荒城旧梦武汉理工大学《电工电子综合课程设计》说明书
使得电路简单，器件少，连线简单，但是使用单片机，程序调试复杂，且不利于锻炼硬件调试能力。
由于方案一实物器件不足，实现连线等起来有一定难度，且本实验主要要求仿真出正确结果，并熟练使用protues进行画图和仿真，因此我们小组方案选择实验二实现实物连接，同时也锻炼同学们读程序、写程序的能力。
3 部分电路设计
3.1 多谐振荡器的设计
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，电源电压范围宽，可在 4.5V~16V 工作，其中7555 可在 3~18V 工作，输出驱动电流约为 200mA，因而其输出可与 TTL、CMOS 或者模拟电路电平兼容。 其成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。其内部原理图如下3.1所示：
图3.1 555多谐振荡器内部原理图
它含有两个电压比较器，一个基本RS触发器，一个放电开关T，比较器的参考电压由三只5KΩ的电阻器构成分压，它们分别使高电平比较器A1同相比较端和低电平比较器A2的反相输入端的参考电平为
和
。A1和A2的输出端控制RS触发器状态和放电时，触发器复位，555的输出端3脚输出低电
时，触器置位，555的
管开关状态。当输入信号输入并超越
平，同时放电，开关管导通；当输入信号自2脚输入并低于
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3脚输出高电平，同时放电，开关管截止。
表3.1 555定时器功能表
输入 阈值输入触发值（V12） 复位（RD） （V11） × <(2/3)VCC >(2/3)VCC <(2/3)VCC × <(1/3)VCC >(1/3)VCC >(1/3)VCC 0 1 1 1 0 1 0 不变 导通 截止 导通 不变 输出（VO） 输出 放电管T 由555定时器通过连接合适的电路变成一个多谐振荡器(脉冲发生器)，如下图所示电路：
图3.2 多谐振荡器电路
接通电源后，电容C1被充电，当V6上升到2/3VCC时，触发器被复位，此时VO为低
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电压，同时放电BJT T导通，,电容C1通过R2和T放电，使V6下降。当V6下降到（1/3）VCC时，触发器又被置位，VO翻转为高电平。电容器C放电所需的时间为： tPL=R2C1ln2 可近似看成tPL=0.7R2C1
当C1放电结束时，T截止，VCC将通过R1、R2向电容器C充电，V6由（1/3）VCC上升到（2/3）VCC所需的时间为：
tPH=(R1+R2)C1ln2 可近似看成tPH=0.7(R1+R2)C1
而当V6上升到（2/3）VCC时，触发器又周而复始，在输出端就得到一个周期性的方波，其频率为
f=1/( tPL +tPH) 可近似看成f=1.43/[(R1+2R2)C1
在设计中，我们要得到周期为0.5秒的脉冲信号，令R1=R2=5.1k，C1=47uF。从而得周期为T=0.503秒，约等于要求的0.5秒的周期。
3.2 分频器的设计
74LS161 的清零端是异步的。当清零端CR为低电平时，不管时钟端CP 状态如何，即可完成清零功能。74LS161 的预置数是同步的。当置入控制器LOAD 为低电平时，在CP上升沿作用下，输出端QA－QD 与数据输入端A－D 相一致。当ENP、ENT 均为高电平时，在CP上升沿作用下QA－QD同时变化，从而消除了异步计数器中出现的计数尖峰。利用反馈清零法或者反馈置数法可以实现分频作用。
其功能表及引脚图如下：
表3.2 74LS161功能表 输 入 输 出 CR CP LD EP ET D3 D2 D1 D0 Q3 Q2 Q1 Q0 0 1 1 1 1
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Ф ↑ ↑ ↑ ↑ Ф 0 1 1 1 Ф Ф 0 Ф 1 Ф Ф Ф 0 1 Ф d Ф Ф Ф Ф c Ф Ф Ф Ф b Ф Ф Ф Ф a 0 d 0 c 0 b 0 a Ф Q3 Q2 Q1 Q0 Ф Q3 Q2 Q1 Q0 Ф 状态码加1 武汉理工大学《电工电子综合课程设计》说明书
图3.3 74LS161引脚图
图3.4 由74LS161组成的八分频电路
3.3 门电路循环选择电路的设计
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将8个二输入与门7408作为一组，每个与门的选出一个输入端口连接在一起，接控制信号，一共放置3组，组成3个与门结构。每组的二输入与门的另一个输入端分别接上移位寄存器74LS198所需要的预置数，3组分别为00000001,11101110，10101010。三组中相应的每三个输出通过三输入或门4075接到移位寄存器74LS198的数据输入端。将另一个74LS161设计成3进制计数器，输出的三种状态分别使一组门电路被选通，将三种状态循环置入移位寄存器中，电路原理图如下所示：
图3.5 门电路选择结构电路
3.4 移位寄存器的设计
74LS198 为8 位双向移位寄存器，其功能引脚图如下：
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