四路彩灯设计实验报告.doc

电子工艺与数字逻辑
课程设计报告
班级:
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学号:
指导教师:
撰写日期:
肇庆学院
计算机学院软件学院
目录
第一章课程设计内容与要求分析 - 2 -
任务与要求 - 2 -
- 3 -
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第二章设计总思路 - 4 -
- 4 -
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第三章单元电路设计 - 5 -
- 5 -
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- 6 -
循环控制电路 - 6 -
- 6 -
- 7 -
- 7 -
- 7 -
、D信号控制移位寄存器的S0和S1及其CLR'端真值表 - 7 -
第四章总电路设计 - 9 -
第五章实验、调试及测试结果分析 - 10 -
- 10 -
、原因及排除方法 - 10 -
,没有其它的花样: - 10 -
: - 10 -
,但一次循环结束到另一次循环开始中间有段时间彩灯不亮: - 10 -
第六章课程设计总结 - 11 -
参考文献 - 11 -
附录 - 11 -
第一章课程设计内容与要求分析
任务与要求
用中规模集成电路设计并制作一个四路彩灯显示系统,要求如下:
1、 开机自动置入初始状态后即能按规定的程序进行循环显示。
2、 程序由三个节拍组成:
第一节拍时,四路输出Q1~Q4依次为1,使第一路彩灯先点亮,接着第二,第三,第四路彩灯点亮。第二节拍时,Q4~Q1依次为0,使第四路彩灯先灭,然后使第三,第二,第一路彩灯灭。第三节拍时,Q1~,,,共进行4次。每个节拍费时都为4秒,执行一次程序共需12秒
3、 用发光二极管显示彩灯系统的各节拍;
4、 功能扩展(自选)

1、 设计思路清晰,给出整体设计框图;
2、 设计各单元电路,给出具体设计思路、电路器件;
3、 总电路设计;
4、 计算机仿真
5、 安装调试电路;
6、 写出设计报告;

提供直流稳压电源、示波器、 TTL集成电路芯片、电阻、电容及插接用面包板、导线若干。器件清单:555定时就器(1),模十六计数器74LS163(1), 与门74LS09(2),与非门74LS20(1),非门74LS04(2),或门74LS32(5)。74LS194双向移位寄存器(1),发光二极管(4),导线若干。
第二章设计总思路

由设计要求出发可知彩灯的三个节拍可以用移位寄存器74LS194实现,通过控制S0和S1实现右移、左移和送数,通过控制CLR'控制清零。第一节拍为1右移,第二节拍为0左移,第三节拍全亮为置数1,全灭为清零。由于程序循环一次要12秒,故需要一个12进制的计数器控制循环。第三节拍时要求1秒内全灭全亮各一次,故脉冲信号频率比先前两节拍时脉冲频率要快一倍,而且要以相同频率控制CLR’。可以用一个16进制计数器产生脉冲号一路送到控制12进制的计数器,一路经逻辑电路送到移位寄存器。

移位计数器74LS191
12进制循环控制器
多谐振荡器
彩灯显示输出
16进制分频计数器
第三章单元电路设计


用555定时器构成多谐振荡器,电路输出便得到一个周期性的矩形脉冲,其周期为:
T=(R1+2R2)C………………………(1-1)
控制74LS161模十六计数器电阻值和电容值可设为:
R1=1KΩ, R2=20KΩ, C=
由公式(1-1)计算得:T=

具体实现
用555定时器构成多谐振荡器,电路输出便得到一个周期性的矩形脉冲,控制74LS161模十六计数器,74LS161A输出2倍T的脉冲信号;B输出4倍T的脉冲信号,大约为1S。
循环控制电路

12进制循环控制电路示意图(74LS161由74163代替)

如果模N计数器的计数序列从最小0到最大数N-1,那么N是多余的,可用与非门检测N,当N出现时,与非门输出为低,用它控制清零端CR’,将计数器清零。此处工作状态从0000~1011,检测1100(异步清零)。

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