逐个熄灭用 74LS194 制作一个 4位扭环形计数器即可。 第三步 ，用两个 74LS90 制作了一个四分频加一个十进制，相当于一个四十进制。 通过设计要求可以分析出摇摆状态、暗点循环、逐个点亮逐个熄灭各占了 1 1 16，也就相当于 3:3:4，用一个四分频加一个十进制就可以实现 前 12 秒使摇摆状态进行正常工作， 13 到 24 秒使暗点循环正常工作，最后 16 秒使最后一个状态正常工作，即将十进制计数器输出端通过逻辑电路接分别到 L L L3，使 L1： 0、 2 时输出为 1 其余状态为 0， L2:： 5 输出为 1 其余状态为 0， L3： 6,、 9 输出为 1 其余状态为 0，并将 L1， L2 接上非门分别接到其对应状态的 74LS139 的使能端， L3直接接到 逐个点亮逐个熄灭的 74LS194 的清零端。 最后，经过分析和计算将三种图案状态的输出端和使能端分别通过逻辑电路接到四盏灯上，使摇摆状态、暗点循环、逐个点亮逐个熄灭能够有序的结合并循环起来，从而达到实验要求，实现电路功能。 2 方案二设计 小组电路也是分别设计各个模块然后由定时器电路控制分别显示。 小组电路的片选信号产生，是组合逻辑门电路实现。 它的输入是定时器信号，输出是三个片选信号。 对于设计要求的摇摆图案（ 0101←→ 1010）和暗点循环图案（ 0111→ 1011→ 1101→ 1110→ 0111）， 方案 2 总电路图 （图 2） 武汉理工大学《电工电 子综合》课程设计实验报告 第 5 页 共 15 页 小组方案采用异步二 五 十进制加法计数器 74LS90 和 2 线－ 4 线译码器 74LS139 芯片来实现；而对于第三种逐个点亮和逐个熄灭的图案（ 0000→ 1000→ 1100→ 1110→ 1111→ 0111→ 0011→ 0001→ 0000）则采用具有移位寄存功能的 74LS194 芯片来实现； 如果采用 74 系列数字芯片在面包板上用导线连接完成电路，整个电路的布线将会比较复杂，而且调试和改进也较困难。 经小组讨论，在数电课本介绍的 QuartusII 的开发环境下，在 FPGA 片实现小组电路。 3 方案比较 方案 1 个人方案和方案 2 小组方案 相互比较， 小组方案运用了更少的逻辑门芯片，电路仿真也比较稳定； 在硬件实现上，采用 FPGAFPGA 实现，开阔了思路，减轻了制作难度，也更适合当前流行的设计方法， 不过 FPGA 的价格较高，在实 际应用中性价比偏低。 他还 用了不太常用的芯片 74LS244，对于初学者来说，这个芯片的功能运用不熟练，容易出现错误；个人方案运用了稍少一些芯片，缺点是所使用的逻辑门比较多，在电路连接时较容易出错。 武汉理工大学《电工电 子综合》课程设计实验报告 第 6 页 共 15 页 部分电路设计 1 四十进制设计 如图 3所示， 先用 74LS190 制作一个四进制和一个十进制，然后将 Q1 接出接到十进制的 CKA 端，然后通过卡诺图分析得到 L L L3 的逻辑表达式 ，即得到 L1 在前 12秒为 1 其余为 0， L2 在 13 到 24 秒为 1 其余为 0， L3 在最后 16 秒为 1 其余为 0 的结果。 74LS90 引脚图及功能表 ： 图 3 CKA14Q012CKB1Q19Q28Q311R0(1)2R0(2)3R9(1)6R9(2)7U874LS90CKA14Q012CKB1Q19Q28Q311R0(1)2R0(2)3R9(1)6R9(2)7U974LS9056U5:C74LS041312U5:D74LS041110U5:E74LS0498U5:F74LS04123U10:A74LS32456U10:B74LS329108U10:C74L。