课程设计说明书
课程名称：数字电子技术
设计题目：循环彩灯
院系：电子信息与电气工程学院
学生姓名：
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专业班级：
指导教师：
2011年5月25日
课程设计任务书
循环彩灯
摘要：本次循环彩灯的设计制作由555定时器、74LS192、74LS138两种芯片构成的中规模集成电路来实现，其中555定时器组成的多谐振荡电路震荡周期为1秒，74LS192实现八进制加法计数（从0000到0111），74LS138实现对应八个LED彩灯译码功能。
关键词：循环彩灯555定时器74LS192 74LS138
目录
1.设计背景 (4)
1.1了解数字电路系统的定义及组成 (4)
1.2掌握时钟电路的作用及基本构成 (4)
2.设计方案 (4)
2.1总体设计路 (4)
2.2电路框图 (4)
3.方案实施 (5)
3.1 555定时电路产生始终脉冲 (5)
3.2 74LS38与74LS92功能 (6)
3.3 电路仿真 (8)
3.4 PCB板制作 (9)
4.结果与结论 (10)
4.1电路调试 (10)
4.2 理论值与实际值 (11)
5.收获与致谢 (11)
6.参考文献 (13)
7.附件 (13)
附录1 (13)
附录 2 (13)
1. 设计背景
1.1了解数字电路系统的定义及组成
数字电路系统一般包括输入电路、控制电路、输出电路、时钟电路和电源等。输入电路主要作用是将被控信号转换成数字信号，其形式包括各种输入接口电路。比如数字频率计中，通过输入电路对微弱信号进行放大、整形，得到数字电路可以处理的数字信号。模拟信号则需要通过模数转换电路转换成数字信号再进行处理。在设计输入电路时，必须首先了解输入信号的性质，接口的条件，以设计合适的输入接口电路。
1.2掌握时钟电路的作用及基本构成
时钟电路是数字电路系统中的灵魂，它属于一种控制电路，整个系统都在它的控制下按一定的规律工作。时钟电路包括主时钟振荡电路及经分频后形成各种时钟脉冲的电路。比如多路可编程控制器中的 555 多谐振荡电路，数字频率计中的基准时间形成电路等都属于时钟电路。设计时钟电路，应根据系统的要求首先确定主时钟的频率，并注意与其他控制信号结合产生系统所需的各种时钟脉冲。
2 设计方案
2.1 总体设计思路
循环彩灯的设计制作由555定时器、74LS192、74LS138两种芯片构成的中规模集成电路来实现，其中555定时器组成的多谐振荡电路震荡周期为1秒，74LS192实现八进制加法计数（从0000到0111），74LS138实现对应八个LED彩灯译码功能。
2.2 电路框图
3 方案实施
3.1 555定时电路产生时钟脉冲
555定时电路是一种数字、模拟混合型的中规模集成电路，可连接成多谐振荡电路，产生单位脉冲，用于触发计数器。在延时操作中，脉冲由一个电阻和一个电容控制。用于稳定工作的振荡器时，频率由两个电阻和一个电容控制。NE555会在下降延触发和清零，此时输出端产生200mA的电流。NE555的工作温度为0℃～70℃。如图2-1,2-2分别是引脚图和管脚图。
各管脚说明：1接地2触发 3输出 4复位5控制电压 6门限(阈值） 7放电 8电源电压Vcc。
其功能主要用来产生时间基准信号（脉冲信号）。因为循环彩灯对频率的要求不高，只要能产生高低电平就可以了，且脉冲信号的频率可调，所以采用555定时器组成的振荡器，其输出的脉冲作为下一级的时钟信号。图2-3为多谐振荡电路波形图。图2-4为多谐振荡器实验连接图。
555多谐振荡波形图
多谐振荡器实验连线图
用555定时器构成多谐振荡器,电路输出便得到一个周期性的矩形脉冲,其周期为: T=0.7(R1+2R2)C
若取R1=R2，则T=2.1CR1 若取C=10uF ，则R1=48K
3.2 74LS138及74LS192的功能
（1）74LS138工作原理及管脚图如下：
U1
1
DIS 7OUT
3
RS T
4
8
T H R 6CON
5
T R I
2GND
V CC
555_VIRTUA L
R1
1k ohm
R2
51kohm
C1
0.01u F
C2
10uF
5V
VC C
当一个选通端（G1）为高电平，另两个选通端（/(G2A)和/(G2B)）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。（2）74LS138功能:
利用 G1、/(G2A)和/(G2B)可级联扩展成 24 线译码器；若外接一个反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.
如图2-7二进制译码器74LS138的管脚图，图2-8为其功能表。
图2-5 二级制译码器74LS138 管脚图
3线-8线译码器74LS138功能表
（3）计数器74LS192管脚图如图2-9所示，功能表如图2-10所示
计数器74LS192 管脚图
计数器74LS192功能表
◆ C2PU为加计数时钟输入端，CPD为减计数时钟输入端。
◆ LD为预置输入控制端，异步预置。
◆ CR为复位输入端，高电平有效，异步清除。
◆ CO为进位输出：1001状态后负脉冲输出，
◆ BO为借位输出：0000状态后负脉冲输出。
3.3 555定时器、74LS138及74LS192组成的仿真电路
通过对循环彩灯设计的各个子模块功能进行了解分析后，在Multisim 9中进行合适的连接，组成完整数字电路进行仿真。仿真的预期结果为八个彩灯依次发光，每个亮灯时间为一秒，然后进入下一个循环。当仿真结果与预期结果一致时，则电路图满足设
