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数字电路多路彩灯课程设计报告
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
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