数电自主设计实验

1、数字电子技术基础自主设计实验 姓名 号 * 实验名称：自动循环交替8路彩灯控制系统 院 系: * 专 业： * 班 级： * 学 号： * 姓 名: 傅程 班级 * 实验日期* 节次*教师签字成绩 实验名称：自动循环交替8路彩灯控制系统 1, 实验目的： 设计能输出指定循环花型彩灯的控制电路 2, 总体设计方案或技术路线： 总体设计方案： 以移位寄存器为核心器件，设计8路彩灯控制系统。要满足以下要求： a, 实现花型I :由中间到两边对称地依次点亮，全亮后仍然由中间向两边 依次熄灭。 b, 实现花型II :分成两半,从左自右顺次点亮，再顺次熄灭。 c, 实现花型I,II的自动交替。 d, 能够

2、实现手动开关清零。 利用555定时电路组成一个多谐振荡器，发出连续脉冲，作为移位寄存器 和计数器的时钟脉冲 计原理图 如下: 设 译码显 控制电 技术路线： 花型电路：由74LS194双向移位寄存器完成（可左移右移完成花型变化）： 当So=o, s = 1时，实现左移功能，把 DSl的数移到Q3, Q3的数移到Q2 Q2 的数移到Q1 Q1的数移到Q（。当So=1,Si=O时，实现右移功能，把DSr的数 移到QO, Q0的数移到Q1, Q1的数移到Q2 Q2的数移到Q3 花型变换控制电路：由一片74LS161（两种花型每种显示一遍）计数器。 74LS161芯片用的是同步置数，并清零o 74LS

3、161可预置四位二进制计数器（并 清除异步）。 时钟信号电路：555定时电路组成一个多谐振荡器。 3, 实验电路图： 花型电路：左边4个灯的花型电路： 右边4个灯的花型电路： 花型变换控制电路： 时钟信号电路： 总的电路： RA=10 KQ ,Rb=47KQ, R=20KQ ,Ci=1 卩 F,C2= 4, 仪器设备名称、型号和技术指标： a, EEL-69型模拟、数字电子技术实验箱 b, “集成运算放大器应用”实验插板 c, 直流稳压电源 d, 芯片：74LS161,74LS194,74LS00,555 定时器 74LS161管脚图： ucc RCO t 1 0 I ET LD 1 1 16

4、 15 14 13 12 11 10 9 p 74LSI6I 1 2 3 A 5 6 7 8 OR CP Dq d d2 d3 ep gnd 74LS194管 脚图: 74LS00管脚图： 5, 理论分析或仿真分析结果： 理论分析： 由电路图：计数器有16个状态，连接到Q3前8个状态Q3=Q后8个状 态Q3=1。在前8个状态时，左边计数器S=1,Si=Q（右移），右边计数器Sq=1, Si=Q （右移）。列出理论数据（设输出已清零）： CP 左边四个灯（QQQ1Q2Q3 右边四个灯（Q0Q1Q2Q3 i 1QQQ 1000 2 11QQ 1100 3 1110 1110 4 1111 1111

5、 5 0111 0111 6 0011 0011 7 0001 0001 8 0000 0000 这实现了花型II 0 之后8个状态时，左边计数器So=O, S=1 （左移），右边计数器So=1, S=0（右 移）。列出理论数据： CP 左边四个灯（Q0Q1Q2Q3 右边四个灯（Q0Q1Q2Q3 9 0001 1000 10 0011 1100 11 0111 1110 12 1111 1111 13 1110 0111 14 1100 0011 15 1000 0001 16 0000 0000 这实现了花型I。 之后8个状态时Q3又变为0,实现了花型的自动切换和循环 清零开关置于低电平时，

6、输出清零。 仿真结果： 仿真电路图（RA+RB=10JK,与非门等效的非门直接用非门表示）: 555组成的多谢振荡器输出波形： 花型 II: 花 型 I: 之 后 的 花型成周期循环，花型I和花型II交替循环 6, 详细实验步骤及实验测量数据记录： 按照实验电路图进行实验电路图连接， 连接无误后接通电源，观察花型变化, 并写出状态转换表： CP Q0 Q1 Q2 Q3 Q0 Q3 Q1 Q2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 2 1 1 0 0 1 1 0 0 3 1 1 1 0 1 1 1 0 4 1 1 1 1 1 1 1 1 5 0 1 1 1 0

7、1 1 1 6 0 0 1 1 0 0 1 1 7 0 0 0 1 0 0 0 1 8 0 0 0 0 0 0 0 0 9 0 0 0 1 1 0 0 0 10 0 0 1 1 1 1 0 0 11 0 1 1 1 1 1 1 0 12 1 1 1 1 1 1 1 1 13 1 1 1 0 0 1 1 1 14 1 1 0 0 0 0 1 1 15 1 0 0 0 0 0 0 1 16 0 0 0 0 0 0 0 0 调节FB的大小，观察其对输出结果的影响并记录 RB调小时,彩灯的闪烁频率变快 频率变快后，左四盏灯较右四盏灯有很小很小的时间延迟，并不是完全同步的 7, 实验结论： 经过微小改动

8、，使得满足设计要求的”自循环交替 8路彩灯控制电路”成功 实现,实验获得圆满成功. 8, 实验中出现的问题及解决对策： 实验找电路连接好后，花型不正确，经查是左侧74LS194连线有误，Q3先非 再接DSr，Q0先非再接DSl，花型变成正常（仿真时并没有出现该错误）。 实验中2Rc,C1参数设计不太对，导致闪烁频率太高，无法看见花型（常 亮）。改正后，闪烁变慢。 闪烁频率变快后，左四盏灯与右四盏灯出现很小很小的延迟，这主要是因 为左边电路比右边电路复杂得多，门电路更多产生的。 9, 本次实验的收获和体会、对实验室的意见或建议： 通过本次实验，我更加理解了 74LS161,74LS194的功能,

9、并且能够更灵活地 使用，实验中连接线路比较复杂，排查错误时比较困难，这更加锻炼了我的实 际动手能力. 实验室中有些设备有故障，导线也有坏的，希望能够更加细致的排查，免去 我们自己排查导线等操作. 10, 参考文献： 1 杨春玲,王淑娟 数字电子技术基础 北京:高等教育出版社 2 廉玉欣电子技术基础实验教程北京:机械工业出版社 原始数据记录 姓名：学号： 1，状态转换表: CP Q0 Q1 Q2 Q3 Q0 Q3 Q1 Q2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 2 1 1 0 0 1 1 0 0 3 1 1 1 0 1 1 1 0 4 1 1 1 1 1 1 1 1 5 0 1 1 1 0 1 1 1 6 0 0 1 1 0 0 1 1 7 0 0 0 1 0 0 0 1 8 0 0 0 0 0 0 0 0 9 0 0 0 1 1 0 0 0 10 0 0 1 1 1 1 0 0 11 0 1 1 1 1 1 1 0 12 1 1 1 1 1 1 1 1