3.各个单元电路的功能与分析
○1 74LS163 四位二进制计数器
这里采用 74LS163 构成模 4 计数器，状态由 00 → 01 → 10 → 11 循环。 L1（东西绿）：当 00 时亮，其他状态时不亮。 L2（东西黄）：当 01 时亮，其他状态时不亮。 L3（东西红）：当 10、11 时亮，00、01 时不亮。 L4（南北绿）：当 10 时亮，其他状态时不亮。 L5（南北黄）：当 11 时亮，其他状态时不亮。
2.使用元件 3—8 译码器 74LS138，四位二进制计数器 74LS161，555 定时器，七段数码管 译码器驱动器 4511 芯片，数码管，电容，电阻，非门若干。 3.电路原理框图
4.元器件在本电路中的主要功能
○1 555 定时器
555 定时器在本电路中的作用主要是产生占空比可调的矩形脉冲从而 可以改变灯亮时间，而且它的振荡周期为 T=0.7 （ +2 ）C。此处 C=0.1uF.由电路参数可知，当 R1 为 10kΩ时，灯亮时间为 0.0014s.它的功能主 要由两个比较器决定。两个比较器的输出电压控 制 RS 触发器和放电管的状态。在电源与地之间加 上电压，当 5 脚悬空时，则电压比较器 C1 的同相 输入端的电压为 2VCC /3，C2 的反相输入端的电压 为 VCC /3。若触发输入端 TR 的电压小于 VCC /3，则比较器 C2 的输出为 0， 可使 RS 触发器置 1，使输出端 OUT=1。如果阈值输入端 TH 的电压大于 2VCC/3，同时 TR 端的电压大于 VCC /3，则 C1 的输出为 0，C2 的输出为 1， 可将 RS 触发器置 0，使输出为 0 电平。电路图如下：
○2 74LS190 十进制加减计数器
由于要实现倒计时显示，所以可以采用两片 74LS190，该芯片是十进 制加减法计数器。通过网络找出一下功能表。
6.不同的思路的流水灯电路 因为流水灯每次只有一个灯亮，且亮灯的方向是逐步移动有规律 的。所以还可以考虑用 74LS194 移位寄存器来实现，每个灯亮的时间 为 1s。电路图如下：
示波器图形如下：
二.交通灯控制器 本电路设计一个十字路口交通灯控制电路，东西方向车道和南北方向
车道两条交叉掉路上的车辆交替运行，每次通行的时间设置为 24 秒。在绿 7
数电大作业流水灯
-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
综合设计题
一.流水灯 1.总体思路 8 位流水灯始终是一亮七暗的，根据这个特点可以考虑采用 74LS138 译码
器的输出来实现流水灯的循环电路。同时，还可以用 74LS161 四位二进制计数 器来控制 74LS138 的输入端，从而实现对灯亮灭的控制
5
5.整体电路仿真及结果分析
○1 电路仿真
用逻辑分析仪对译码器输出端进行高低电平显示，得到以下结果：
○2 结果分析
Y0-Y7 输出波形如上图所示，由于 Y0-Y7 高低电平的变化，所以指 示灯会闪烁变化，但必须脉冲频率最好在 1KHz 以下，以便人眼能够识
6
别，计数器产生 000-111 脉冲输入 74LS138 的输入端，实现 Y0-Y7 的选 通，从而实现上述功能,每个灯亮的时间为 0.014s。
○4 4511 芯片驱动器
4511 芯片驱动器是一种常用的七段数码管译码器驱动器，使输入的二 进制数在数码管上以十进制数显示，主要驱动共阴数码管，其引脚图如下 图所示。
4
○5 共阴极数码管
在本电路中的作用主要是显示目前是几号灯亮，便于观测。其原理图 如下：
采用 4511 七段显示译码器，显示第几个灯在闪烁，信号从 A0A1A2A3 输入， a,b,c,d,e,f,g,分别接数码管的 ABCDEFG,连接数码管和 4511 还需要限流电阻 220 数码管驱动电路如下
2
○2 74LS161 计数器
74LS161 计数器在本电路中的作用是产生 000-111 脉冲控制 74LS138 的 A2A1A0，依次选通 Y0-Y7。产生脉冲序列也可以用 74LS191 是 四位二进制同步加/减计数器，与 74LS161 相比，它能够实现减计数， 此处只需要求产生脉冲序列，而且 74LS161 是常用的计数器，所以选 择 74LS161 产生脉冲序列。所以采用反馈置数法，产生 000-111 脉冲 序号，时钟脉冲外部接入，原理图如下图所示
灯转为红灯时，要求黄灯先亮 4 秒钟，才能变换运行车道。可用 LED 模拟 交通灯。用倒计时时显示每个状态的时间。
1.总体思路 电路有四个状态：东西绿南北红 → 东西黄南北红 →东西红南北绿 → 东西红南北黄，一共有四个状态循环，所以可以先用一个模 4 计数器来转 换这四个状态。 2.使用元件 十进制加减计数器 76LS190，四位二进制计数器 74LS163，2—4 译码器 74LS139，数码管若干，少量的或非门，与非门和非门电路。
8
L6（南北红）：当 00、01 时亮，10、11 时不亮。 电路可以这样实现：
其中，74LS139 是 2-4 译码器，它的功能表如下：
所以，Y0~Y4 口接上非门后可以控制 L1、L2、L4、L5。 L3=B，L6= B ，所以将 L3 直接连在 1B 端，将 1A 端加非门与 L6 相连。 通过这样的连接便可以实现这四个状态的循环。
○3 74LS138 译码器
3
74LS138 译码器在本电路中的作用主要是选通指示灯发光。它的输出端为 一个低电平，经过取反之后可以得到一个高电平，从而控制灯的亮灭。它的工 作原理是：①当一个选通端（E1）为高电平，另两个选ห้องสมุดไป่ตู้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。举例说明：如果 A2A1A0=001，那么 Y1 输出 0，其余输出 1，经过取反之后 为 1，其余为 0，因此只剩下与 相连的指示灯亮，其余灯不亮。因为要控制八 位指示灯循环点亮，则需要一系列脉冲序列，使得 A2A1A0 电平发生变化。即依 次选通 Y0-Y7，脉冲从 000-111。