【正文】 致連線到處碰壁。動(dòng)手能力正是我們所欠缺的，所以我們應(yīng)該抓住每次動(dòng)手的機(jī)會(huì)，好好體會(huì)體會(huì)自己的不足。用 protues 在電腦上將三種方案的電路圖畫出來并仿真倒是很順利 ， 包括之后的預(yù)答辯都很順利，難題誕生在面包板的連線。那么，只要將 8 個(gè)發(fā)光二極管共陽極連接，將 74LS138 的 8 個(gè)輸出端依次與二極管的負(fù)極相連，正好能讓發(fā)光二極管依次發(fā)光。調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的阻值，發(fā)光二極管的發(fā)光周期發(fā)生改變。 實(shí)現(xiàn)過程 圖 21 方案面包板實(shí)物圖 如圖 21 所示，為實(shí)現(xiàn)方案時(shí)的面包板實(shí)物圖。 譯碼模塊 圖 19 譯碼模塊電路原理圖 譯碼模塊的電路原理圖如圖 19 所示。當(dāng)電容充電至正負(fù)板間的壓降為 2/3Vcc 時(shí)，即 6 腳的電壓為 2/3Vcc 時(shí)， 7 腳接通，電容經(jīng)過 Rx2 開始放電。 方案 元件 武漢理工大學(xué)《專業(yè)課程設(shè)計(jì)（二）》課程設(shè)計(jì)說明書 12 經(jīng) 各種 對(duì)比，且考慮到 現(xiàn)有芯片的基礎(chǔ)上選擇 實(shí)現(xiàn) 方案一 較好 。 方案比較 方案元件比較 表 2 各方案元件比較表 電阻 電容 二極管 主要工作原件 門電路 電源及接地 方案一 定值電阻 30K,10K 10uF 1uF 8 個(gè)發(fā)光二極管 NE555 定時(shí)器 74LS161 74LS138 非門 一個(gè)電源 一個(gè)接地端 滑阻 60K 方案二 定值電阻 30K,10K 10uF 1uF 8 個(gè)發(fā)光二極管 NE555 定時(shí)器 CD4017 無 一個(gè)電源 一個(gè)接地端 滑阻 60K 方案三 定值電阻 30K,10K 10uF 1uF 8 個(gè)發(fā)光二極管 NE555 定時(shí)器 74LS194 2 非門 一個(gè)電源 一個(gè)接地端 滑阻 60K 注：表中元件未注明個(gè)數(shù)的即為一個(gè)。設(shè)滑動(dòng)變阻器 RV1 分成的上下兩部分阻值分別為 Rx1(單位： KΩ)和 Rx2(單位： KΩ)，則有： 充電時(shí)間 t1=C1(R1+RV1)ln2 (13) 放電時(shí)間 t2=C1Rx2ln2 (14) 脈沖信號(hào)周期 T=t1+t2 (15) 脈沖信號(hào)頻率 f=1/T (16) 由式 (13)、 (14)、 (15)、 (16)得： T=C1(R1+RV1+Rx2)ln2， f=1/[ C1(R1+RV1+Rx2)ln2]。 其中電容 C2的作用是抗干擾，電阻 R2的作用是過流保護(hù)，防止電流過大導(dǎo)致二極管損壞。當(dāng)增大 Rx2的值時(shí)，發(fā)光周期變大 ，各個(gè)發(fā)光二極管的發(fā)光交替速度變慢；當(dāng)減小 Rx2 的值時(shí)，發(fā)光周期變小，各個(gè)發(fā)光二極管的發(fā)光交替速度變快。譯碼后的 二 進(jìn)制數(shù)作用到圈式流水燈電路，實(shí)現(xiàn)圈式流水燈的循環(huán)流水式發(fā)光功能。也就是將輸入的八進(jìn)制循環(huán)脈沖 000— 111 譯碼輸出， 000 對(duì)應(yīng) Y0端口輸出低電平， 其余端輸出高電平； 001 對(duì)應(yīng) Y1端口輸出低電平， 其余端輸出高電平， 以此類推。由于只把 Q2， Q1， Q0作為下級(jí)輸入，所以 Q2Q1Q0會(huì)循環(huán)輸出 000— 111八進(jìn)制序列脈沖信號(hào)，八進(jìn)制序列脈沖作為下級(jí)的數(shù)據(jù)輸入信號(hào)控制選通電路工作。 充電時(shí)間 t1=C1(R1+R2) ln2 (1) 放電時(shí)間 t2=C1R 2ln2 (2) 武漢理工大學(xué)《專業(yè)課程設(shè)計(jì)（二）》課程設(shè)計(jì)說明書 3 脈沖信號(hào) 周期 T=t1+t2 (3) 脈沖信號(hào) 頻率 f=1/T (4) 由式 (1)、 (2)、 (3)、 (4)可得： 輸出脈沖 信號(hào) 周期 T=C1(R1+2R2)ln2， f=1/T。 主要元器件簡介 （ 1） NE555 定時(shí)器 武漢理工大學(xué)《專業(yè)課程設(shè)計(jì)（二）》課程設(shè)計(jì)說明書 2 555 定時(shí)器是多用途的數(shù)字 — 模擬混合集成電路，利用它能極方便的構(gòu)成施密特觸發(fā)器，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多諧振蕩器，使用靈活，方便。 由于 555 定時(shí)器產(chǎn)生矩形脈沖的周期取決 于 外接電阻和電容，所以 流水燈發(fā)光時(shí)間的調(diào)節(jié)可以通過改變第一部分多諧振蕩電路外接電阻 阻值或 電容 大小 實(shí)現(xiàn)，也可以通過改變第二部分電路的頻率即進(jìn)制來實(shí)現(xiàn)。在 7 端的反饋?zhàn)饔孟拢?C1反復(fù)充放電 ，實(shí)現(xiàn)了輸出矩形波的功能。 CLK 脈沖輸入端接上級(jí) NE555武漢理工大學(xué)《專業(yè)課程設(shè)計(jì)（二）》課程設(shè)計(jì)說明書 4 的 3 腳輸入端，在每個(gè)脈沖上升沿觸發(fā)計(jì)數(shù)器加計(jì)數(shù)一次，計(jì)數(shù)器輸出端 Q3— Q0循環(huán)輸出 0000— 1111。如此一來， 138 便可將 CBA 端輸入的二進(jìn)制信號(hào)（ C 為高位） 譯碼 成十進(jìn)制并從相應(yīng)端口輸出低電平。 該方案電路由四部分組成： 第一部分電路由 NE555 定時(shí)器組成，產(chǎn)生矩形脈沖 ； 在矩形脈沖的作用下，第二部分由 74LS161 組成的八進(jìn)制加法計(jì)數(shù)電路開始計(jì)數(shù) ； 第二部分電路計(jì)數(shù)后輸出到 第三部分電路，第三部分電路由 74LS138組成具有譯碼功能的電路，該電路將第二部分 輸出 的信號(hào) 譯碼成 二 進(jìn)制數(shù)。 圖 9 方案一 protues 仿真圖 仿真時(shí)，圈式流水燈按順時(shí)針方向 （ D1— D8） 依次循環(huán)發(fā)光，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的阻值，發(fā)光的周期發(fā)生變化。 當(dāng) Rx2=30 時(shí)， T=， f=。其周期 T 由兩部組成 ： 電容 C1的充電時(shí)間 t1和放電時(shí)間 t2。當(dāng)增大 Rx2的值時(shí)，發(fā)光周期變大，各個(gè)發(fā)光二極管的發(fā)光交替速武漢理工大學(xué)《專業(yè)課程設(shè)計(jì)（二）》課程設(shè)計(jì)說明書 11 度變慢；當(dāng)減小 Rx2 的值時(shí)，發(fā)光周期變小，各個(gè)發(fā)光二極管的發(fā)光交替速度變快。 方案可實(shí)現(xiàn)性比較 從各個(gè)方案的可實(shí)現(xiàn)性來看 ： 方案一 的 電路較簡單可行，芯片便宜且常用 ； 方案二 的電路最為簡單，不過 4017 芯片價(jià)格較高，且與 555 連用時(shí)易出現(xiàn)問題 ； 方案三 的 電路 較復(fù)雜，控制起來較麻煩。 接通電源的瞬間，電容壓降為 0，即 6 腳的壓降為 0，此時(shí) 7 腳不通，電容經(jīng)過 Rx1和 Rx2 開始充電。當(dāng) Q3為 0 時(shí)， Q0Q1Q2從 000 計(jì)數(shù)到111，之后 Q3進(jìn)位 為 1， Q0Q1Q2依然 從 000 計(jì)數(shù)到 111，所以只輸出 Q0、 Q Q2，便能實(shí)現(xiàn)八進(jìn)制的功能。再接一電 阻進(jìn)行保護(hù)即可。接上電源后，發(fā)光二極管按照順時(shí)針依次發(fā)光，并且 循環(huán)。 74LS161 計(jì)數(shù)后的輸出經(jīng)過 74LS138 的譯碼后正好可以周期輸出低電平。 接來下就是仿真了。 一次課設(shè)不僅回顧了學(xué)過的知識(shí)點(diǎn)，還體會(huì)到了很多自己不知道的不足之處。根據(jù)“圈式”的要求，二極管的排布形式被限定了，芯片的管腳又很多，導(dǎo)致了連線密密麻麻。想到電工電子實(shí)習(xí)中做過流水燈音樂盒的設(shè)計(jì)和制作 ，其中包含了圈式流水燈電路。 5. 心得體會(huì) 武漢理工大學(xué)《專業(yè)課程設(shè)計(jì)（二）》課程設(shè)計(jì)說明書 17 自大學(xué)以來，這是第二次課程設(shè)計(jì)了，雖