數字邏輯課程設計—彩燈控制器電路設計

1、內蒙古師范大學計算機與信息工程學院電子技術綜合課程設計報告實習題目指導教師職 稱學生姓名學 號日 期設計題目彩燈控制器電路設計指導教師萍萍職稱講師姓 名XXX學 號2012110*日 期2014年6月24日彩燈控制器電路設計計算機與信息工程學院 12級計算機與科學技術(非師范) XXX 2012110*指導教師 萍萍 講師摘要 本文介紹了8路彩燈控制器功能的實現(xiàn)，主要通過計數器74LS161和移位寄存器74LS194兩個芯片，同時借助了04芯片共同實現(xiàn)花型變化這個功能。關鍵詞 74LS161;74LS194;彩燈控制器電路1 設計任務及主要技術指標和要求設計一個能夠控制八路彩燈的邏輯電路。要求

2、彩燈組成二種花型，花型由兩邊到中間對稱性依次亮，全亮后仍由兩邊向中間依次滅，花型由中間到兩邊對稱性依次亮，全亮后仍由中間向兩邊依次滅。并且要求兩種花型交替出現(xiàn)。2引言8 路彩燈控制器主要通過 74LS161計數器送數使得74LS194移位寄存器左移右移，使得在輸出端控制燈亮滅形成花型。 3工作原理電路利用移位寄存器 74LS194 的不同狀態(tài)的改變,用74LS161控制串行輸入。8個并行輸出端接到彩燈上，當雙向移位寄存器74LS194的控制端 S1=0,S0=1時,進行右移，S1=1,S0=0時,進行左移;十六位計數器74LS161可以從0000到1111進行計數?？梢岳盟腝3對74LS1

3、94進行控制。74LS161是四位二進制同步加數器,除了有二進制加法計數功能外,還具有異步清零、同步并行置數、保持等功能，如表一所示表一74LS161功能表 從圖一可知當CR、LD、P、T等于1時74LS161實行計數功能，記錄16個狀態(tài)。74LS194 是一個4 位雙向移位寄存器,它具有左移,右移,保持,清零等如表二所示表二75LS194功能表 在彩燈控制電路設計中只用了74LS194左移右移功能，來實現(xiàn)彩燈的花型，雙向移位寄存器74LS194的控制端S1=0,S0=1時,進行右移，S1=1,S0=0 時,進行左移,十六位計數器 74LS161可以從0000到1111進行計數。利用十六位計數

4、器 74LS161的功能實現(xiàn)自動循環(huán)。4電路組成部分圖一彩燈控制電路圖5設計步驟及方法1.1 8個彩燈分為兩部分8路彩燈分為4個一組，用兩個74LS194來實現(xiàn)，兩種花型分別為從兩邊到中間對稱性依次亮，全亮后任由兩邊向中間依次滅，第二種為從中間到兩邊對稱性依次亮,全亮后仍由中間向兩邊依次滅，所以通過對花型的分析可知, 其中一個雙向移位寄存器 74LS194 的功能是先右移后左移即先是 S1=0,S0=1,后變成 S1=1,S0=0.而另外一個功能則是先左移后右移即先是S1=1，S0=0，后變成S1=0，S0=1根據分析，畫出圖表，如表三表四所示1.2 第一部分彩燈的設計表三74LS194(1)

5、工作關系 根據彩燈所設計的花型寫出74LS194中Q0Q1Q2Q3燈亮滅的各個狀態(tài)，根據194功能表寫出SLSR的值由表可看出161中Q3與194中S1是一致的與S0相反，而當74LS161中Q3等于0時,74LS194中SR右移與74LS194中Q3相同，當74LS161中Q3等于1時，74LS194中SL左移與194中Q0相同。 所以電路圖中74LS161的Q3通過非門與74LS194中S0連在一起，與S0直接連在一起，74LS194中Q0取反與SL連在一起，Q3取反與SR連在一起。1.3 第二部分彩燈的設計表四74LS194（2）工作關系根據彩燈所設計的花型寫出74LS194中Q0Q1Q

6、2Q3燈亮滅的各個狀態(tài)，根據194功能表寫出SLSR的值由表可看出161中Q3與194中S0是一致的與S1相反，而當74LS161中Q3等于0時,74LS194中SL左移與74LS194中Q0相反，當74LS161中Q3等于1時，74LS194中SR右移與194中Q3相反。 所以電路圖中74LS161的Q3通過非門與74LS194中S1連在一起，與S0直接連在一起，74LS194中Q0取反與SL連在一起，Q3取反與SR連在一起。1.4 循環(huán)的設計 在解決自動循環(huán)的問題用74LS161計數器的高電位Q3控制功能既要左移又要右移的74LS194的控制端S1,S0，在74LS161（1）中Q3的前8

7、個狀態(tài)是右移,而后8個狀態(tài)則變成左移.S0通過一個非門接到Q3上,而S1直接接到Q3可以實現(xiàn)，而74LS194的左移右移則通過非門連在自身Q3，Q0上可實現(xiàn)循環(huán)。在74LS161（2）中Q3的前8個狀態(tài)是左移,而后8個狀態(tài)則變成右移.S1通過一個非門接到Q3上,而S0直接接到Q3可以實現(xiàn)，而74LS194的左移右移則通過非門連在自身Q3，Q0上可實現(xiàn)循環(huán)6電路總體說明給電路接入電源,然后給兩個雙向移位寄存器74LS194,十六位計數器 74LS161芯片接入持續(xù)CP,并且把74LS161中P,T,LD接電源，三個芯片的CR接開關，方便進行清零操作，然后就可以得到題目要求的效果。7設計所用器材數

8、字電路實驗箱 1 臺；74LS161芯片2片；74LS194芯片2片；74LS04 芯片2片；面包板1塊 ；導線若干。8 設計其他花型的彩燈控制器1.1 第一種花型花型由中間到兩邊對稱性依次亮，全亮后仍由中間向兩邊依次滅，花型從兩邊到中間對稱依次亮，亮完后從兩邊到中間依次滅。彩燈電路圖和工作關系表如下圖二彩燈控制電路圖表五 先由中間到兩邊依次亮，再從中間到兩邊依次滅的花型（真值表）74LS161S1 S074LS194(1)SL SR花型Q3 Q2 Q1 Q0Q0 Q1 Q2 Q30 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1 11 01 01 01 00 0 0 10 0 1 10 1

9、 1 11 1 1 11 1 1 1 向左依次亮0 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 11 01 01 01 01 1 1 01 1 0 01 0 0 00 0 0 00 0 0 0 向左依次滅1 0 0 01 0 0 11 0 1 01 0 1 10 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 01 1 0 01 1 1 01 1 1 1 1 1 1 1 向右依次亮1 1 0 01 1 0 11 1 1 01 1 1 10 1 0 1 0 1 0 10 1 1 10 0 1 10 0 0 10 0 0 0 0 0 0 0 向右依次滅表六 由兩邊到中間依次亮，再由兩邊到中間依次滅的

10、花型（真值表）74LS161S1 S074LS194(2)SL SR花型Q3 Q2 Q1 Q0Q0 Q1 Q2 Q30 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1 10 10 10 10 11 0 0 01 1 0 01 1 1 01 1 1 1 1 1 1 1向右依次亮0 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 10 10 10 10 10 1 1 10 0 1 10 0 0 10 0 0 0 0 0 0 0向右依次滅1 0 0 01 0 0 11 0 1 01 0 1 11 01 01 01 00 0 0 10 0 1 10 1 1 11 1 1 11 1 1 1 向左依次

11、亮1 1 0 01 1 0 11 1 1 01 1 1 11 01 01 01 01 1 1 01 1 0 01 0 0 00 0 0 00 0 0 0 向左依次滅1.2 第二種花型花型從兩邊到中間對稱依次亮，亮完后從兩邊到中間依次滅，花型由中間到兩邊對稱性依次亮，全亮后仍由中間向兩邊依次滅。彩燈電路圖和工作關系表如下圖三彩燈控制電路圖表七 由兩邊到中間依次亮，再由兩邊到中間依次滅的花型（真值表）74LS161(1)S1 S074LS194(1)SL SR花型Q3 Q2 Q1 Q0Q0 Q1 Q2 Q30 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1 10 10 10 10 11 0 0

12、01 1 0 01 1 1 01 1 1 1 1 1 1 1向右依次亮0 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 10 10 10 10 10 1 1 10 0 1 10 0 0 10 0 0 0 0 0 0 0向右依次滅1 0 0 01 0 0 11 0 1 01 0 1 11 01 01 01 00 0 0 10 0 1 10 1 1 11 1 1 11 1 1 1 向左依次亮1 1 0 01 1 0 11 1 1 01 1 1 11 01 01 01 01 1 1 01 1 0 01 0 0 00 0 0 00 0 0 0 向左依次滅表八 先由中間到兩邊依次亮，再從中間到兩邊依

13、次滅的花型（真值表）74LS161(2)S1 S074LS194(2)SL SR花型Q3 Q2 Q1 Q0Q0 Q1 Q2 Q30 0 0 00 0 0 10 0 1 01 0 1 11 01 01 01 00 0 0 10 0 1 10 1 1 11 1 1 11 1 1 1 向左依次亮0 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 11 01 01 01 01 1 1 01 1 0 01 0 0 00 0 0 00 0 0 0 向左依次滅1 0 0 01 0 0 11 0 1 01 0 1 10 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 01 1 0 01 1 1 01 1 1 1 1

14、 1 1 1 向右依次亮1 1 0 01 1 0 11 1 1 01 1 1 10 1 0 1 0 1 0 10 1 1 10 0 1 10 0 0 10 0 0 0 0 0 0 0 向右依次滅9小結通過整個電路設計與制作的整個過程,掌握了對流水燈的設計,組裝與調試方法。在流水燈實驗設計當中遇到的首要問題有三個:一是電路的總體設計問題； 二是電路的連接問題；三是電路的調試問題。在電路剛開始設計時感到毫無頭緒，就從網上查找了好多關于這方面的資料，有了一點思路,知道了用74LS161、74LS194芯片，我又從書上找到74LS161、74LS194的功能表，初步設計的電路圖。在連接電路圖中因為導線頭可能接觸不良，并且好多導線交叉在一起容易短路，造成測試的時候燈閃的不是設計的花型，并且在測試期間花型的在從左往右移動中會跳過某個該亮的燈，接著再次循環(huán)。經過仔細查找發(fā)現(xiàn)是導線與面模板接觸的有問題。最終重新連接才使得燈花型出現(xiàn)。經過