数字电路课程设计八路彩灯.doc

发布时间：2022-06-08 发布人：admin 分类：说明书资料大小：0.18M 资料格式：doc 举报版权申诉

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西安郵電學院数字电路课程设计报告书题目：多路彩灯系部名称：学生姓名：专业名称：班时级：间：

一、任务和要求任务：设计一个至少 8 路移存型彩灯控制器。要求：1、彩灯明暗变换节拍为 1.0s 和 0.5s，两种节拍交替运行。 2、能演示三种花型，花型自拟。 3、选做：用单片机实现彩灯控制。用可编程逻辑控制实现彩灯控制。二、总体方案用两种不同节拍显示彩灯的花型。首先，确定电路主要由基本CP 脉冲发生电路、分频电路、状态控制电路、花型控制电路四个模块构成。其中基本CP脉冲采用简单易行的555振荡器来实现，555振荡器所产生的信号经过一个D触发器分频，再用一个74151进行快慢节拍的选择。状态控制电路由两片74161构成，因为快慢变化循环一次需要64 个节拍。该控制器共控制8路彩灯，由于只要求三种花型变化，故采用移位寄存器来组成彩灯控制电路。基于以上设计思路，我想了两套设计方案。方案一：三种花型先以快节拍循环一次，再以慢节拍循环一次，然后根据161和194的状态表来确定各个控制端的接法。方案二：上述方案是最容易想到的，可是进一步化简后发现控制端的表达式十分繁琐。而方案二是将花型2重复了两次，这一简单变化却使控制端非常简单，还减少了所需芯片数目。对比后，显然方案二更好一些，故本次实验我采用的是第二种方案。三、花型（74161和74194的真值表）

花型一：右移 s1=1,s2=0 74161 74194 QB QA QD QC QB QA QA QB QC QD QA QB QC QD 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 花型二： 74161 74194 QB QA QD QC QB QA QA QB QC QD QA QB QC QD 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1

花型二： 74161 74194 QB QA QD QC QB QA QA QB QC QD QA QB QC QD 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 花型三： 74161 74194 QB QA QD QC QB QA QA QB QC QD QA QB QC QD 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0

注：以上真值表只是前 32 个节拍，即快节拍。接下来的 32 个节拍是慢节拍，161 继续计数，194 重复花型一二三，故这里省略了慢节拍的真值表。四、器材根据以上真值表可得到 194 的控制端 S1 、 S1’ 的表达式，即 S1=Q3+Q4,S1’＝Q3*Q4，还有 151 的地址端 A＝QB（高）。综上，本设计所需器材为: 555 1 个电阻 3 个 7474 1 个电容 2 个 74151 1 个面包板 1 个 74161 2 个导线若干 74194 2 个五、单元电路设计 1．基本 CP 脉冲发生电路用 555 定时器构成多谐振荡器，产生 CP 脉冲。具体电路如下图所示：

2．分频电路用 D 触发器实现 CP 脉冲的二分频，从而产生慢节拍。再分别将快慢节拍接入 74151 数据选择器的数据输入端，而地址端通过 74161 来控制，从而实现快慢节拍的变换。具体电路如下图所示： 3．状态控制电路用两片 74161 实现模 64 计数，从而产生从 000000——110000 的 64 个状态。具体电路如下图所示： 4．花型控制电路

用 161 的输出端和简单门电路控制 194 的左移控制端 S1，而右移控制端 S2 则直接接 S1 的非。SR 和 SL 分别接 QD 和 QA 的非。具体电路如下图所示：六、关键电路波形图 1．基本 CP 脉冲产生电路波形图 2．分频电路波形图七、总体电路图

八、调试过程中的问题 1．一开始接触到这个题目，觉得无从下手，任何头绪都没有。但通过老师的启发我对这个课题有了初步的认识。接下来通过查资料和同学的帮助我有了初步设计思路。

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