数字电路多路彩灯课程设计报告.doc

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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：计算机学院学生姓名：冯佳新（24）专业名称：计算机科学与技术班级：计科1102实习时间：2013年6月3日——2013年6月14日..一.实验目的1.掌握数字电路课程所学的理论知识，学会将数电理论用于实际电路中去。2.熟悉常用集成数字芯片，并掌握其基本原理，学会使用它们进行电路设计。3.了解数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.学会使用面包板测试设计好的逻辑电路，并使用万用表进行调试排错，提高动手操作能力。5.培养独立完成电路的能力，初步学会自主设计、连接、调试数字电路。6.培养认真严谨的学习习惯和实事求是的学习态度。二.实

2、验要求1.彩灯控制器设计要求设计一个8路移存型彩灯控制器，要求：(1).8路彩灯能演示三种花型（花型自拟）。（2).彩灯用发光二极管代替(3).选做：实现快慢两种节拍的变换。2.课程设计的总体要求(1)．设计电路实现题目要求。(2)．电路在功能相当的情况下设计越简单越好。(3).注意布线，要直角连接，选最短路径，不要相互交叉。(4).注意用电安全，所加电压不能太高，以免烧坏芯片和面包板。（5).每个单元电路先独立组装，独立测试，功能正确后，单元电路之间才能互联。（6).所有发光二极管都要接限流电阻，阻值在100－500Ω之间。（7).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。(

3、8).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。(9)．严禁带电插、拔元件及导线。三.实验所需器材器件数量器件数量5551面包板174LS741发光二极管874LS161274LS00274LS194274LS1511电阻100Ω2电容0.01μf1..电阻4.7kΩ1电容4.7μf1电阻150kΩ1钳子1万用表1导线若干花型演示电路花型控制电路节拍控制电路时钟信号电路四.实验原理利用555定时器产生周期为0.5秒的CP脉冲，再经过74LS74（双上升沿触发器）将其二分频产生1.0秒节拍，再用74LS151八选一数据选择器选择一

4、种节拍，用74LS74和74LS151级联交替产生快慢节拍。用两片74LS161级联控制74LS194实现不同的花型，并使用反馈清零法，再用两片74LS194控制8盏灯的明暗变化。五.实验设计及电路图1.时钟信号电路有一片555加上适当电容及电阻实现。电容取：4.7μf0.01μf电阻取：150kΩ4.7kΩ电路图如下：..2.节拍控制电路使用74LS74(双上升沿触发器)将其二分频产生1.0s节拍，再用74LS151通过0或1控制输出端脉冲的频率交替输出这两种节拍，用74LS74和74LS151级联交替产生快慢节拍，其结构图如图所示：Q是74LS74触发器的输出端,D触发器具有记忆功能，记录

5、上一个状态，所以在每一个CP脉冲的上升沿，Q输出为上一次的记录（即一个脉冲）,即就是比时钟信号电路的CP脉冲慢了一拍。令74的Vcc，CLR，PR都接高电平，将^Q的输出接到D端，Q端的输出接到151的D1端。令151的D0，D2，D3，D4，D5，D6，D7，B，C，^G，GND接低电平，Vcc接高电平，D0接时钟信号的CP脉冲，A端接由花型控制电路的QF输出。所以通过A为0或1选择Y端输出的脉冲的频率。A端接的是161的高位片的QF即当到达第32拍时QF为1,接下来的32~64拍为变慢后的脉冲输出。电路图如下：3.花型控制电路74LS161是四位二进制同步加法计数器，具有计数、异步清零、同

6、步置数，保持等功能，其引脚图其功能表如下图：..一片74LS161只能计数从0000~1111，但两片74LS161级联可以实现从0~255计数，因为64（32快拍加上32慢拍）>16，所以采用两片74LS161同步级联，64转换成二进制为01000000，所以用高位片的Q3（即QG）通过非门以后接到清零控制端。当三种花型全新显示一遍后（总共32拍）,74LS161的输出变为00100000，所以将161高位片的Q2（即QF）信号输给节拍控制电路的151的A来通过节拍控制电路改变第二遍花型显示的频率。161的CP脉冲来自节拍控制电路中74的输出端Y。电路图如下：4.花型演示电路由二片移位寄存器

7、194级联实现。其八个输出信号端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实现花型演示。每个花型完整显示一遍，所以三种花型完全显示一遍需要的总拍数为32，即0~7实现第一个花型，8~15实现第二种花型，16~31实现第三种花型。..三种花型变换样式花型1：8路灯分两半。从左至右渐亮，全亮后，再分两半从左至右渐灭。花型2：从中间到两边对称地逐次渐亮，全亮后仍由中间到两边逐次渐灭。花型3：从