数字电路多路彩灯课程设计报告.doc

数字逻辑课程设计报告 ——多路彩灯控制器 学院名称：计算机学院学生姓名： 冯佳新（24）专业名称：计算机科学与技术班 级：计科1102实习时间：2013年6月3日 —— 2013年6月14日 一 . 实验目的 1. 掌握数字电路课程所学的理论知识，学会将数电理论用于实际电路中去。 2. 熟悉常用集成数字芯片，并掌握其基本原理，学会使用它们进行电路设计。 3. 了解数字系统设计的基本思想和方法，学会科学分析和解决问题。 4. 学会使用面包板测试设计好的逻辑电路，并使用万用表进行调试排错，提高动手操作能力。 5. 培养独立完成电路的能力，初步学会自主设计、连接、调试数字电路。 6. 培养认真严谨的学习习惯和实事求是的学习态度。 二 . 实验要求 1. 彩灯控制器设计要求 设计一个8路移存型彩灯控制器，要求： (1). 8路彩灯能演示三种花型（花型自拟）。 （2). 彩灯用发光二极管代替 (3). 选做：实现快慢两种节拍的变换。 2. 课程设计的总体要求 (1)．设计电路实现题目要求。 (2)．电路在功能相当的情况下设计越简单越好。 (3). 注意布线，要直角连接，选最短路径，不要相互交叉。 (4). 注意用电安全，所加电压不能太高，以免烧坏芯片和面包板。 （5). 每个单元电路先独立组装，独立测试，功能正确后，单元电路之间才 能互联。 （6). 所有发光二极管都要接限流电阻，阻值在100－500Ω之间。 （7). 所有器件的多余输入端不允许悬空，请按实际情况做合适的处理。 (8). 电路中的高电平正常情况下3V，低电平正常情况下0.4V。介于二者之间的电平为非正常电平，会造成逻辑错误。 (9)．严禁带电插、拔元件及导线。 三 . 实验所需器材 器件数量器件数量5551面包板174LS741发光二极管874LS161274LS00274LS194274LS1511电阻100Ω2电容0.01μf1电阻4.7kΩ1电容4.7μf1电阻150kΩ 1钳子1万用表 1导线若干 花型演示 电路 花型控制 电路 节拍控制 电路 时钟信号 电路 四 . 实验原理 利用555定时器产生周期为0.5秒的CP脉冲，再经过74LS74（双上升沿触发器）将其二分频产生1.0秒节拍，再用74LS151八选一数据选择器选择一种节拍，用74LS74和74LS151级联交替产生快慢节拍。用两片74LS161级联控制74LS194实现不同的花型，并使用反馈清零法，再用两片74LS194控制8盏灯的明暗变化。 五 . 实验设计及电路图 1. 时钟信号电路 有一片555加上适当电容及电阻实现。 电容取：4.7μf 0.01μf 电阻取：150kΩ 4.7kΩ 电路图如下： 2. 节拍控制电路 使用74LS74(双上升沿触发器)将其二分频产生1.0s节拍，再用74LS151通过0或1控制输出端脉冲的频率交替输出这两种节拍，用74LS74和74LS151级联交替产生快慢节拍，其结构图如图所示： Q是74LS74触发器的输出端,D触发器具有记忆功能，记录上一个状态，所以在每一个CP脉冲的上升沿，Q输出为上一次的记录（即一个脉冲）,即就是比时钟信号电路的CP脉冲慢了一拍。 令74的Vcc，CLR，PR都接高电平，将^Q的输出接到D端，Q端的输出接到151的D1端。令151的D0，D2，D3，D4，D5，D6，D7，B，C，^G，GND接低电平，Vcc接高电平，D0接时钟信号的CP脉冲，A端接由花型控制电路的QF输出。 所以通过A为0或1选择Y端输出的脉冲的频率。A端接的是161的高位片的QF即当到达第32拍时QF为1,接下来的32~64拍为变慢后的脉冲输出。 电路图如下： 3. 花型控制电路 74LS161是四位二进制同步加法计数器，具有计数、异步清零、同步置数，保持等功能，其引脚图 其功能表如下图： 一片74LS161只能计数从0000~1111，但两片74LS161级联可以实现从0~255计数，因为64（32快拍加上32慢拍）16，所以采用两片74LS161同步级联，64转换成二进制所以用高位片的Q3（即QG）通过非门以后接