數(shù)電自主設(shè)計實驗

1、數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)自主設(shè)計實驗實驗名稱:自動循環(huán)交替8路彩燈控制系統(tǒng)院 系： * 專 業(yè)： *班 級： * 學(xué) 號： * 姓 名： 傅程 姓名 * 班級 * 學(xué)號 * 實驗日期 * 節(jié)次 * 教師簽字 成績 實驗名稱:自動循環(huán)交替8路彩燈控制系統(tǒng)1,實驗?zāi)康?設(shè)計能輸出指定循環(huán)花型彩燈的控制電路2,總體設(shè)計方案或技術(shù)路線:總體設(shè)計方案：以移位寄存器為核心器件,設(shè)計8路彩燈控制系統(tǒng)。要滿足以下要求：a,實現(xiàn)花型I：由中間到兩邊對稱地依次點亮，全亮后仍然由中間向兩邊依次熄滅。b,實現(xiàn)花型II :分成兩半,從左自右順次點亮,再順次熄滅。c,實現(xiàn)花型I,II的自動交替。d,能夠?qū)崿F(xiàn)手動開關(guān)清零。利用55

2、5定時電路組成一個多諧振蕩器，發(fā)出連續(xù)脈沖，作為移位寄存器和計數(shù)器的時鐘脈沖。設(shè)計原理圖如下：驅(qū)動譯碼移位寄存器譯碼顯示控制電路 技術(shù)路線：花型電路：由74LS194雙向移位寄存器完成（可左移右移完成花型變化）：當(dāng)S0=0，S1=1時，實現(xiàn)左移功能，把DSL的數(shù)移到Q3，Q3的數(shù)移到Q2，Q2的數(shù)移到Q1，Q1的數(shù)移到Q0。當(dāng)S0=1,S1=0時，實現(xiàn)右移功能，把DSR的數(shù)移到Q0，Q0的數(shù)移到Q1，Q1的數(shù)移到Q2，Q2的數(shù)移到Q3。花型變換控制電路：由一片74LS161（兩種花型每種顯示一遍）計數(shù)器。74LS161芯片用的是同步置數(shù)，并清零。74LS161可預(yù)置四位二進制計數(shù)器(并清除異步

3、)。時鐘信號電路：555定時電路組成一個多諧振蕩器。3,實驗電路圖:花型電路：左邊4個燈的花型電路：右邊4個燈的花型電路：花型變換控制電路：時鐘信號電路：總的電路：RA=10 K,RB=47K,RC=20K,C1=1F,C2=0.01F4,儀器設(shè)備名稱、型號和技術(shù)指標(biāo):a,EEL-69 型模擬、數(shù)字電子技術(shù)實驗箱 b,“集成運算放大器應(yīng)用”實驗插板 c,直流穩(wěn)壓電源 d,芯片：74LS161,74LS194,74LS00,555定時器74LS161管腳圖：74LS194管腳圖：74LS00管腳圖：5,理論分析或仿真分析結(jié)果: 理論分析: 由電路圖：計數(shù)器有16個狀態(tài)，連接到Q3，前8個狀態(tài)Q3

4、=0，后8個狀態(tài)Q3=1。在前8個狀態(tài)時，左邊計數(shù)器S0=1,S1=0（右移），右邊計數(shù)器S0=1，S1=0（右移）。列出理論數(shù)據(jù)（設(shè)輸出已清零）：CP左邊四個燈（Q0Q1Q2Q3）右邊四個燈（Q0Q1Q2Q3）110001000211001100311101110411111111501110111600110011700010001800000000這實現(xiàn)了花型II。之后8個狀態(tài)時，左邊計數(shù)器S0=0，S1=1（左移），右邊計數(shù)器S0=1，S1=0（右移）。列出理論數(shù)據(jù):CP左邊四個燈（Q0Q1Q2Q3）右邊四個燈（Q0Q1Q2Q3）9000110001000111100110111111

5、012111111111311100111141100001115100000011600000000這實現(xiàn)了花型I。之后8個狀態(tài)時Q3又變?yōu)?，實現(xiàn)了花型的自動切換和循環(huán)。清零開關(guān)置于低電平時，輸出清零。 仿真結(jié)果:仿真電路圖(RA+RB=10K,與非門等效的非門直接用非門表示):555組成的多謝振蕩器輸出波形:花型II:花型I:之后的花型成周期循環(huán),花型I和花型II交替循環(huán)6,詳細(xì)實驗步驟及實驗測量數(shù)據(jù)記錄:按照實驗電路圖進行實驗電路圖連接，連接無誤后接通電源，觀察花型變化，并寫出狀態(tài)轉(zhuǎn)換表：CPQ0 Q1 Q2 Q3Q0 Q1 Q2 Q30 0 0 0 0 0 0 0 01 1 0 0

6、0 1 0 0 02 1 1 0 0 1 1 0 03 1 1 1 0 1 1 1 04 1 1 1 1 1 1 1 15 0 1 1 1 0 1 1 16 0 0 1 1 0 0 1 17 0 0 0 1 0 0 0 18 0 0 0 0 0 0 0 09 0 0 0 1 1 0 0 010 0 0 1 1 1 1 0 011 0 1 1 1 1 1 1 012 1 1 1 1 1 1 1 113 1 1 1 0 0 1 1 114 1 1 0 0 0 0 1 115 1 0 0 0 0 0 0 116 0 0 0 0 0 0 0 0調(diào)節(jié)RB的大小，觀察其對輸出結(jié)果的影響并記錄:RB調(diào)小時,

7、彩燈的閃爍頻率變快.頻率變快后,左四盞燈較右四盞燈有很小很小的時間延遲,并不是完全同步的.7,實驗結(jié)論: 經(jīng)過微小改動,使得滿足設(shè)計要求的”自循環(huán)交替8路彩燈控制電路”成功實現(xiàn),實驗獲得圓滿成功.8,實驗中出現(xiàn)的問題及解決對策: 實驗找電路連接好后,花型不正確,經(jīng)查是左側(cè)74LS194連線有誤，Q3先非再接DSR，Q0先非再接DSL，花型變成正常（仿真時并沒有出現(xiàn)該錯誤）。 實驗中RB,RC,C1參數(shù)設(shè)計不太對，導(dǎo)致閃爍頻率太高，無法看見花型（常亮）。改正后，閃爍變慢。 閃爍頻率變快后，左四盞燈與右四盞燈出現(xiàn)很小很小的延遲，這主要是因為左邊電路比右邊電路復(fù)雜得多，門電路更多產(chǎn)生的。9,本次實驗

8、的收獲和體會、對實驗室的意見或建議: 通過本次實驗,我更加理解了74LS161,74LS194的功能,并且能夠更靈活地使用,實驗中連接線路比較復(fù)雜,排查錯誤時比較困難,這更加鍛煉了我的實際動手能力. 實驗室中有些設(shè)備有故障,導(dǎo)線也有壞的,希望能夠更加細(xì)致的排查,免去我們自己排查導(dǎo)線等操作.10,參考文獻:1 楊春玲,王淑娟 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) 北京:高等教育出版社2 廉玉欣 電子技術(shù)基礎(chǔ)實驗教程 北京:機械工業(yè)出版社原始數(shù)據(jù)記錄 姓名: 學(xué)號：1，狀態(tài)轉(zhuǎn)換表：CPQ0 Q1 Q2 Q3Q0 Q1 Q2 Q30 0 0 0 0 0 0 0 01 1 0 0 0 1 0 0 02 1 1 0 0 1 1 0 03 1 1 1 0 1 1 1 04 1 1 1 1 1 1 1 15 0 1 1 1 0 1 1 16 0 0 1 1 0 0 1 17 0 0 0 1 0 0 0 18 0 0 0 0 0 0 0 09 0 0 0 1 1 0 0 010 0 0 1 1 1 1 0 011 0 1 1 1 1 1 1 012 1 1 1 1 1 1 1 113 1 1 1 0