数字电路课程设计 电灯延时控制开关

赣南师院物理与电子信息学院
数字电路课程设计报告书
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论文题目电灯延时控制开关
课程论文要求1.实现电灯延时开关的控制以及用七段数码管显示延时的时间。

2.要求闭合（断开）开关延时5秒电灯变亮（变暗）。

3.用组合逻辑电路、时序逻辑电路和各与（或）非门来完成设计。

设计过程(包括：设计方案、电路分析、仿真结果、软硬件结合测试步骤和结果、设计收获和体会) 1设计方案
总方案：用555定时器接成一个多谐振荡器，多谐振荡产生的脉冲信号用来控制电路的延时，且周期为1秒；74LS190是可逆十进制加减法计
数器，用它来对脉冲的计数，并用74LS48来对74LS190计数译码，
在通过数码管显示延时时间；最后通过组合逻辑电路来实现对电灯
的连接和控制。

1.1 555定时器
555定时器是一种多用途的数字-模拟混合集成电路，用它可以构成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器。

本设计用LM555CM定时器设计一个多谐振荡器给电路提供脉冲信号，产生的脉冲信号用来控制电路的延时时间，且设置周期为1
秒，即产生的脉冲频率为1赫兹。

1.1.1555定时器管脚名称和功能
图1 555芯片引脚分布
1脚为接地端，也是芯片的公共端。

图2 555定时器的内部原理图及逻辑符号
1.1.3 555定时器的功能
输入
各级输出
T 1状态
D R V 1l V 2L V 1C V 2C
触发器输出Q 1+n
输出V O T 1状态 0
⨯ ⨯ ⨯ ⨯
低电平 导通
1
(
32
)V CC (31
V CC ) 0 1 0 低电平 导通
1
(
32
)V CC (31
V CC ) 0 0 1 高电平 截止
1
(
32
)V CC (31
V CC ) 1 0 0 高电平 截止
1
(
3
2
)V CC (3
1
V CC ) 1 1 Q 不变
不变
表1 555定时器的功能表
1、 若D R =0，不管其它输入如何输出端都为低电平。

图3 74LS190引脚分布图 图4 74LS190时序图
1.2.2 74LS190的内部结构和逻辑符号
U1
74LS190N
A 15
B 1
C 10D
9~U/D 5QA 3QB 2QC 6QD 7
~RCO 13MAX/MIN 12
CLK 14~CTEN 4~LOAD
11
图5 74LS190的内部结构图 图6 74LS190的逻辑符号
1.2.374LS190的功能表
输入输出CTEN LOAD D / U D C B A CP
X O X d c b a X 异步预置
O 1 O 加计数
O 1 1 减计数
1 1 X X 保持
表2 74LS190的功能表
1.374LS48七段译码器
本设计中用共阴极七段显示数码管，为使七段显示数码管能正常工作，将74LS190连接到74LS48,74LS48将高低电平信号译成数码管可读信号，从而实现数字的显示。

1.3.174LS48的引脚排列
图7 74LS48的引脚
1.3.2 74LS48的真值表
表3 74LS48的逻辑功能真值表
1.4共阴极数码管
数码管有共阴和共阳之分，本设计使用共阴数码管，因为译码器使用
为74LS48，相应的数码管要用相应的译码器才能实现译码和显示数字。

1.4.1共阴数码管的引脚排列
图8 八段共阴数码管
1.4.2 共阴数码管的内部结构
图9 共阴数码管内部结构
2电路分析和仿真结果
由上对各个元件进行的简介以及相关的原理图，下面对电路进行分部分析。

在把分部电路结合为总的电路。

2.1脉冲发生电路
图10 脉冲产生电路
图11 脉冲波形
电路的振荡周期为T=(R
1+2R
2
)Cln2
占空比为q=T
1/T
2
=(R
1
+R
2
)/(R
1
+2R
2
)
2.2 计数、译码和显示电路图
图12计数、译码和显示电路图2.3总电路图
图13总电路图
3 元件清单
元件名称型号个数（个）单价(元) 555定时器LM555CM 1 1
计数器74LS190 1 2
译码器74LS48 1 1
或门74LS32 1 1
与门74LS11 1 1
非门74LS04 2 1
灯泡实验箱的发光灯 1
瓷片电容103 1 0.1
瓷片电容104 1 0.1
表4 元件清单表
4 设计的调试步骤和结果。