课程设计倪剖析.ppt

1、7400 7404 7408 7420 7416116151413121110912345678CLRCLKABCDENPGNDVCCRCOQAQBQCQDENTLDCLR LD CLK ENP ENT QAQBQCQD输入输出LXXXXLLLLHLHHHHLLXX保持,RCO=0XXH00HABCD74161功能表保持计数555+5v48762134.7k150k4.7uf0.1uf时钟时钟产生产生电路电路48BCLT BI RBI DA GNDVCCfgabced+5Vabcedfgfgabced48与数码管与数码管的连接图的连接图发光二极管限流电阻的接法发光二极管限流电阻的接法1电路设计

2、尽可能简化，做到模块化。电路设计尽可能简化，做到模块化。2组装电路时，先单独组装振荡电路，测试无组装电路时，先单独组装振荡电路，测试无误后，再组装其他模块。误后，再组装其他模块。3每个单元电路先独立组装，独立测试，功能每个单元电路先独立组装，独立测试，功能正确后，单元电路之间才能互连。正确后，单元电路之间才能互连。4所有数码管都要接限流电阻，所有发光二极所有数码管都要接限流电阻，所有发光二极管都要接限流电阻。阻值在管都要接限流电阻。阻值在100500之间。之间。数字电路课程设计电路组装注意事项数字电路课程设计电路组装注意事项5所有器件的多余输入端不允许悬空，请按所有器件的多余输入端不允许悬空，

3、请按实际情况做合适的处理。实际情况做合适的处理。6电路上电之前必须先进行静态测试，用万电路上电之前必须先进行静态测试，用万用表的电阻档测，所有的电源要连通，所有的用表的电阻档测，所有的电源要连通，所有的地线要连通。电源和地之间的电阻应该在几地线要连通。电源和地之间的电阻应该在几k以上，若电源和地之间的电阻过小，请不以上，若电源和地之间的电阻过小，请不要加电，先检查电路是否有短路。要加电，先检查电路是否有短路。7电路中的高电平正常情况下电路中的高电平正常情况下3V，低电平，低电平正常情况下正常情况下0.4V。介于二者之间的电平为非。介于二者之间的电平为非正常电平，会造成逻辑错正常电平，会造成逻辑

4、错误。误。8严禁带电插、拔元件及导线。严禁带电插、拔元件及导线。设计要求真值表逻辑表达式电路图数字电路的设计流程数字电路的设计流程交通灯控制器交通灯控制器系统功能概述系统功能概述 交通信号系统为模拟实际的十字路口交通信号灯。交通信号系统为模拟实际的十字路口交通信号灯。外部硬件电路包括：两组红黄绿灯（配合十字路口外部硬件电路包括：两组红黄绿灯（配合十字路口的双向指挥控制）、计时显示器（显示允许通行或的双向指挥控制）、计时显示器（显示允许通行或禁止通行时间）。禁止通行时间）。红灯黄灯绿灯红灯黄灯绿灯任务和要求任务和要求 1在十字路口的两个方向上各设一组红黄绿灯，显示在十字路口的两个方向上各设一组红

5、黄绿灯，显示顺序为其中一方向是绿灯、黄灯、红灯；另一方向是顺序为其中一方向是绿灯、黄灯、红灯；另一方向是红灯、绿灯、黄灯。红灯、绿灯、黄灯。2设置一组数码管，以计时的方式显示允许通行或禁设置一组数码管，以计时的方式显示允许通行或禁止通行时间，其中绿灯亮的时间是止通行时间，其中绿灯亮的时间是30s，黄灯亮的时间，黄灯亮的时间是是5s，另一个方向上绿灯亮的时间是，另一个方向上绿灯亮的时间是20s。3选做：当任何一个方向出现特殊情况，按下手动开选做：当任何一个方向出现特殊情况，按下手动开关，其中一个方向常通行，倒计时停止。当特殊情况关，其中一个方向常通行，倒计时停止。当特殊情况结束后，按下自动控制开

6、关，恢复正常状态。结束后，按下自动控制开关，恢复正常状态。东西方向东西方向 南北方向南北方向 G（绿）（绿）Y（黄）（黄）R（红）（红）g y r 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1 0则共有四个状态状态状态S0S1S2S3画出状态转移图画出状态转移图共有四个状态，可用两个变量表示，对状态编码，重新画状共有四个状态，可用两个变量表示，对状态编码，重新画状态转移图态转移图QBQA根据状态转移图，列状态转移表根据状态转移图，列状态转移表现态次态输出QBnQAnQBn+1QAn+1G Y R g y r0 00 11 01 10 10 01 0

7、1 1 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1 0得到得到nAnBQQGnAnBQQYnBQR nAnBQQgnAnBQQynBQr 根据状态转移图，可以看出是模四计数器，但是此根据状态转移图，可以看出是模四计数器，但是此计数器每个状态停留的时间不同。计数器每个状态停留的时间不同。系统系统框图框图当当QBQA=00时，模值可变计数器的模值为时，模值可变计数器的模值为30；当当QBQA=01时，模值可变计数器的模值为时，模值可变计数器的模值为5；当当QBQA=10时，模值可变计数器的模值为时，模值可变计数器的模值为20；当当QBQA=11时，模

8、值可变计数器的模值为时，模值可变计数器的模值为5；模值可变计数器可以用模值可变计数器可以用161实现，由于实现，由于161是递是递加计数器，而交通灯的计时显示应该是倒计数加计数器，而交通灯的计时显示应该是倒计数采用进位置数法实现计数器采用进位置数法实现计数器模模5COLD 1011DCBACOLD 1111DCBA采用进位置数法实现计数器采用进位置数法实现计数器模模30COLD 1101DCBACOLD 0110DCBA得得11D11CBAQQB1ABQQA1模值可变计数器模值可变计数器主控电路可以用主控电路可以用161实现，应该将模值可变计数实现，应该将模值可变计数器的置数信号作为主控电路的

9、时钟。器的置数信号作为主控电路的时钟。主控电路主控电路161ENTENPCLRLD1CDBAQCQDQBQARCO接模值可变计数器的COQBQA数字抢答器数字抢答器 系统功能概述系统功能概述 在举办各种智力竞赛活动中，常常需要确定在举办各种智力竞赛活动中，常常需要确定随是第一个抢答的人。数字式抢答器利用电子器随是第一个抢答的人。数字式抢答器利用电子器件可以准确的解决这一问题。数字式抢答器允许件可以准确的解决这一问题。数字式抢答器允许抢答者在规定的时间范围内进行抢答，可以用数抢答者在规定的时间范围内进行抢答，可以用数字显示抢先者的序号，并配有相应的灯光指示和字显示抢先者的序号，并配有相应的灯光指

10、示和声报警功能；对犯规抢答者（指在抢答开始命令声报警功能；对犯规抢答者（指在抢答开始命令下达前抢答者），除用声、光报警外，还应显示下达前抢答者），除用声、光报警外，还应显示出犯规者的序号；若规定抢答时间已过，要告示出犯规者的序号；若规定抢答时间已过，要告示任何输入的抢答信号均无效，除非重新下达抢答任何输入的抢答信号均无效，除非重新下达抢答命令。命令。显示显示组号组号显示显示时间时间主持人开关主持人开关选手开关选手开关任务和要求任务和要求 1要求至少控制四人抢答，允许抢答时间为要求至少控制四人抢答，允许抢答时间为10秒，输入抢答信号在秒，输入抢答信号在“抢答开始抢答开始”命令后的规定时命令后的规

11、定时间内，显示抢先抢答者的组号；亮绿灯。间内，显示抢先抢答者的组号；亮绿灯。2在在“抢答开始抢答开始”命令前抢答者，显示违规抢命令前抢答者，显示违规抢答者的组号；亮红灯。答者的组号；亮红灯。3在在“抢答开始抢答开始”命令发出后，超过规定的时命令发出后，超过规定的时间无人抢答，显示无用字符（可自行确定），亮黄间无人抢答，显示无用字符（可自行确定），亮黄灯。灯。747514131211109123456715VccGNDD0Q0D1Q3 Q1Q0E0-1Q2Q2816Q1Q3E2-3D2D3输入输出EDLHHHLXQQHLLH保持75是是4D触发器，触发器，触发方式为高电触发方式为高电平触发，平触

12、发，设主持人开关为设主持人开关为S，S0，不能抢答，不能抢答，S1，能抢答。，能抢答。四个选手分别接四个选手分别接D0、D1、D2、D3，取，取0代表没有抢代表没有抢答，取答，取1代表已经抢答。代表已经抢答。设绿灯为设绿灯为G，红灯为，红灯为R，为，为1表示灯亮，为表示灯亮，为0表示灯灭。表示灯灭。S0，计数器不计数，可以是保持、清零、置数功能；，计数器不计数，可以是保持、清零、置数功能；若有人抢答，显示抢答者组号，并且使该组号不变，若有人抢答，显示抢答者组号，并且使该组号不变，G0，R 1。S1，计数器开始计数，计数模值为，计数器开始计数，计数模值为10，未计满，未计满10，若有人抢答，显示

13、抢答者组号，并且使该组号不变，若有人抢答，显示抢答者组号，并且使该组号不变，计数器停止计数，计数器停止计数，G1，R 0；当计数满；当计数满10，无人，无人抢答，计数器停止计数，并且无论抢答，计数器停止计数，并且无论D0、D1、D2、D3为何值，显示组号的数码管显示为何值，显示组号的数码管显示14以外的固定数字。以外的固定数字。模模10计计数数器器的的状状态态表表0110DCBAQDQCQBQAQDQCQBQA01010111100010101001101111001110110111110000001000010011010001100101011110001010该模该模10计数器：计数器

14、：S=0时，置数；时，置数；S=1时，计数器开始计时，计数器开始计数，未计满数，未计满10，若有人抢答，计数器保持，若有人抢答，计数器保持，当计数满当计数满10，无人抢答，计数器保持。，无人抢答，计数器保持。S Q0Q1Q2Q3CLR LD ENP ENTRCO01X X X XX0XX11000110001100011000000011100001111110000101111111111110000075的输出SLD 1CLRRCOENP 3210QQQQENT161CLR ABCDQAQBQCQDLDENPENTRCO11111148ABCD+5V10kS&Q0Q1Q2Q3175是是4D

15、触发器，触发方式为高电平触发，若要锁定第一个抢触发器，触发方式为高电平触发，若要锁定第一个抢答者，当四个输出一旦有一个为答者，当四个输出一旦有一个为1，必须使其时钟端子，必须使其时钟端子E0-1和和E2-3同时为同时为0。SE0-1E2-3Q0+Q1+Q2+Q30111011110000100G R00010001RCOXX001100000SRCOQQQQEE)(32103210SQQQQG3210SQQQQR321075Q0Q1Q2Q3D0D1D3D2Q0Q1Q2Q3E2-3E0-1GNDVCCS+5V&RCO&1接161的ENT&G&R1+5V 148管脚图管脚图 148功能表功能表 显

16、示抢答者组号显示抢答者组号方法一方法一Q0Q1Q2Q3A2A1A01000100010001000100100110100结合结合148功能表得到功能表得到100100101007 6 5 4 3 2 1 011110111011X01X0X XXXXXXXXXXXXX X XQ0Q1Q2Q3000000EI17 06Q15Q24Q33Q电路图为电路图为1484567EIA2 A1 GNDVCCEO GS321A00+5VQ0Q1Q2Q348BCLT BI RBI DA GNDVCCfgabced+5V显示抢答者组号显示抢答者组号方方法法二二Q0Q1Q2Q3C B A1 0 0 010 001

17、00 010001001 001101 0 0D00000D20QQA3QC 21QQB电路图为电路图为32GNDVCC+5VQ348BCLT BI RBI DA GNDVCCfgabced+5VQ2Q1Q0多路彩灯控制器多路彩灯控制器 系统功能概述系统功能概述 彩灯控制器可以自动控制多路彩灯按不同的节拍彩灯控制器可以自动控制多路彩灯按不同的节拍循环显示各种灯光变换花型。彩灯控制器是以高低电循环显示各种灯光变换花型。彩灯控制器是以高低电平来控制彩灯的亮灭。实现彩灯控制可以采用平来控制彩灯的亮灭。实现彩灯控制可以采用EPROM编程、编程、RAM编程、可编程逻辑器件、单片机编程、可编程逻辑器件、单

18、片机等实现。在彩灯路数较少，花型变换比较简单时，也等实现。在彩灯路数较少，花型变换比较简单时，也可以移位寄存器实现。在实际应用场合彩灯可能是功可以移位寄存器实现。在实际应用场合彩灯可能是功率较大的发光器件，需要加以一定的驱动电路。本课率较大的发光器件，需要加以一定的驱动电路。本课题用发光二极管题用发光二极管LED模拟彩灯，可以不用驱动。模拟彩灯，可以不用驱动。任务和要求任务和要求 1能演示三种花型，花型自动切换（花型可自拟）。能演示三种花型，花型自动切换（花型可自拟）。2选做：彩灯明暗变换节拍为选做：彩灯明暗变换节拍为1.0s和和2s，两种节拍交，两种节拍交替运行。替运行。3 3选做：选做：4

19、 4种或者更多种花型。种或者更多种花型。采用采用194控制彩灯，从控制彩灯，从194功能表可以看出其有功能表可以看出其有清清0、保持、左移、右移、置数的功能。、保持、左移、右移、置数的功能。7419416151413121110912345678CLRSRABCDSLGNDVCCQAQBQCQDCLKS0S1CLR S1S0 CLK SLSRQAQBQCQD输入输出LXXXXXLLLLHHHHHHHHHHHHLLLLLLXXX保持XXXXXXHLHLHLHLABCDQAnQBnQCnQDnQBnQCnQAnQBnQCnQDnQBnQCn74194功能表假定花型QD1QC1QB1QA1194(1

20、)194(2)QD2QC2QB2QA200000000000100000011000001110000111100001111000111110011111101111111111111101111110011111000111100001111000011100000110000001000194(1)194(2)00000000000100010011001101110111111111111110111011001100100010000000000010000001110000111110011111111111011111100011110000011000花型一花型二花型三QD1Q

21、C1QB1QA1QD2QC2QB2QA2可以从花型表中得到：花型一共16个节拍，194A和194B全部右移；花型一共8个节拍，194A和194B全部右移；花型一共8个节拍，194A左移、194B右移；花型一花型二花型三节拍个数194(1)194(2)S11S01SR1SL1S12S02SR2SL2右移右移左移右移右移右移1688QD2XXXQD1QA1XXXQD1QD2QD2111000101010则两片则两片194的控制端子的控制端子S1、S0的波形的波形CPS0132个CP16个CP8个CP8个CPS11S021S120194(1)CLR SRSLABCDQA1QB1QC1QD1S01S111194(2)CLR SRSLABCDQA2QB2QC2QD2S02S12111&CPCP321&1&1&CP16161电路电路161(1)CLR ABCDQA1QB1QC1QD1LDENP161(2)CLRENTABCDQA2QB2QC2QD2LDENPENTRCORCOCP32CP16CP1