数字逻辑课程设计：多路彩灯灯控制器

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1、数字逻辑课程设计报告——多路彩灯控制器学院名称：*********学生姓名：********专业名称：**班级：**实习时间：****摘要：本次课程设计是基于数字逻辑电路知识的硬件电路设计，用逻辑器件实现对LED灯的控制，来显示不同的花型。首先用555来产生1s的时钟脉冲，并用74芯片二分频来产生一个2s的慢时钟；其次用161实现花型的计数节拍的产生，来确定到底显示几个花型，在这次设计中我做了三个花型的显示，分别是16个节拍、8节拍、8节拍，所以我设计了模32的计数器；再次，用移位寄存器194来实现花型的

2、变化，在设计中我用了两片194来实现对左右各四个LED的控制，通过左片194和右片194的组合，得以显示出完整的花型；最后我用8选1数选器151实现了对1s和2s的两个时钟的选择，来实现花型的快慢节拍的显示。最终实现一个有三种花型显示，并有快慢两种显示速率的流水灯。关键词：模32、计数节拍、花型显示、移位寄存器、数选器、分频3多路彩灯设计报告1.设计目的（1）将数字电路课程所学的理论知识转化为实践结果；（2）熟悉各种常用集成数字芯片的功能和应用，并掌握其工作原理，进一步学会使用其进行电路设计；（3）了解数

3、字系统设计的基本思想和方法，学会科学分析和解决问题；（4）培养认真严谨的学习作风和实事求是的学习态度；2.设计要求2.1彩灯控制器设计要求设计一个8路移存型彩灯控制器，彩灯用发光二极管LED模拟，具体要求如下：（1）能演示三种或三种以上花型，花型自拟。（2）选做：彩灯明暗变换节拍为1.0s和2.0s，两种节拍交替运行。2.2课程设计的总体要求（1）电路设计尽可能简化，做到模块。组装电路时，先单独组装振荡电路，测试无误后，再组装其他模块。（2）所有发光二极管都要接限流电阻。阻值在100－500Ω之间。（3）

4、所有器件的多余输入端不允许悬空，请按实际情况做合适的处理。（4）电路中的高电平正常情况下>3V，低电平正常情况下<0.4V。介于二者之间的电平为非正常电平，会造成逻辑错误。3.设计方案通过对题目的分析，我将问题看作一个控制系统，该系统可分为：时钟产生模块、时钟的切换模块、计数节拍模块、花型显示模块。3.1时钟产生模块我利用555定时器产生一个稳定的周期为1s的时钟脉冲，电路图如下图1所示：3图1根据上图可以看出，由555定时器构成的RC环形多谐振荡器，根据其阻容值的配置，可得出去时钟频率为1Hz，周期为1

5、s的连续脉冲信号CP1。3.2时钟选择模块用D触发器对555产生的时钟信号进行二分频，将时钟信号转换为频率为0.5Hz，周期为2s的连续脉冲信号CP2，如下图2所示:图23当LED工作时，我们要求它要分别在1s时钟和2s时钟下亮出花型，这里就要用到时钟信号的切换，对于时钟切换，这里用D触发器和151数选器级联实现。让D触发器的Vcc、CLR、PR都接高电平，将的输出端接到D端的输出端接到151的端。令151的B、C、接高电平，接时钟信号的CP1脉冲，A端接由花型控制电路的D1输出。所以。D触发器具有记忆的

6、功能，记录上一个状态，所以在每一个CP脉冲上升沿，Q输出作为上一次的记录，即为一个脉冲。也就比时钟信号电路的CP慢了一拍。所以通过A为0或1选择Y端输出的脉冲的频率。A为节拍切换信号，即当达到第32拍时，节拍由慢一拍，到第64拍恢复，如此循环。节拍控制电路如下图三所示：图三33.3计数节拍模块用两片161，级联成为一个模为32的计数器，当时重新计数。花型控制电路如下图4所示：图四3.4花型显示模块由二片194级联实现，八个输出信号端（低位片和高位片）连接八个发光二极管，用其输出信号控制发光二级管的亮灭来实

7、现花型演示。三种花型变换样式：花型1：从左至右依次点亮，全亮后，再从左至右依次熄灭；花型2：从两边到中间对称地逐个渐亮，全亮后由两边到中间顺次渐灭；花型3：从两边到中间对称地逐个渐亮，全亮后由中间到两边顺次渐灭；花型5：八路灯分成两半，分别从右至左渐亮；全亮后，再分别从右至左熄灭；三个花型的计数节拍表如下：3花型1花型2花型30000010000110000000110001110010001010010110100001110011110110010010100111000010110101111010

8、011010110111100011110111111110100001001010100101101100011010111001111表一三种花型下两片移位寄存器的输入信号:花型切换信号左边移位寄存器输入右边移位寄存器输入3种类花型一00010111010001101110110101010101101110101010花型二1001011110110110101100花型三1101011110111111001010表二