数字电子技术课程设计之彩灯控制.doc

实习题目指导教师职 称学生姓名学 号日 期实习题目指导教师职 称学生姓名学 号日 期内蒙古师范大学计算机与信息工程学院数字电子线路课程设计报告实习题目指导教师职 称学生姓名学 号日 期设计题目彩灯控制器电路设计指导教师张鹏举职称讲师姓 名高佳玉学 号20091105558日 期7-12彩灯控制器电路设计摘要 本次设计的简易彩灯控制电路是由74LS194双向移位寄存器，16位进制的加法计数器74LS161和一些门电路实现的。利用74LS194的左移和右移来实现不同的花型，用74LS161来控制彩灯的亮灭的顺序，从而实现彩灯四种花型自动切换。关键字 彩灯控制电路； 74LS194； 74LS1611 设计任务及主要技术指标和要求1.1 设计任务 要求设计一个能够控制八路彩灯的逻辑电路。1.2 主要技术指标和要求（1） 要求彩灯组成两种花形，花形可自行设计。（2）要求两种花形交替出现。2 引言 节日的彩灯五彩缤纷，给人们带来了欢乐的气氛。彩灯的控制电路种类繁多，该题目要求用移位寄存器为核心元件，设计一个8路彩灯控制器。用寄存器的每一位控制一组灯。各组灯布置成各式各样的图案。由于寄存器具有不同的状态，点亮的灯光就形成多种多样的美丽的画面。寄存器的状态不断地循环变化，又给这些图案添加了动感。因此，设计最佳的寄存器状态序列，就会形成动人的灯光循环。3 工作原理本次设计的简易彩灯控制电路是由2片74LS194双向移位寄存器1，2片16位进制的加法计数器74LS161和一些门电路实现的。工作原理如下：整个电路有三个模块组成：模块一产生控制信号，由2片74LS161产生32个控制信号;模块二实现对花型的控制，由一些门电路，第一模块的输出信号来控制2片74LS194的S1和S0，从而实现对花型的控制；模块三实现对产生的四种花型的演示。利用74LS194的左移和右移来实现不同的花型，从而实现彩灯四种花型自动切换。4 基本组成4.1两片74LS194图1 两片74LS194电路8个流水灯4种花型演示由两片194实现，门电路实现对S1和S0控制时，194也相应的改变进而演示不同的花型。当S1S0=10时，从DIL输入，194实现左移功能；当S1S0=01时，从DIR输入，194实现右移功能；第一片194，第二片194和第一模块使用同一个CLK，门电路控制两片194的S1S0，实现左移和右移，两片194搭配使用，实现四种花型演示。4.2两片74LS161图2 两片74LS161电路由2片16位进制的加法计数器74LS161组成的电路产生。先用2片74LS161组成100进制的加法计数器，用并行实现100进制的加法计数器，脉冲信号为同一个CLK，把第一片的CO接在第二片的EP和ET上，第一片的进位输出作为第二片工作的起始条件，当第一片记满16位是，第一片进位输出为1，第二片开始工作，Q0记为1，两片161就成了100进制的加法计数器，把第二片的Q1取反接在两片161的清零端SR，当Q1为1时，就清零，这就使100进制的加法计数器变成32进制的加法计数器，产生的32计数成为彩灯的控制信号。5 设计步骤及方法5.1 74LS161的设计由2片74LS161加法计数器组成的电路产生。先用2片74LS161组成100进制的加法计数器，再由100进制的加法计数器改成32进制的加法计数器，用来产生32个控制信号。表1 两片74LS161设计真值表CLK74LS161（1）74LS161（2）Q3 Q2 Q1 Q0Q3 Q2 Q1 Q000 0 0 00 0 0 010 0 0 10 0 0 020 0 1 00 0 0 030 0 1 10 0 0 040 1 0 00 0 0 050 1 0 10 0 0 060 1 1 00 0 0 070 1 1 10 0 0 081 0 0 00 0 0 091 0 0 10 0 0 0101 0 1 00 0 0 0111 0 1 10 0 0 0121 1 0 00 0 0 0131 1 0 10 0 0 0141 1 1 00 0 0 0151 1 1 10 0 0 0160 0 0 00 0 0 1170 0 0 10 0 0 1180 0 1 00 0 0 1190 0 1 10 0 0 1200 1 0 00 0 0 1210 1 0 10 0 0 1220 1 1 00 0 0 1230 1 1 10 0 0 1241 0 0 00 0 0 1251 0 0 10 0 0 1261 0 1 00 0 0 1271 0 1 10 0 0 1281 1 0 00 0 0 1291 1 0 10 0 0 1301 1 1 00 0 0 1311 1 1 10 0 0 1320 0 0 00 0 1 05.2 74LS194的设计花型控制实际上是控制74LS194的S1和S0，当S1S0=01时，74LS194实现左移功能，当S1S0=10时，74LS194实现右移功能，所以控制花型，就是控制S1和S0，让第一模块的输出通过一些门电路让S1和S0为1或为0，进而控制花型。表2根据74LS161的变化74LS194 S1S0的变化74LS161（1）74LS161（2）74LS194（1）74LS194（2）Q3Q0S1S0S1S00010101001010110011101105.3花型要求实现八路彩灯的花型演示，需要2片74LS194，通过第二模块的花型控制， 用74LS194的左移和右移来演示4种花型。表3 花型真值表CLK花型1花型2花型3花型411000 10000001 00011000 00010001 100021100 11000011 00111100 00110011 110031110 11100111 01111110 01110111 111041111 11111111 11111111 11111111 111150111 01111110 11100111 11101110 011160011 00111100 11000011 11001100 001170001 01111000 10000001 10001000 000180000 00000000 00000000 00000000 00006 电路总体说明图3 整体电路两片161产生32个电路控制信号，通过非门，异或门控制两片194的S1S0，进而改变花型，194实现对花型的演示。7 设计所用器材表4 器材统计表序号名称元件件编号备注（数量）1十六进制加法计数器74LS16122双向移位寄存器74LS19423非门74LS0414异或门74LS8615发光二极管二极管86面包板18 小结本次实验通过三周我和队友的努力最终以成功结束，自开始我们先做了两种花型的实验，但是我们发现通过改变一条线路的连接就能实现另外两种花型，通过队友的悉心研究最后将手动改为自动，最终实现四种花型。通过本次实验发现很多不足，由于理论概念的不清