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1、六路彩灯循环闪烁逻辑电路设计一、设计目的 1.学习数字电路的设计方法和技巧； 2.检验对组合逻辑电路及时序逻辑电路的综合应用能力.二、设计要求 1六路彩灯分别依次闪烁 2闪烁的时间间隔为0.1s 4.写出设计的详细步骤5.使用3号图纸,画出设计的逻辑电路图 6.写出课程设计说明书。（要求用20*20的方格纸，有标题、前言、目录、详细的设计步骤和所参考的资料清单及元器件明细表）三、设计步骤 第一步：计数器（时序电路）的设计 第二步：译码器（组合电路）的设计 第三步：显示电路的设计 第四步：时钟电路的设计 第五步：画总设计图 第六步：写出课程设计说明书 第七部：使用3号图纸,画出设计的逻辑电路电路
2、图 （一）计数器的设计 1.进行逻辑抽象，建立原始状态图。 六路彩灯需要六种状态，即大体上应设有六个内部状态 ，即M=6，现用S0、S1、S2、S3、S4、S5分别表示这六种状态。根据题意，可建立如图1所示的原始状态图，S0为初态，其后依次为S1、S2、S3、S4、S5 ，即 S0S1S2S3S4S5图1 2.进行状态化简，画出最简状态图。1) 确定等价状态由图1不难发现，里面没有等价状态.2）合并等价状态由于里面没有等价状态，故不用合并 3.进行状态分配，画出二进制编码后的状态图（见图2） 1）因M=6,故取n=3 2）进行状态编码，取S0=000，S1=001，S2=010，S3=011，
3、S4=100，S5=1013）画出编码后的状态图（见图2）101100001000011010（图2） 4.选择触发器和求时钟方程和状态方程 1）由题意选用三个CP下降触发的边沿JK触发器； 2）采用同步方案，即取 CP0=CP1=CP2=CP 3)求状态方程 由图2所示状态图，画图3所示电路次态的卡诺图，及图4所示各触发器的卡诺图。的卡诺图00 01 11 100 001 010 100 0111 101 000 （图3）的卡诺图的卡诺图的卡诺图 00 01 11 100 0 0 1 01 1 0 00 01 11 100 0 1 0 11 0 0 00 01 11 100 1 0 0 11
4、 1 0 （图4） 由卡诺图得： 5.求驱动方程 JK触发器的特性方程为 1）变换状态方程 （*为约束项应去掉） 2）比较状态方程和特性方程求驱动方程 ， 6.画逻辑电路图，（图5）Q1Q0Q2Q1Q2Q1Q0Q0FF3FF2FF1CP11J C11K1J& C11K1J& C11K图5 逻辑电路图 7.检查自启动功能 将无效状态110、111代入状态方程进行计算，结果如下 110111000（有效状态）可见电路能自启动 （二）译码器的设计 1.逻辑抽象，列真值表 根据六路彩灯计算出时序电路，应有三个输入端分别用A2、A1、A0表示，八个输出端，现用其中6个输出端分别用Y0、Y1、Y2、Y3、
5、Y4、Y5表示真 值 表输入输出A2 A1 A0 Y5 Y4 Y3 Y2 Y1 Y00 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 10 0 0 0 0 10 0 0 0 1 00 0 0 1 0 00 0 1 0 0 00 1 0 0 0 01 0 0 0 0 0 2.写逻辑式 3.化简 将约束项110、111代入上式得： 4画逻辑图：如图6所示图6 译码器Y0Y1Y2Y3Y4Y5A1A0A21&11& 如果用与非门实现，同时把输出信号写成反变量，那么所得到的就是由与非门构成的输出为反变量（低电平有效）的译码器，如图3.3.16所示。Y0Y5A1A0A2111图
6、7 由与非门构成的制译码器&Y4&Y3&Y2&Y1& （三）驱动电路的设计根据计数器和译码器的设定：现需用驱动电路来驱动彩灯，每个彩灯选用一个三极管驱动器。当输入信号为高电平时，输出为低电平，彩灯被点亮；当输入信号为低电平时，输出为高电平，彩灯熄灭。故选用下图所示的驱动电路（如图8所示），三极管基极的电阻（限流电阻）为1k。1k3DK4+Vcc(12V)图8 （四）时钟电路的设计 时钟电路的作用是产生一个时钟脉冲，以控制彩灯闪烁的时间间隔。根据要求，闪烁的时间间隔为0.1s 。现选用555定时器构成多谐振荡器，如图10所示。 参数计算由图9知 振荡周期T：振荡频率：因T=1s，取，故所以取，8 41523762+Vcc图9 占空比可调的多谐振荡器C555R1R2 C10.01FD1D2（五）绘制设计的逻辑电路电路总图（见3号图纸）四、设计体会
六路彩灯循环闪烁逻辑电路设计(A4)
