基于數字集成電路流水燈的設計
3.2.3 加法計數器電路
圖3是由兩個下降沿JK觸發器和一個上升沿D觸發器構成的異步3位二進制加法計數器,各觸發器均接成計數狀態,具體由74LS112雙JK觸發器和74LS74雙D觸發器來實現。假設在計數之前,先給復位端RD一個負脈沖,使各觸發器均處于0態,從初始狀態000開始,每輸入一個計數脈沖,計數器的狀態按二進制遞增(加1),輸入第8個計數脈沖后,計數器又回到000狀態。其計數規律見表1。本文引用地址:http://www.104case.com/article/178618.htm
3.2.4 譯碼顯示電路
從圖2可知,譯碼顯示電路是由3-8譯碼器74LS138和8路發光二極管組成。在開始計數前,首先按一下復位按鈕S,使計數器輸出為000,這樣經3-8譯碼器譯碼成十進制數的“0”,因此對應于的輸出為低電平,LED0不亮,而其余7個輸出端均為高電平,所以從LED1~LED7都亮。那么,當往計數器送第一個CP時,計數器輸出為001,經3-8譯碼器譯碼成十進制數的“1”,因此對應于的輸出為低電平,LED1不亮,而其余7個輸出端均為高電平,所以從LED0,LED2~LED7都亮。如果繼續送第2,第3個脈沖時,則依次是LED2,LED3不亮,當送到第7個脈沖時,LED 7不亮。也就完成了這一暗從上至下的移動,當再來第8脈沖時,又開始下一輪循環。由于本電路的時鐘產生周期是0.1 s那么,4 s內流水燈可以完成5次循環,如此反復循環,產生的效果就像水的流動一樣,因此,就把它稱為“廣告流水燈”。
4 元器件選擇
由于本電路功耗較少,所以電源變壓器選用二次電壓為12 V,3~5 W的小型變壓器。VD1~VD4均選用1N4007型硅整流二極管。LED0~LED7選用φ5 mm的高亮度紅色發光二極管。C1可選用耐壓值為25 V的鋁電解電容器,C2,C3耐壓值為10V的鋁電解電容器,C4為圓片電容。 5.1 kΩ,220 Ω的電阻選用1/8 W的金屬膜或碳膜電阻器。復位開關S選用6×6的輕觸開關。其余集成電路的型號按電路圖所標注的選擇。
5 功能擴展
(1)如果將圖3計數器設計成減法計數器,可以使這7亮1暗從下往上循環移動。另外只要將8路發光二極管反接,就可實現7暗1亮。
(2)若每路用若干個發光二極管并聯,可組成一句簡單的漢字語句或英文句子。
6 結語
該設計具有性能穩定、壽命長、成本低、電路簡單、實用性強等優點。較為完整地介紹了常用流水燈的制作方法,是學習數字電路過程中比較經典、有趣、且能再現設計流程的一款作品,能有效提高數字電路初學者的學習興趣、動手能力和解決實際問題的能力。
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