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1、内蒙古师范大学计算机与信息工程学院数字电子线路课程设计报告设计题目彩灯控制器电路设计指导教师张鹏举职称讲师姓名高佳玉学号20091105558日期7-12彩灯控制器电路设计摘要本次设计的简易彩灯控制电路是由74LS194 双向移位寄存器，16 位进制的加法计数器74LS161 和一些门电路实现的。利用74LS194 的左移和右移来实现不同的花型，用74LS161 来控制彩灯的亮灭的顺序，从而实现彩灯四种花型自动切换。关键字彩灯控制电路；74LS194 ； 74LS1611 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
2、组成两种花形，花形可自行设计。（2）要求两种花形交替出现。2 引言节日的彩灯五彩缤纷，给人们带来了欢乐的气氛。 彩灯的控制电路种类繁多，该题目要求用移位寄存器为核心元件， 设计一个 8 路彩灯控制器。 用寄存器的每一位控制一组灯。各组灯布置成各式各样的图案。由于寄存器具有不同的状态，点亮的灯光就形成多种多样的美丽的画面。 寄存器的状态不断地循环变化， 又给这些图案添加了动感。 因此，设计最佳的寄存器状态序列， 就会形成动人的灯光循环。3 工作原理本次设计的简易彩灯控制电路是由 2 片 74LS194双向移位寄存器 1 ，2 片 16 位进制的加法计数器 74LS161和一些门电路实现的。 工作
3、原理如下： 整个电路有三个模块组成： 模块一产生控制信号， 由 2 片 74LS161产生 32 个控制信号 ; 模块二实现对花型的控制，由一些门电路，第一模块的输出信号来控制 2 片 74LS194 的 S1 和 S0，从而实现对花型的控制；模块三实现对产生的四种花型的演示。利1用 74LS194的左移和右移来实现不同的花型，从而实现彩灯四种花型自动切换。4 基本组成4.1 两片 74LS194图 1 两片 74LS194电路8 个流水灯 4 种花型演示由两片194 实现，门电路实现对S1和 S0 控制时，194 也相应的改变进而演示不同的花型。当S1S0=10时，从 DIL 输入， 194
4、 实现左移功能；当 S1S0=01时，从 DIR 输入， 194 实现右移功能；第一片194，第二片 194 和第一模块使用同一个 CLK，门电路控制两片 194 的 S1S0，实现左移和右移，两片 194 搭配使用，实现四种花型演示。4.2 两片 74LS161图 2 两片 74LS161电路由 2 片 16 位进制的加法计数器 74LS161组成的电路产生。先用 2 片 74LS161组成 100 进制的加法计数器， 用并行实现 100 进制的加法计数器， 脉冲信号为同一个 CLK，把第一片的CO接在第二片的 EP 和 ET 上，第一片的进位输出作为第二片工作的起始条件，当第一片记满16
5、位是，第一片进位输出为1，第二片开2始工作， Q0记为 1，两片 161 就成了 100 进制的加法计数器，把第二片的 Q1取反接在两片 161 的清零端 SR，当 Q1 为 1 时，就清零，这就使 100 进制的加法计数器变成 32 进制的加法计数器，产生的 32 计数成为彩灯的控制信号。5 设计步骤及方法5.1 74LS161 的设计由 2 片 74LS161 加法计数器组成的电路产生。先用2 片 74LS161 组成 100进制的加法计数器，再由100 进制的加法计数器改成32 进制的加法计数器，用来产生 32 个控制信号。表 1 两片 74LS161设计真值表CLK74LS161（1）
6、74LS161（2）Q3Q2Q1Q0Q3Q2Q1Q00000000001000100002001000003001100004010000005010100006011000007011100008100000009100100001010100000111011000012110000001311010000141110000015111100001600000001317000100011800100001190011000120010000012101010001220110000123011100012410000001251001000126101000012710110001281
7、100000129110100013011100001311111000132000000105.2 74LS194 的设计花型控制实际上是控制 74LS194的 S1 和 S0，当 S1S0=01时， 74LS194实现左移功能，当 S1S0=10时，74LS194实现右移功能，所以控制花型，就是控制 S1和 S0，让第一模块的输出通过一些门电路让S1 和 S0为 1 或为 0，进而控制花型。表 2 根据 74LS161的变化 74LS194 S1S0的变化74LS161（1）74LS161（2）74LS194（1）74LS194（ 2）Q3Q0S1S0S1S0001010100101011
8、0011101105.3 花型要求实现八路彩灯的花型演示，需要2 片 74LS194，通过第二模块的花型控4制， 用 74LS194的左移和右移来演示4 种花型。表 3 花型真值表CLK花型 1花型 2花型 3花型 411000100000010001100000010001100021100110000110011110000110011110031110111001110111111001110111111041111111111111111111111111111111150111011111101110011111101110011160011001111001100001111001
9、10000117000101111000100000011000100000018000000000000000000000000000000006 电路总体说明图 3 整体电路两片 161 产生 32 个电路控制信号，通过非门，异或门控制两片 194 的 S1S0，进而改变花型， 194 实现对花型的演示。7 设计所用器材5表 4器材统计表序号名称元件件编号备注（数量）1十六进制加法计数器74LS16122双向移位寄存器74LS19423非门74LS0414异或门74LS8615发光二极管二极管86面包板18 小结本次实验通过三周我和队友的努力最终以成功结束， 自开始我们先做了两种花型的实验，但是我们发现通过改变一条线路的连接就能实现另外两种花型， 通过队友的悉心研究最后将手动改为自动，最终实现四种花型。通过本次实验发现很多不足， 由于理论概念的不清晰， 很多设计是由队友完成，自己只是连电路及插面包板， 但是在本次课程设计中检验了我的所学， 也培养了我如何去把握一件事情， 如何在出错的情况下有耐心的完成一件事。 同时团队的合作是很重要的，必须相互学习，相互监督，这样才能完成共同的目标。6参考文献1 阎石主编 . 数字电子技术基础. 北京 . 高等教育出版社.2006,5.7