数电自主设计实验

1、数字电子技术基础自主设计实验实验名称:自动循环交替8路彩灯控制系统院 系： * 专 业： *班 级： * 学 号： * 姓 名： 傅程 姓名 * 班级 * 学号 * 实验日期 * 节次 * 教师签字 成绩 实验名称:自动循环交替8路彩灯控制系统1,实验目的:设计能输出指定循环花型彩灯的控制电路2,总体设计方案或技术路线:总体设计方案：以移位寄存器为核心器件,设计8路彩灯控制系统。要满足以下要求：a,实现花型I：由中间到两边对称地依次点亮，全亮后仍然由中间向两边依次熄灭。b,实现花型II :分成两半,从左自右顺次点亮,再顺次熄灭。c,实现花型I,II的自动交替。d,能够实现手动开关清零。利用55

2、5定时电路组成一个多谐振荡器，发出连续脉冲，作为移位寄存器和计数器的时钟脉冲。设计原理图如下：驱动译码移位寄存器译码显示控制电路 技术路线：花型电路：由74LS194双向移位寄存器完成（可左移右移完成花型变化）：当S0=0，S1=1时，实现左移功能，把DSL的数移到Q3，Q3的数移到Q2，Q2的数移到Q1，Q1的数移到Q0。当S0=1,S1=0时，实现右移功能，把DSR的数移到Q0，Q0的数移到Q1，Q1的数移到Q2，Q2的数移到Q3。花型变换控制电路：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

3、)。时钟信号电路：555定时电路组成一个多谐振荡器。3,实验电路图:花型电路：左边4个灯的花型电路：右边4个灯的花型电路：花型变换控制电路：时钟信号电路：总的电路：RA=10 K,RB=47K,RC=20K,C1=1F,C2=0.01F4,仪器设备名称、型号和技术指标:a,EEL-69 型模拟、数字电子技术实验箱 b,“集成运算放大器应用”实验插板 c,直流稳压电源 d,芯片：74LS161,74LS194,74LS00,555定时器74LS161管脚图：74LS194管脚图：74LS00管脚图：5,理论分析或仿真分析结果: 理论分析: 由电路图：计数器有16个状态，连接到Q3，前8个状态Q3

4、=0，后8个状态Q3=1。在前8个状态时，左边计数器S0=1,S1=0（右移），右边计数器S0=1，S1=0（右移）。列出理论数据（设输出已清零）：CP左边四个灯（Q0Q1Q2Q3）右边四个灯（Q0Q1Q2Q3）110001000211001100311101110411111111501110111600110011700010001800000000这实现了花型II。之后8个状态时，左边计数器S0=0，S1=1（左移），右边计数器S0=1，S1=0（右移）。列出理论数据:CP左边四个灯（Q0Q1Q2Q3）右边四个灯（Q0Q1Q2Q3）9000110001000111100110111111

5、012111111111311100111141100001115100000011600000000这实现了花型I。之后8个状态时Q3又变为0，实现了花型的自动切换和循环。清零开关置于低电平时，输出清零。 仿真结果:仿真电路图(RA+RB=10K,与非门等效的非门直接用非门表示):555组成的多谢振荡器输出波形:花型II:花型I:之后的花型成周期循环,花型I和花型II交替循环6,详细实验步骤及实验测量数据记录:按照实验电路图进行实验电路图连接，连接无误后接通电源，观察花型变化，并写出状态转换表：CPQ0 Q1 Q2 Q3Q0 Q1 Q2 Q30 0 0 0 0 0 0 0 01 1 0 0

6、0 1 0 0 02 1 1 0 0 1 1 0 03 1 1 1 0 1 1 1 04 1 1 1 1 1 1 1 15 0 1 1 1 0 1 1 16 0 0 1 1 0 0 1 17 0 0 0 1 0 0 0 18 0 0 0 0 0 0 0 09 0 0 0 1 1 0 0 010 0 0 1 1 1 1 0 011 0 1 1 1 1 1 1 012 1 1 1 1 1 1 1 113 1 1 1 0 0 1 1 114 1 1 0 0 0 0 1 115 1 0 0 0 0 0 0 116 0 0 0 0 0 0 0 0调节RB的大小，观察其对输出结果的影响并记录:RB调小时,

7、彩灯的闪烁频率变快.频率变快后,左四盏灯较右四盏灯有很小很小的时间延迟,并不是完全同步的.7,实验结论: 经过微小改动,使得满足设计要求的”自循环交替8路彩灯控制电路”成功实现,实验获得圆满成功.8,实验中出现的问题及解决对策: 实验找电路连接好后,花型不正确,经查是左侧74LS194连线有误，Q3先非再接DSR，Q0先非再接DSL，花型变成正常（仿真时并没有出现该错误）。 实验中RB,RC,C1参数设计不太对，导致闪烁频率太高，无法看见花型（常亮）。改正后，闪烁变慢。 闪烁频率变快后，左四盏灯与右四盏灯出现很小很小的延迟，这主要是因为左边电路比右边电路复杂得多，门电路更多产生的。9,本次实验

8、的收获和体会、对实验室的意见或建议: 通过本次实验,我更加理解了74LS161,74LS194的功能,并且能够更灵活地使用,实验中连接线路比较复杂,排查错误时比较困难,这更加锻炼了我的实际动手能力. 实验室中有些设备有故障,导线也有坏的,希望能够更加细致的排查,免去我们自己排查导线等操作.10,参考文献:1 杨春玲,王淑娟 数字电子技术基础 北京:高等教育出版社2 廉玉欣 电子技术基础实验教程 北京:机械工业出版社原始数据记录 姓名: 学号：1，状态转换表：CPQ0 Q1 Q2 Q3Q0 Q1 Q2 Q30 0 0 0 0 0 0 0 01 1 0 0 0 1 0 0 02 1 1 0 0 1 1 0 03 1 1 1 0 1 1 1 04 1 1 1 1 1 1 1 15 0 1 1 1 0 1 1 16 0 0 1 1 0 0 1 17 0 0 0 1 0 0 0 18 0 0 0 0 0 0 0 09 0 0 0 1 1 0 0 010 0 0 1 1 1 1 0 011 0 1 1 1 1 1 1 012 1 1 1 1 1 1 1 113 1 1 1 0