多功能流水灯设计11.doc

必威体育精装版精品文档，知识共享！ ※※※※※※※※※ ※※※※※※※※※ ※※ ※※ ※※ ※※※※※※※※※ 2013级电子信息工程专业 数字电子技术课程设计 数字电子技术课程设计报告书 课题名称 多功能流水灯的设计 姓 名 学 号 1312203-01 学 院 通信与电子工程学院 专 业 电子信息工程 指导教师 蒋冬初 2015年6月26日 一、设计任务及要求： 设计任务： 设计一个多功能流水灯，了解74LS160D和74LS194N的工作原理和设计方法。 要 求： （1）设计一个彩灯控制电路、能使彩灯的流向可以变化。可以正向流水，也可以逆向流水。灯流动的方向可以手动控制。 （2）彩灯流速可以改变。 （3）彩灯可以间歇流动，10秒间歇1次，间歇时间为1秒。 指导教师签名： 2015年 月 日 二、指导教师评语： 指导教师签名： 2015 年 月 日 三、成绩 验收盖章 2015年 月 日 多功能流水灯的设计 1 设计目的 （1）熟悉集成电路的引脚安排。 （2）掌握各芯片的逻辑功能以及使用方法。 （3）设计一个彩灯流水控制电路，其主要部分实现定时功能，即在预定的时间到来时，如何产生一个控制信号控制彩灯的流向、间歇等，可通过利用中规模集成电路中可逆计数器和译码器来实现正、逆流水功能。 2 设计思路 设计时钟脉冲发生器。 设计控制信号电路。 设计彩灯控制输出电路。 3 设计过程 3.1设计框图 电路主要由振荡源，分频电路，计数电路，控制电路，译码电路及驱动组成。由555计数器组成一个多谐振荡器构成振荡源。用74LS160构成一个十进制计数器为电路计数。用74LS194构成移位寄存器，构成控制反向电路使灯泡能够反向闪烁。 振荡源 振荡源 控制电路 译码 计数 分频电路 驱动 图1 多功能流水灯基本原理 3.2 移位寄存器 移位寄存器是指寄存器中所存的代码能够在脉冲作用下依次左移或右移。74ls194是一个4位双向移位寄存器。其中～为并行输入端；～为并行输出端；SR为右移串引输入端；SL为左移串引输入端；操作模式控制端；CLK为时钟脉冲输入端。 本电路有46个等效门，有并行输入、并行输出、右移和左移串行输入，操作模式控制输入和一个直接无条件清零。同步的并行置数是通过加四个数据位，并使模式控制输入端和为高电平而完成的，在时钟输入的正跃变之后，可把数据存入到相应的触发器上并在输出端输出。当置数时，串行数据流被禁止74LS194状态输出如表1所示。 表1 74LS194功能表 序号 清零 控制信号 时钟 串行输入 并行输入 输出 功能 CR M1 M0 CP DSL DSR D0 D1 D2 D3 Q0 Q1 Q2 Q3 1 0 × × × × × × × × × 0 0 0 0 清零 2 1 × × 0 × × × × × × Q00 Q10 Q20 Q30 保持 3 1 1 1 ↑ × × d0 d1 d2 d3 d0 d1 d2 d3 置数 4 1 0 1 ↑ × 1 × × × × 1 Q0n Q1n Q2n 右移 5 1 0 1 ↑ × 0 × × × × 0 Q0n Q1n Q2n 右移 6 1 1 0 ↑ 1 × × × × × Q1n Q2n Q3n 1 左移 7 1 1 0 ↑ 0 × × × × × Q1n Q2n Q3n 0 左移 8 1 0 0 × × × × × × × Q00 Q10 Q20 Q30 保持 由于74LS194为四位双向移位寄存器，故需两片74LS194相连才能构成八位双向移位寄存器，其电路连接如图2所示。在图2中，将一片74LS194的输出与另一片的右移串行输入DSR相连，而将另一片的输出与该片的左移串行输入DSL相连，同时将两片74LS194的、、CP和/CP端分别并接。将芯片1的接至芯片2的SR，将芯片2的接至芯片1的SL，即构成8位的移位寄存器。 图2 双向移位器实现实现流水灯正反向流动 3.3 多谐振荡器 如图3所示利用555定时电路组成一个多谐振荡器，是一种能产生矩形波的自激振荡器，也称矩形波发生器。多谐振荡器没有稳态，只有两个暂稳态。 在工作时，电路的状态在这两个暂稳态之间自动地交替变换，由此产生