流水灯设计报告

目录
一、设计目的 (2)
二、设计方案 (2)
三、设计要求 (2)
四、设计过程 (3)
五、整体电路连接电路图 (6)
六、问题与调试 (7)
七、心得与收获 (7)
八、参考文献 (8)
九、附件 (8)
流水灯：一排灯按一定的顺序逐次点亮，设计流水灯的方法有很多种，我的设计思路是：NE555产生秒脉冲信号，74LS163组成8进制计数器，74LS138进行译码，通过三极管的带负载能力，点亮发光二极管。

二、设计要求
（1）设计一个led灯控制电路,要求8路LED灯循环流动。

（2）彩灯流速可以改变。

（3）使用数字电路芯片搭建电路，不可编程。

三、设计方案
方案一：使用8位移位寄存器74ls91进行移位使LED灯移位循环流动，LM555多谐振荡器提供稳定脉冲，最终实现流水灯循环流动。

优点：使用芯片少，电路简单。

缺点：由于使用是串行输入串行输出信号不易控制，现存芯片资源有限。

方案二：使用LM555提供脉冲信号，74ls163二进制加/减计数器用来计数和输出信号通过译码器74ls138直接输出控制彩灯。

而控制流速用滑动变阻器调节电阻来改变输入脉冲频率，进而改变彩灯流速。

有点：方案易于实现，74ls163易于使用，条件要求不高，输出稳定。

缺点：比方案一搭建的电路复杂一些。

最终决定使用方案二，原因是易于实现稳定状态输出。

（一）555脉冲电路
555 时基电路有双极型和CMOS 型两种。

LM555/LM555C 系列属于双极型。

优点是输出功率大，驱动电流达200mA。

而另一种CMOS 型的优点是功耗低、电源电压低、输入阻抗高，但输出功率要小得多，输出驱动电流只有几毫安。

引脚说明
1 GND 地线
2 TR 触发
3 OUT 输出
4 RES 复位
5 CV 控制电压
6 TH 阀值
7 DIS 放电
8 VCC 电源
本设计由多谐振荡器产生频率的脉冲替代分频电路的作用，1号引脚接地，4、8号引脚直接接电源，其余按图2接入，R2滑动变阻器可变，R1电阻设置为１千欧姆，电容分别设为0.1μF和0.001μF这样就能产生一个可变频率的稳定脉冲。

（555多谐振荡器电路图）
脉冲输出脉冲输出
（二）计数器电路
该电路的根本任务将稳定脉冲变成时间信号，实现这一功能可用触发器、计数器等。

本设计采用的是计数器将稳定的脉冲信号转变成数字信号输出给译码器。

将电源８号引脚接地，16号引脚接电源使其正常工作；根据芯片的真值表进行线路的连接，使1、7、10脚接高电平，9脚和11脚通过74LS04连接，当11引脚输出高电平，既计数到8时使9脚成为低电平。

使输出端输出000，从头开始计数，将14、13、12引脚接到译码器上，进行译码操作。

74LS163计数器管脚图
74LS163逻辑功能表
74LS163电路连接图
（三）74ls138译码输出
此电路的作用是将输入的信号转换成另一种信号控制彩灯的开关。

此电路图用74ls138 3-8译码器，因为前面用的十六进制加减计数器用了3个输出端，所以这里用到3-8译码器8个输出，将输出端与LED灯相连，直接控制彩灯的亮灭。

8脚接地，16脚接电源正极，给芯片提供电源。

利用三极管的带负载能力强的特点，使LED的在驱动时能够达到足够的亮度，此电路用的是NPN8050三极管。

74ls138引脚图 74ls138功能表
74LS138译码器和负载LED灯五、整体电路连接电路
六、问题与调试
1.设计中时常出现流水灯不流畅，原因是5V电源部分不稳定，
解决方法：改换干电池串联作为电源。

2.LED亮度太暗，原因74ls138电流太小，解决方法：使用三极
管，增加其带负载能力，使其电流稳定输出，LED 正常显示。

七．心得与收获
一周的课程设计很快就结束了，在这忙碌的一周时间就像流水似的悄悄地溜走，但在这短暂的时光里我也收获了宝贵的经验和知识。

首先是锻炼了我的自学能力，知识浅薄的我在开始设计电路时感觉确实是一种巨大的挑战，但功夫不负有心人，通过在图书馆借书查找资料和网上资源搜索最终还是顺利完成了任务，设计出符合老师要求的数字电路搭建的8路循环流水灯。

更让我欣慰的是这次设计让我巩固了一遍数字电路课本知识。

最后还要感谢我们的指导老师曹老师对我们耐心的指导，让我们在未来的设计的道路上迈进的重要的一步。

参考文献
1.《数字电路》第2版机械工业出版社刘勇袁丽艳编著
2.《数字电路技术基础》 4版北京：高等教育出版社阎石编著 1997 附件：
原理图
PCB电路图
PCB电路3D视图。