數(shù)字電子技術課程設計方案書之彩燈控制

1、內蒙古師范大學計算機與信息工程學院數(shù)字電子線路課程設計報告設計題目彩燈控制器電路設計指導教師張鵬舉職稱講師姓名高佳玉學號20091105558日期7-12彩燈控制器電路設計摘要本次設計的簡易彩燈控制電路是由74LS194 雙向移位寄存器，16 位進制的加法計數(shù)器74LS161 和一些門電路實現(xiàn)的。利用74LS194 的左移和右移來實現(xiàn)不同的花型，用74LS161 來控制彩燈的亮滅的順序，從而實現(xiàn)彩燈四種花型自動切換。關鍵字彩燈控制電路；74LS194 ； 74LS1611 設計任務及主要技術指標和要求1.1設計任務要求設計一個能夠控制八路彩燈的邏輯電路。1.2主要技術指標和要求（1） 要求彩燈

2、組成兩種花形，花形可自行設計。（2）要求兩種花形交替出現(xiàn)。2 引言節(jié)日的彩燈五彩繽紛，給人們帶來了歡樂的氣氛。 彩燈的控制電路種類繁多，該題目要求用移位寄存器為核心元件， 設計一個 8 路彩燈控制器。 用寄存器的每一位控制一組燈。各組燈布置成各式各樣的圖案。由于寄存器具有不同的狀態(tài)，點亮的燈光就形成多種多樣的美麗的畫面。 寄存器的狀態(tài)不斷地循環(huán)變化， 又給這些圖案添加了動感。 因此，設計最佳的寄存器狀態(tài)序列， 就會形成動人的燈光循環(huán)。3 工作原理本次設計的簡易彩燈控制電路是由 2 片 74LS194雙向移位寄存器 1 ，2 片 16 位進制的加法計數(shù)器 74LS161和一些門電路實現(xiàn)的。 工作

3、原理如下： 整個電路有三個模塊組成： 模塊一產生控制信號， 由 2 片 74LS161產生 32 個控制信號 ; 模塊二實現(xiàn)對花型的控制，由一些門電路，第一模塊的輸出信號來控制 2 片 74LS194 的 S1 和 S0，從而實現(xiàn)對花型的控制；模塊三實現(xiàn)對產生的四種花型的演示。利1用 74LS194的左移和右移來實現(xiàn)不同的花型，從而實現(xiàn)彩燈四種花型自動切換。4 基本組成4.1 兩片 74LS194圖 1 兩片 74LS194電路8 個流水燈 4 種花型演示由兩片194 實現(xiàn)，門電路實現(xiàn)對S1和 S0 控制時，194 也相應的改變進而演示不同的花型。當S1S0=10時，從 DIL 輸入， 194

4、 實現(xiàn)左移功能；當 S1S0=01時，從 DIR 輸入， 194 實現(xiàn)右移功能；第一片194，第二片 194 和第一模塊使用同一個 CLK，門電路控制兩片 194 的 S1S0，實現(xiàn)左移和右移，兩片 194 搭配使用，實現(xiàn)四種花型演示。4.2 兩片 74LS161圖 2 兩片 74LS161電路由 2 片 16 位進制的加法計數(shù)器 74LS161組成的電路產生。先用 2 片 74LS161組成 100 進制的加法計數(shù)器， 用并行實現(xiàn) 100 進制的加法計數(shù)器， 脈沖信號為同一個 CLK，把第一片的CO接在第二片的 EP 和 ET 上，第一片的進位輸出作為第二片工作的起始條件，當?shù)谝黄洕M16

5、位是，第一片進位輸出為1，第二片開2始工作， Q0記為 1，兩片 161 就成了 100 進制的加法計數(shù)器，把第二片的 Q1取反接在兩片 161 的清零端 SR，當 Q1 為 1 時，就清零，這就使 100 進制的加法計數(shù)器變成 32 進制的加法計數(shù)器，產生的 32 計數(shù)成為彩燈的控制信號。5 設計步驟及方法5.1 74LS161 的設計由 2 片 74LS161 加法計數(shù)器組成的電路產生。先用2 片 74LS161 組成 100進制的加法計數(shù)器，再由100 進制的加法計數(shù)器改成32 進制的加法計數(shù)器，用來產生 32 個控制信號。表 1 兩片 74LS161設計真值表CLK74LS161（1）

6、74LS161（2）Q3Q2Q1Q0Q3Q2Q1Q00000000001000100002001000003001100004010000005010100006011000007011100008100000009100100001010100000111011000012110000001311010000141110000015111100001600000001317000100011800100001190011000120010000012101010001220110000123011100012410000001251001000126101000012710110001281

7、100000129110100013011100001311111000132000000105.2 74LS194 的設計花型控制實際上是控制 74LS194的 S1 和 S0，當 S1S0=01時， 74LS194實現(xiàn)左移功能，當 S1S0=10時，74LS194實現(xiàn)右移功能，所以控制花型，就是控制 S1和 S0，讓第一模塊的輸出通過一些門電路讓S1 和 S0為 1 或為 0，進而控制花型。表 2 根據(jù) 74LS161的變化 74LS194 S1S0的變化74LS161（1）74LS161（2）74LS194（1）74LS194（ 2）Q3Q0S1S0S1S0001010100101011

8、0011101105.3 花型要求實現(xiàn)八路彩燈的花型演示，需要2 片 74LS194，通過第二模塊的花型控4制， 用 74LS194的左移和右移來演示4 種花型。表 3 花型真值表CLK花型 1花型 2花型 3花型 411000100000010001100000010001100021100110000110011110000110011110031110111001110111111001110111111041111111111111111111111111111111150111011111101110011111101110011160011001111001100001111001

9、10000117000101111000100000011000100000018000000000000000000000000000000006 電路總體說明圖 3 整體電路兩片 161 產生 32 個電路控制信號，通過非門，異或門控制兩片 194 的 S1S0，進而改變花型， 194 實現(xiàn)對花型的演示。7 設計所用器材5表 4器材統(tǒng)計表序號名稱元件件編號備注（數(shù)量）1十六進制加法計數(shù)器74LS16122雙向移位寄存器74LS19423非門74LS0414異或門74LS8615發(fā)光二極管二極管86面包板18 小結本次實驗通過三周我和隊友的努力最終以成功結束， 自開始我們先做了兩種花型的實驗，但是我們發(fā)現(xiàn)通過改變一條線路的連接就能實現(xiàn)另外兩種花型， 通過隊友的悉心研究最后將手動改為自動，最終實現(xiàn)四種花型。通過本次實驗發(fā)現(xiàn)很多不足， 由于理論概念的不清晰， 很多設計是由隊友完成，自己只是