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内蒙古师范大学计算机与信息工程学院
《数字电路》课程设计报告
实习题目
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日 期
设计题目
彩灯控制器电路设计
指导教师
职称
讲师
姓 名
学 号
日 期
2012/7/
彩灯控制器电路设计
计算机信息与工程学院 2010级计科师范汉班 柴宁娇 20101102059
指导老师 张鹏举 讲师
摘要 八路循环彩灯控制器整体电路由三部分组成:脉冲发生电路、移位寄存器、控制电路。其中用时钟脉冲来启动电路,使其发出不同的频率产生不一样的脉冲,控制发光二极管,使电路更好的工作。主要采用 74LS194 芯片接成扭环形结构的移位器来实现,最后做到两种花型的彩灯循环控制。
关键词 脉冲发生电路;移位寄存器;控制电路;彩灯循环。
1 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) 要求彩灯组成二种花型。花型可以自己设置。例如:
花型Ⅰ——由中间到两边对称性依次亮,全亮后由中间向两边依次灭。
花型Ⅱ——8路灯分两半,从左自右顺次亮,再顺次灭。
(2) 要求两种花型交替出现。
2 工作原理
要想实现本实验,需要实际时钟产生电路,循环控制电路和彩灯左右移,及全亮全灭输出电路。时钟脉冲产生电路由脉冲发生器产生连续的脉冲。循环电路采用74LS161 ,74LS194实现彩灯的循环控制。具体主要通过两片双向移位寄存器74LS194 来实现彩灯电路控制,通过脉冲发生器来产生连续时钟信号的输入,由74LS161计数器来控制信号的移动方向,实现左移,右移及亮灭的功能。总体电路原理图如下 :
时钟信号的产生
时钟信号的产生
花型的控制电路
(74LS161)
花型的显示电路
花型演示电路(74LS194)
图1:总体电路原理图
花型控制电路 :由74LS161 4位二进制同步计数器完;
花型演示电路 :由74LS194双向移位寄存器完成(可左移右移完成花型变化)。
3 基本组成
3.1 花型控制信号电路
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。74LS161可预置四位二进制计数器(并清除异步)。
?
图2 集成计数器74LS161引脚图
时钟CP和四个数据输入端A,B,C,D。清零CR,使能EP,ET,置数LD,数据输
出端Q0-Q3,以及进位输出Rco = 1. (当Q0 Q1 Q2 Q3 = 1111-0000时)。
74LS161功能表
当清零端CR=“0”,计数器输出Q3、Q2、Q1、Q0立即为全“0”,这个时候为异步复位功能。当CR=“1”且LD=“0”时,在CP信号上升沿作用后,74LS161输出端Q3、Q2、Q1、Q0的状态分别与并行数据输入端D3,D2,D1,D0的状态一样,为同步置数功能。而只有当CR=LD=EP=ET=“1”、CP脉冲上升沿作用后,计数器加1。74LS161还有一个进位输出端CO,其逻辑关系是CO=1,当Q0 Q1 Q2 Q3 = 1111-0000时。合理应用计数器的清零功能和置数功能,一片74LS161可以组成16进制以下的任意进制分频器。
3.2 花型演示电路
(1) 由74LS194双向移位寄存器完成(可左移右移完成花型变化)。
当清除端(CLEAR)为低电平时,输出端(QA-QD) 为低电平。
当工作方式控制端(S0、S1)为高电平时,在时钟 (CLOCK)上升沿作用下,并行数据(A-D)被送入 相应的输出端QA-QD。此时串行数据(DSR、DSL)被禁 止。
当S0 为高电平、S1 为低电平时,在CLOCK上升沿作用下进行右移操作,数据由DSR送入。
当S0 为低电平、S1 为高电平时,在CLOCK上升沿作 用下进行操作,数据由DSR送入。 当 S0 和 S1 为低电平时,CLOCK 被禁止。
图3 四位双向通用移位寄存器74LS194引脚图
(2) 74LS04 TTL 六反相器辅助移位
图4 六反相器74LS04引脚图
A为输入端,y为输出端(y是A的反变量)。??
4 设计步骤及方法
首先是要实现花型的反复循环,一定是通过74LS161的循环计数功能达到这一功能。 利用Q3 Q2 Q1 Q0从0000到0111这八种状态变化,来控制花型Ⅰ——由中间到两边对称性依次亮,全亮后仍由中间向两边依次灭。另外的1000到1111的八种状态控制花型Ⅱ——8路灯分两半,从左自右顺次亮,再
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