十六位跑马灯

电子线路课程设计（报告）题目十六位跑马灯
院系物理与电子工程学院专业电子科学与技术
班级电科2班学号050209204
学生姓名周德冰
指导教师徐竞
日期2011/7/12
目录
一题目要求与方案论证 (1)
1.1十六位跑马灯 (1)
1.1.1题目要求 (1)
1.1.2方案论证 (1)
1.2 三十秒倒计时电路设计与波形变换电路 (4)
1.2.1题目要求 (4)
1.2.2方案论证 (4)
二电子线路设计与实现 (6)
2.1十六位跑马灯 (6)
2.2三十秒倒计时电路设计与波形变换电路 (7)
2.2.1三十秒倒计时电路 (7)
2.2.2波形变换电路 (8)
三.结果与分析 (8)
3.1十六位跑马灯的实现 (8)
3.2三十秒倒计时电路的实现 (8)
3.3波形变换电路 (9)
四总结与体会 (9)
参考文献 (11)
附录 (12)
一题目要求与方案论证
1.1十六位跑马灯
1.1.1题目要求
设计一个16位跑马灯电路，由发光二极管显示，其中有一个二极管不发光从低位到高位依次循环跑遍。

主要芯片：同步计数器（74LS163）、两片译码器（74LS138）、发光二极管16个，其他门电路、元件任选。

1.1.2方案论证
图1是集成计数器74LS163的电路框图，其逻辑功能如表1所示，且。

表1中的第一行实现清零功能。

清零条件是清零控制端有效，即。

由于清零与时钟有效沿无关，故是异步清零，即只要清零输入控制有效（低电平），输出状态立即变成0000。

表1中的第二行实现置数功能。

置数条件是：（1）清零控制端无效，置数控制端有效，即；（2）时钟脉冲上升沿触发。

由于置数需要时钟有效沿配合，故是同步置数，当置数条件全部满足时。

实现同步置数时，同步控制端必须先有效，等待时钟有效沿到达时实现置数功能，两者时序不能颠倒。

表1中的第三行实现计数功能。

从左至右，4位二进制计数功能需要满足的条件是：（1）置数和清零端均无效(由于清零和置数是低电平有效，无效时
)；（2）同步计数端有效，；（3）时钟脉冲上升沿触发。

用163芯片组成计时电路:
3线-8线译码器74LS138的功能表
<74ls138功能表>
无论从逻辑图还是功能表我们都可以看到74LS138的八个输出管脚，任何时刻要么全为高
电平1—芯片处于不工作状态，要么只有一个为低电平0，其余7个输出管脚全为高电平1。

如果出现两个输出管脚在同一个时间为0的情况，说明该芯片已经损坏。

当附加控制门的输出为高电平（S＝1）时，可由逻辑图写出
<74ls138逻辑图>
由上式可以看出，在同一个时间又是这三个变量的全部最小项的译码输出，所以也把这种译码器叫做最小项译码器。

71LS138有三个附加的控制端、和。

当、时，输出为高电平（S＝1），译码器处于工作状态。

否则，译码器被禁止，所有的输出端被封锁在高电平，如表3.3.5所示。

这三个控制端也叫做“片选”输入端，利用片选的作用可以将多篇连接起来以扩展译码器的功能。

带控制输入端的译码器又是一个完整的数据分配器。

在图3.3.8电路中如果把作为“数据”输入端（在同一个时间），而将作为“地址”输入端，那么从送来的数据只能通过所指定的一根输出线送出去。

这就不难理解为什么把叫做地址输入了。

例如当＝101时，门的输入端除了接至输出端的一个以外全是高电平，因此的数据以反码的形式从输出，而不会被送到其他任何一个输出端上。

用量片3-8线译码器接成4-16线译码器:
1.2 三十秒倒计时电路设计与波形变换电路
1.2.1题目要求
（数电部分）要求实现30秒倒计功能，用数码管进行数字显示；
主要器件：2片CD4511,74LS169,74LS04,74LS02,74LS32，2个电阻5.1，拨码开关1个；
（模电部分）学习用各种基本电路组成使用电路的方法，进一步掌握电路的基本理论及实验调试技术
1.调试方波---三角波发生器的调试
2.三角波----正弦波变换电路的调试
3.性能指标测量与误差分析
主要器件：电阻，电容，运放。

滑动变阻器，三极管；
1.2.2方案论证
（数电部分）表1 CD4511功能表
CD4511是一个用于驱动共阴极LED （数码管）显示器的BCD 码—七段码译码器，特点：具有BCD转换、消隐和锁存控制、七段译码及驱动功能的CMOS电路能提供较大的拉电流。

可直接驱动LED显示器。

其功能介绍如下： BI：4脚是消隐输入控制端，当BI=0 时，不管其它输入端状态如何，七段数码管均处于熄灭（消隐）状态，不显示数字。

LT：3脚是测试输入端，当BI=1，LT=0 时，译码输出全为1，不管输入DCBA 状态如何，七段均发亮，显示“8”。

它主要用来检测数码管是否损坏。

LE：锁定控制端，当LE=0时，允许译码输出。

LE=1时译码器是锁定保持状态，译码器输出被保持在LE=0时的数值。

A1、A2、A3、A4、为8421BCD码输入端。

a、b、c、d、e、f、g：为译码输出端，输出为高电平1有效。

表2 74LS169功能表表3 74LS04功能表
表4 74LS02功能表
表5 74LS32功能表
（模电部分）表1 uA741运放功能表
二电子线路设计与实现
2.1十六位跑马灯
1.用163芯片的计数功能做成0000到1111的计时电路。

两个时能段接高电平，由进位端经非门接反馈清零端，用反馈清零的功能实现环形计数，置数端接高电平。

2.用两片138并联组成4-16线的译码器。

3.用接成的4-16线译码器将163计数的过程译码，两片138的输出端分别接16个发光LED晶体管。

4.当电路工作时，计时电路从0000记到1110，译码电路将其翻译到38的输出端来控制哪位的LED是不亮的，从零到十五位循环。

2.2三十秒倒计时电路设计与波形变换电路
2.2.1三十秒倒计时电路
2.2.2波形变换电路
三.结果与分析
3.1十六位跑马灯的实现
当电路工作时，计时电路从0000记到1110，译码电路将其翻译到38的输出端来控制哪位的LED是不亮的，从零到十五位循环
3.2三十秒倒计时电路的实现
3.3波形变换电路
四总结与体会
1、通过这次课程设计，加强了我们动手、思考和解决问题的能力。

在整个设计过程中，我们通过这个方案包括设计了一套电路原理和PCB连接图，和芯片上的选择。

这个方案使用了74LS138、74LS163、74LS08。

2、在设计过程中，经常会遇到这样那样的情况，就是心里想老着这样的接法可以行得通，但实际总是实现不了，因此耗费在这上面的时间用去很多。

3、我觉得做课程设计同时也是对课本知识的巩固和加强，由于课本上的知识太多，平时课间的学习并不能很好的理解和运用各个元件的功能。

平时看课本时，有时问题老是弄不懂，做完课程设计，那些问题就迎刃而解了。

而且还可以记住很多东西。

比如一些芯片的功能，平时看课本，这次看了，下次就忘了，通过动手实践让我们对各个元件映象深刻。

认识来源于实践，实践是认识的动力和最终目的，实践是检验真理的唯一标准。

4、在做面包板时，发现细心耐心，单层板的布线与双层板的不同，所有线只能在一个层里实现，元件的排放要有很大的空格，考虑到最短布线，所以才有现在的电路版图。

5、在照原理图做面包版时，由于项目组成员对单面板的不熟悉，导致布线后元件出现在另一边，增加了布线难度，也产生很多不曾注意的问题，今后要牢记这个教训，使以后布线更加顺利。

参考文献
1．顾江，鲁宏等《电子电路基础实验与实践》
2．康华光的《电子技术基础》数字部分；
3．康华光的《电子技术基础》模拟部分；
4．谭会生，张昌凡等《EDA技术及其应用》；
附录。