数电流水灯实验报告.docx
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数电流水灯实验报告
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数电流水灯实验报告
篇一:
东南大学数字电路实验报告(五)
东南大学电工电子实验中心
实验报告
课程名称:
数字逻辑电路实验
第五次实验
实验名称:
时序逻辑电路设计
院(系):
电气工程专业:
电气工程及自动化姓名:
学号:
实验室:
104实验时间:
20XX年12月13日评定成绩:
审阅教师:
一、实验目的
1.2.3.4.
掌握时序逻辑电路的一般设计过程;
掌握时序逻辑电路的时延分析方法,了解时序电路对时钟信号相关参数的基本要求;掌握时序逻辑电路的基本调试方法;
熟练使用示波器和逻辑分析仪观察波形图,并会使用逻辑分析仪做状态分析。
二、实验原理
1.时序逻辑电路的特点(与组合电路的区别):
——具有记忆功能,任一时刻的输出信号不仅取决于当时的输出信号,而且还取决于电路原来的值,或者说还与以前的输入有关。
2.时序逻辑电路的基本单元——触发器(本实验中只用到D触发器)
触发器实现状态机(流水灯中用到)3.时序电路中的时钟
1)同步和异步(一般都是同步,但实现一些任意模的计数器时要异步控制时钟端)2)时钟产生电路(电容的充放电):
在内容3中的32768hz的方波信号需要自己通过
电路产生,就是用到此原理。
4.常用时序功能块
1)计数器(74161)
a)任意进制的同步计数器:
异步清零;同步置零;同步置数;级联b)序列发生器
——通过与组合逻辑电路配合实现(计数器不必考虑自启动)
2)移位寄存器(74194)
a)计数器(一定注意能否自启动)
b)序列发生器(还是要注意分析能否自启动)
三、实验内容
1.广告流水灯
a.实验要求
用触发器、组合函数器件和门电路设计一个广告流水灯,该流水等由8个LeD组成,工作时始终为1暗7亮,且这一个暗灯循环右移。
①写出设计过程,画出设计的逻辑电路图,按图搭接电路。
②将单脉冲加到系统时钟端,静态验证实验电路。
③将TTL连续脉冲信号加到系统时钟端,用示波器和逻辑分析仪观察并记录时钟脉冲
cLK、触发器的输出端Q2、Q1、Q0和8个LeD上的波形。
b.实验数据①设计电路。
1)问题分析
流水灯的1暗7亮对应8个状态,故可采用3个触发器实现;而且题目要求输出8个信号控制8个灯的亮暗,故可以把3个触发器的输出加到3-8译码器的控制端,对应的8个译码器输出端信号控制8个灯的亮暗。
2)状态转化图如下:
卡诺图如下:
电路图如下:
经实验论证,可实现功能。
逻辑分析如下:
2.序列发生器实验要求
用触发器设计一个具有自启动功能的01011序列发生器。
1)
用multisim进行化简处理,得:
An+1=bn;bn+1=cn;cn+1=DnDn+1=An+Dn=(An+Dn)
电路设计如下:
波形图如下:
3.智力竞赛抢答器设计图如下:
010*******
经实验论证,可实现所有功能。
逻辑图如下表:
篇二:
哈工大数电自主实验数字流水灯
harbinInstituteofTechnology
数字电路自主设计实验
院系:
班级:
姓名:
学号:
指导教师:
哈尔滨工业大学
一、实验目的
1.进一步掌握数字电路课程所学的理论知识。
2.熟悉几种常用集成数字芯片的功能和应用,并掌握其工作原理,进一步学会使用其进行电路设计。
3.了解数字系统设计的基本思想和方法,学会科学分析和解决问题。
4.培养认真严谨的工作作风和实事求是的工作态度。
5.数电课程实验为我们提供了动手实践的机会,增强动手实践的能力。
二、实验要求
设计流水灯,即一排灯按一定的顺序逐次点亮,且可调频、暂停、步进。
三、实验步骤
1.设计电路实现题目要求,电路在功能相当的情况下设计越简单越好;2.画出电路原理图(或仿真电路图);3.元器件及参数选择;4.电路仿真与调试;
5.到实验时进行电路的连接与功能验证,注意布线,要直角连接,选最短路径,不要相互交叉,注意用电安全,所加电压不能太高,以免烧坏芯片;6.找指导教师进行实验的检查与验收;
7.编写设计报告:
写出(:
数电流水灯实验报告)设计与制作的全过程,附上有关资料和图纸,心得体会。
四、实验原理
设计流水灯的方法有很多种,我的设计思路是:
利用555定时器产生秒脉冲信号,74Ls161组成8进制计数器,74Ls138进行译码,点亮电平指示灯。
并通过调节555的电阻,实现频率可调。
通过两与非门,实现暂停、步进功能。
1.秒信号发生器
(1)555定时器结构
(2)555定时器引脚图
(3)555定时器功能表
(4)555定时器仿真图
2.74Ls161实现8进制加计数
74Ls161是常用的四位二进制可预置的同步加法计数器,它可以灵活地运用在各种数字电路,以及单片机系统中实现分频器等很多重要的功能。
(1)74Ls161同步加法器引脚图
管脚图介绍:
始终cp和四个数据输入端p0-p3
清零cLR使能ep,eT置数pe
数据输出端Q0-Q3
进位输出Tc
(2)74Ls161功能表
(5)74Ls161仿真图
对74Ls161进行八进制计数改组,需要一个与非门,即芯片74Ls00,也就是将74Ls161的输出端通过与非门,当输出为8时将输出为高电平的端口与非后接到74Ls161的清零段。
即计数到8是异步清零,所以74Ls161变为八进制计数。
仿真图如下:
2.74Ls138实现的译码器
74Ls138为3线-8线译码器,其工作原理如下:
一个选通端(e1)为高电平,另两个选通端((e2)和(e3))为低电平时,可将地址端(A0、A1、A2)的二进制编码在Y0至Y7对应的输出端以低电平译出。
比如:
A2A1A0=110时,则Y6输出端输出低电平信号。
利用e1、e2和e3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。
(1)74Ls138引脚图
(2)74Ls138功能
篇三:
数字电路流水灯实验
电子流水灯电路设计与制作报告
一设计目的
1熟练掌握电路的设计、制作、测试。
2进一步理解体会各种芯片的使用功能和使用技巧。
二设计方案
2整机电路图布局图(见附录图)
1逻辑框图
三主要元器件介绍。
1555定时器
555定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。
一般用双极性工艺制作的称为555,555定时器的电源电压范围宽,可在4.5V~16V工作。
274ls191计数器
二进制同步可逆计数器,同时兼有加和减两种计数的功能。
74ls191计数器
逻辑电路图
374ls1383-8译码器
74ls138
逻辑电路图
四焊接与调试
1焊接步骤
(1)清洁烙铁头:
要求烙铁头保持干净,无焊渣等氧化物。
(2)加热焊接部位:
用适当的力将烙铁头压在加热的部位。
烙铁与铜箔之间角度为40度
至60度左右。
对于在印制板上焊接元器件来说,要注意使烙铁头同时接触两个被焊
接物。
使其受热均匀。
对于,热容量小的焊件,如印制板上较细导线的连接,可以直接省略。
加热时,应该让焊件上需要焊锡浸润的各部分均匀受热,而不是仅仅加热焊件的一部分,更不要采用烙铁对焊件增加压力的办法,以免造成损坏或不易觉察的隐患。
(3)供应焊锡:
先在铜箔与元件的供有点加微量焊锡,为提高导热性,如有管脚的话,
再给管脚的切段面加微量焊锡,覆盖即可,目的防止氧化。
因为焊锡由低温向高温流动的性质,所以离烙铁头较远处慢慢注入焊锡丝,并调整供给的量及速度,注意不要供给烙铁头上。
烙铁头必须放在能对铜箔和元件同时加热的部位,根据铜箔的大小材质,铜箔和元件大的,烙铁头的接触面积大,反之烙铁头接触面积小,这样可使铜箔和元件在同一时间达到同一温度。
(4)抽出焊锡:
当焊丝熔化一定量后,立即向左上45°方向移开焊丝。
2调试方法
接上+5v的电源进行调试。
3在调试过程中,发现八盏灯只有一盏是亮的,仔细检查后,发现有一条线路是断开的,修补后,再次调试,一切正常。
五设计总结与体会
通过多日的设计修改,,一方面增长了知识,另一方面增强了动手能力,更主要的是学会了做事要细心,总之,感觉收货很多。
附录二作品图
秒脉冲发生电路
可逆的顺序脉冲发生电路
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