彩燈控制器電路設(shè)計實驗報告

PAGEPAGE6內(nèi)蒙古師范大學計算機與信息工程學院《數(shù)字系統(tǒng)綜合課程設(shè)計》報告實習題目指導教師職稱學生姓名學號日期設(shè)計題目彩燈控制器電路設(shè)計指導教師戚桂美職稱講師姓名學號日期2013年7月2日

彩燈控制器電路設(shè)計XXXX學院XXX級XXX班XXX指導教師戚桂美講師摘要本文介紹了8路彩燈控制器功能的實現(xiàn)，主要通過計數(shù)器74LS161和移位寄存器74LS194兩個芯片，同時借助了04芯片共同實現(xiàn)花型變化這個功能。關(guān)鍵詞74LS161;74LS194;彩燈控制器電路1設(shè)計任務(wù)及主要技術(shù)指標和要求設(shè)計一個能夠控制八路彩燈的邏輯電路。要求彩燈組成二種花型，花型Ⅰ——由中間到兩邊對稱性依次亮，全亮后仍由中間向兩邊依次滅，花型Ⅱ——8路燈分兩半，從左自右順次亮，再順次滅。并且要求兩種花型交替出現(xiàn)。2引言8路彩燈控制器主要通過74LS161計數(shù)器送數(shù)使得74LS194移位寄存器左移右移，使得在輸出端控制燈亮滅形成花型。3工作原理電路利用移位寄存器74LS194的不同狀態(tài)的改變,用74LS161控制串行輸入。8個并行輸出端接到彩燈上，當雙向移位寄存器74LS194的控制端S1=0,S0=1時,進行右移，S1=1,S0=0時,進行左移;十六位計數(shù)器74LS161可以從0000到1111進行計數(shù)。可以利用它的Q3對74LS194進行控制。74LS161是四位二進制同步加數(shù)器,除了有二進制加法計數(shù)功能外,還具有異步清零、同步并行置數(shù)、保持等功能，如表一所示表一74LS161功能表從圖一可知當CR、LD、P、T等于1時74LS161實行計數(shù)功能，記錄16個狀態(tài)。74LS194是一個4位雙向移位寄存器,它具有左移,右移,保持,清零等如表二所示表二75LS194功能表在彩燈控制電路設(shè)計中只用了74LS194左移右移功能，來實現(xiàn)彩燈的花型，雙向移位寄存器74LS194的控制端S1=0,S0=1時,進行右移，S1=1,S0=0時,進行左移,十六位計數(shù)器74LS161可以從0000到1111進行計數(shù)。利用十六位計數(shù)器74LS161的功能實現(xiàn)自動循環(huán)。4電路組成部分圖一彩燈控制電路圖5設(shè)計步驟及方法1.18個彩燈分為兩部分8路彩燈分為4個一組，用兩個74LS194來實現(xiàn)，兩種花型分別為從中間到兩邊對稱性依次亮,全亮后仍由中間向兩邊依次滅，第二種都從右往左依次亮再依次滅，所以通過對花型的分析可知,其中一個雙向移位寄存器74LS194的功能是先左移后右移即先是S1=1,S0=0,后變成S1=0,S0=1.而另外一個功能則始終是右移即S1=0,S0=1.根據(jù)分析，畫出圖表，如表三表四所示1.2第一部分彩燈的設(shè)計表三74LS194(1)工作關(guān)系根據(jù)彩燈所設(shè)計的花型寫出74LS194中Q0Q1Q2Q3燈亮滅的各個狀態(tài)，根據(jù)194功能表寫出SLSR的值由表可看出161中Q3與194中S0是一致的與S1相反，而當74LS161中Q3等于0時,74LS194中SL左移與74LS194中Q0相反，當74LS161中Q3等于1時，74LS194中SR右移與194中Q3相反。所以電路圖中74LS161的Q3通過非門與74LS194中S1連在一起，與S0直接連在一起，74LS194中Q0取反與SL連在一起，Q3取反與SR連在一起。1.3第二部分彩燈的設(shè)計表四74LS194（2）工作關(guān)系根據(jù)第二種彩燈類型寫出74LS194中Q0Q1Q2Q3燈亮滅的各個狀態(tài)，因為燈一直是向右移動根據(jù)74LS194功能表寫出SLSR的狀態(tài)值，因為74LS194中SR右移一直都與Q3相反。所以電路圖中S1接0,S0接1，Q3通過非門連在74LS194的SR上。1.4循環(huán)的設(shè)計在解決自動循環(huán)的問題用74LS161計數(shù)器的高電位Q3控制功能既要左移又要右移的74LS194的控制端S1,S0，Q3的前8個狀態(tài)是左移,而后8個狀態(tài)則變成右移.S1通過一個非門接到Q3上,而S0直接接到Q可以實現(xiàn)，而74LS194的左移右移則連在自身Q3，Q0上可實現(xiàn)循環(huán)。6電路總體說明給電路接入電源,然后給兩個雙向移位寄存器74LS194,十六位計數(shù)器74LS161芯片接入持續(xù)CP,并且把74LS161中P,T,LD接電源，三個芯片的CR接開關(guān)，方便進行清零操作，然后就可以得到題目要求的效果。7設(shè)計所用器材數(shù)字電路實驗箱1臺；74LS161芯片1片；74LS194芯片2片；74LS04芯片1片；面包板1塊；導線若干8小結(jié)通過整個電路設(shè)計與制作的整個過程,掌握了對流水燈的設(shè)計,組裝與調(diào)試方法。在流水燈實驗設(shè)計當中遇到的首要問題有三個:一是電路的總體設(shè)計問題；二是電路的連接問題；三是電路的調(diào)試問題。在電路剛開始設(shè)計時感到毫無頭緒，就從網(wǎng)上查找了好多關(guān)于這方面的資料，有了一點思路,知道了用74LS161、74LS194芯片，我又從書上找到74LS161、74LS194的功能表，初步設(shè)計的電路圖。在連接電路圖中因為導線頭可能接觸不良，并且好多導線交叉在一起容易短路，造成測試的時候燈閃的不是設(shè)計的花型，并且在測試期間花型的在從左往右移動中會跳過某個該亮的燈，接著再次循環(huán)。經(jīng)過仔細查找發(fā)現(xiàn)是導線與面模板接觸的有問題。最終重新連接才使得燈花型出現(xiàn)。經(jīng)過這次設(shè)計彩燈控制電路，最讓我感觸的是自己完成的作品自己會從心底里激動,只有自己動手動腦才能學到知識。最后感謝戚桂美老師，她嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度,使我學到了很多知識,使我受益匪淺,終身難忘。另外,還要感謝老師對本次