流水灯课程设计.docx

移位寄存器流水灯
二O一 一年十一月西安电子科技大学长安学院课程设计
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目录
1实验内容及要求----------------------------------------------------------------1相连的开关合则译码器输出全为高电平，八个灯全部熄灭。本方案主要利用74LS192的可加减计数功能和74LS138的译码输出特点来完成左移右移的功能。
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当74LS192进行加计数时，彩灯进行右移，当计数器计到8时，通过反馈清零法，使计数器的状态恢复到0000状态。这样就完成彩灯的右移循环功能了。
当74LS192进行减法计数时，彩灯进行左移，计数器计到9时，通过反馈置数法，使计数器的状态恢复到0111状态。这样就完成彩灯的左移循环功能了。
方案二：
图2 彩灯原理图（方案二）
方案二：如图2所示，本方案主要利用74LS194的双向移位功能和置数功能，彩灯采用共阳极接法，触发信号采用555定时器3脚产生的1HZ的矩形波信号，通过开关控制其全亮全灭以及左移右移来满足设计要求。
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方案一和方案二相比，显然方案二的电路比较简单，所有原器件和导线更少，不需要额外加门电路，所以选用第二种方案来设计。
三．【系统框图，原理说明】
图3 彩灯组成框图
如图3所示，彩灯循环一般由振荡器，移位寄存器，显示电路等几部分组成。其中，振荡器构成组成1HZ信号发生器，由移位寄存器控制彩灯的左移和右移循环系统及全亮控制电路。1HZ信号送入移位寄存器，并且将此时移位寄存器的并行输出状态通过发光二级管显示出来，这就是显示电路。移位寄存器本身含有清零和置数的功能，可通过反馈来实现左循环和右循环功能，这就构成了复位，置数电路。
四．【硬件原理，完整电路图，采用器件的功能说明】
4．1 脉冲信号产生电路
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4． 555定时器的工作原理
,~16V工作，输出驱动电流约为200mA，因其输出可与TTL、CMOS或者模拟电路电容兼容。555定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。
555定时器的功能主要有两个比较器决定。两个比较器的输出电压控制RS触发器和放电管状态。
如图（1）所示。在电源与地之间加上电压，当5脚悬空时，则电压比较器C1的同相输入端的电压为2VCC/3,C2的反相输入端的电压为VCC/3。
若触发输入端TR的电压小于VVV/3，则比较器C2的输出为0，可使RS触发器置1，使其输出OUT=1。
如果阈值的输入端TH的电压大于2VCC/3，同时TR端的电压大于VCC/3，则C1的输出为0，C2的输出为1，可使RS触发器置0，是输出为0电平。
1HZ脉冲信号发生器的设计原理图
如图（4）所示，其中R1、R2为100K的电阻，C1为4,7mF、，VCC为+5V电源，GND接地。接通电源后，电容C被充电：
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图4 脉冲信号产生电路图
当Vc上升到2/3Vcc时，使V0为低电平，同时放电三极管T导通，此时电容C通过R2和T放电，V0下降。
当Vc下降到1/3Vcc时，V0翻转为高电平。电容器放电所需时间为tpL=R2CIn2;
当放电结束时，T截止，Vcc将通过R1、R2的电容器C充电，Vc由Vcc/3上升到2/3Vcc所需的时间为tpH=(R1+R2)CIn2;
当Vc上升到2/3Vcc时，电路又翻转为低电平。
总结：如此周而复始，于是，在电路的输出端就可以得到一个周期性的矩形波。
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显示电路
如图（5）所示，四个发光二极管的阳极同时接高电平，阴极通过,22欧姆的电阻分别与移位寄存器的Q0、Q1、Q2、Q3相连，当移位寄存器对应的输出端输出为高电平时，则与之对用的二极管熄灭，反之则点亮。通过移位寄存器的输出高低电平就可以控制发光二级管的点亮和熄灭。
图5彩灯显示电路
移位控制电路
74LS194管脚图及功能介绍。