数字逻辑课程设计—彩灯控制器电路设计

1、内蒙古师范大学计算机与信息工程学院电子技术综合课程设计报告实习题目指导教师职 称学生姓名学 号日 期设计题目彩灯控制器电路设计指导教师萍萍职称讲师姓 名XXX学 号2012110*日 期2014年6月24日彩灯控制器电路设计计算机与信息工程学院 12级计算机与科学技术(非师范) XXX 2012110*指导教师 萍萍 讲师摘要 本文介绍了8路彩灯控制器功能的实现，主要通过计数器74LS161和移位寄存器74LS194两个芯片，同时借助了04芯片共同实现花型变化这个功能。关键词 74LS161;74LS194;彩灯控制器电路1 设计任务及主要技术指标和要求设计一个能够控制八路彩灯的逻辑电路。要求

2、彩灯组成二种花型，花型由两边到中间对称性依次亮，全亮后仍由两边向中间依次灭，花型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。并且要求两种花型交替出现。2引言8 路彩灯控制器主要通过 74LS161计数器送数使得74LS194移位寄存器左移右移，使得在输出端控制灯亮灭形成花型。 3工作原理电路利用移位寄存器 74LS194 的不同状态的改变,用74LS161控制串行输入。8个并行输出端接到彩灯上，当双向移位寄存器74LS194的控制端 S1=0,S0=1时,进行右移，S1=1,S0=0时,进行左移;十六位计数器74LS161可以从0000到1111进行计数。可以利用它的Q3对74LS1

3、94进行控制。74LS161是四位二进制同步加数器,除了有二进制加法计数功能外,还具有异步清零、同步并行置数、保持等功能，如表一所示表一74LS161功能表 从图一可知当CR、LD、P、T等于1时74LS161实行计数功能，记录16个状态。74LS194 是一个4 位双向移位寄存器,它具有左移,右移,保持,清零等如表二所示表二75LS194功能表 在彩灯控制电路设计中只用了74LS194左移右移功能，来实现彩灯的花型，双向移位寄存器74LS194的控制端S1=0,S0=1时,进行右移，S1=1,S0=0 时,进行左移,十六位计数器 74LS161可以从0000到1111进行计数。利用十六位计数

4、器 74LS161的功能实现自动循环。4电路组成部分图一彩灯控制电路图5设计步骤及方法1.1 8个彩灯分为两部分8路彩灯分为4个一组，用两个74LS194来实现，两种花型分别为从两边到中间对称性依次亮，全亮后任由两边向中间依次灭，第二种为从中间到两边对称性依次亮,全亮后仍由中间向两边依次灭，所以通过对花型的分析可知, 其中一个双向移位寄存器 74LS194 的功能是先右移后左移即先是 S1=0,S0=1,后变成 S1=1,S0=0.而另外一个功能则是先左移后右移即先是S1=1，S0=0，后变成S1=0，S0=1根据分析，画出图表，如表三表四所示1.2 第一部分彩灯的设计表三74LS194(1)

5、工作关系 根据彩灯所设计的花型写出74LS194中Q0Q1Q2Q3灯亮灭的各个状态，根据194功能表写出SLSR的值由表可看出161中Q3与194中S1是一致的与S0相反，而当74LS161中Q3等于0时,74LS194中SR右移与74LS194中Q3相同，当74LS161中Q3等于1时，74LS194中SL左移与194中Q0相同。 所以电路图中74LS161的Q3通过非门与74LS194中S0连在一起，与S0直接连在一起，74LS194中Q0取反与SL连在一起，Q3取反与SR连在一起。1.3 第二部分彩灯的设计表四74LS194（2）工作关系根据彩灯所设计的花型写出74LS194中Q0Q1Q

6、2Q3灯亮灭的各个状态，根据194功能表写出SLSR的值由表可看出161中Q3与194中S0是一致的与S1相反，而当74LS161中Q3等于0时,74LS194中SL左移与74LS194中Q0相反，当74LS161中Q3等于1时，74LS194中SR右移与194中Q3相反。 所以电路图中74LS161的Q3通过非门与74LS194中S1连在一起，与S0直接连在一起，74LS194中Q0取反与SL连在一起，Q3取反与SR连在一起。1.4 循环的设计 在解决自动循环的问题用74LS161计数器的高电位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、个状态是右移,而后8个状态则变成左移.S0通过一个非门接到Q3上,而S1直接接到Q3可以实现，而74LS194的左移右移则通过非门连在自身Q3，Q0上可实现循环。在74LS161（2）中Q3的前8个状态是左移,而后8个状态则变成右移.S1通过一个非门接到Q3上,而S0直接接到Q3可以实现，而74LS194的左移右移则通过非门连在自身Q3，Q0上可实现循环6电路总体说明给电路接入电源,然后给两个双向移位寄存器74LS194,十六位计数器 74LS161芯片接入持续CP,并且把74LS161中P,T,LD接电源，三个芯片的CR接开关，方便进行清零操作，然后就可以得到题目要求的效果。7设计所用器材数

8、字电路实验箱 1 台；74LS161芯片2片；74LS194芯片2片；74LS04 芯片2片；面包板1块 ；导线若干。8 设计其他花型的彩灯控制器1.1 第一种花型花型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，花型从两边到中间对称依次亮，亮完后从两边到中间依次灭。彩灯电路图和工作关系表如下图二彩灯控制电路图表五 先由中间到两边依次亮，再从中间到两边依次灭的花型（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 向左依次灭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 向右依次灭表六 由两边到中间依次亮，再由两边到中间依次灭的

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向右依次灭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 向左依次灭1.2 第二种花型花型从两边到中间对称依次亮，亮完后从两边到中间依次灭，花型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。彩灯电路图和工作关系表如下图三彩灯控制电路图表七 由两边到中间依次亮，再由两边到中间依次灭的花型（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向右依次灭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 向左依次灭表八 先由中间到两边依次亮，再从中间到两边依

13、次灭的花型（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 向左依次灭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 向右依次灭9小结通过整个电路设计与制作的整个过程,掌握了对流水灯的设计,组装与调试方法。在流水灯实验设计当中遇到的首要问题有三个:一是电路的总体设计问题； 二是电路的连接问题；三是电路的调试问题。在电路刚开始设计时感到毫无头绪，就从网上查找了好多关于这方面的资料，有了一点思路,知道了用74LS161、74LS194芯片，我又从书上找到74LS161、74LS194的功能表，初步设计的电路图。在连接电路图中因为导线头可能接触不良，并且好多导线交叉在一起容易短路，造成测试的时候灯闪的不是设计的花型，并且在测试期间花型的在从左往右移动中会跳过某个该亮的灯，接着再次循环。经过仔细查找发现是导线与面模板接触的有问题。最终重新连接才使得灯花型出现。经过