逐亮逐灭彩灯电子课程设计

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1、电子课程设计——逐亮逐灭彩灯学院：电子信息工程学院专业、班级：姓名：学号：指导教师：李小松2013年12月22日16目录一．设计任务要求及总体框图31.总体框图与模块功能与设计思路32.设计方案及总体方案的选择4二、选择器件51.器件选择及数量......................................52.各器件的逻辑图功能及说明............................6三、功能模块的设计..................................111.双向移位

2、寄存器的设计...............................112.二进制计数器与逻辑组合电路的设计...................12四、总体设计电路图...................................131.总体电路图..........................................142.仿真结果............................................1516逐亮逐灭彩灯一、设计任务与要求设计一个彩灯控制器，要

3、求如下：1、有8只彩灯一列。2、自上至下逐次点亮至全亮。3、自下至上逐次熄灭至全灭。4、8只灯同亮、同灭。二、总体框图设计总体框图如图-1所示。脉冲信号的输入同步二进制计数器时钟控制左右移位与同亮同灭的控制各种状态彩灯输出图-1总体框图设计思路：控制彩灯的四种状态，即左往右依次亮——右往左依次灭——全亮——全灭。16从各种状态可以看出，此系统最重要的芯片就是双向移位寄存器74LS194，它具有左右移位的功能，同时还有保持和并行输入的功能。当然要控制彩灯亮与灭的花样与顺序还得靠二进制同步计数器74LS161

4、来驱动，使相应的时间间隔为0.5秒。而期间，大量的与门、或门还有非门的运用也是至关重要的，它们的选择与控制直接关系到整个彩灯的系统的运行。设计方案：方案一：这次课题是让8个彩灯按照约定的顺序和花样运行。首先是让彩灯从左到右依次亮，然后接着从右到左灭。这个要通过芯片74LS194控制双向移位，使S0与S1按照10左移，01右移。然后，闪烁下，利用CLK依次接高电平和低电平，令S1、S0保持1，并行输入，使8盏彩灯同亮同灭两次。而以上只能手动分别控制，只有接上74LS161芯片，运用计数器的优势，控制灯亮灯灭

5、的时间和连续的顺序，而四个状态的实现还得通过与门、或门和非门的连接才能实现。这里我们采用有限的芯片74LS08，74LS04和74LS32等联合作用，最后实现效果。方案二：运用时钟信号CP：电路555，电路花型控制电路，由1614位二进制同步计数器完成；花型演示电路：由194双向移位寄存器完成（可左移右移完成花型变化）；节拍控制电路：节拍变化由151八选一数据选择器完成，节拍的快慢变化可有74双上升沿D触发器完成，最后也可实现课题的要求。总体方案的选择：方案一与方案二最大的不同就在，方案一是基于基本要求而

6、设计的，方案二加入了节拍的变化，花型控制电路和花型演示电路的CP都是节拍控制之后的CP。16两种方案的基本思路相同，将整个设计电路的功能模块化，设计思想比较简单。元件种类使用少，且都较熟悉易于组装电路。这么设计的出发点是：电路设计模块化，易于检查电路，对前面的电路组装及电路调试都很方便，花型控制电路简单，花型也比较简单。且方案二加入了节拍控制电路会比较费时，为了确保短时间内完成课程设计和高效率，我选择了方案一。一、选择器件选择器件表如表-1所示。表-1器件选择表器件名称数量74LS194274LS1612

7、NOT3AND22OR22OR41NOR21500Ω电阻8发光二极管81、双向移位寄存器74LS194（1）双向移位寄存器74LS194功能表如表-2所示。如表-2,16其中，D3、D2、D1、D0为并行输入端；Q3、Q2、Q1、Q0为并行输出端；SR为右移串行输入端；SL为左移串行输入端；S1、S0为操作模式控制端；CR为直接无条件清零端；CP为时钟脉冲输入端。74LS194有5种不同操作模式：并行送数寄存；右移(方向由Q3→Q0)；左移(方向由Q0→Q3)；保持及清零。表-274LS194功能表功能输

8、入输出CPCRS1S0SRSLABCDQAQBQCQD清除X0XXXXXXXX0000送数↑111XXABCDABCD右移↑101DSRXXXXXDSRQAQBQC左移↑110XDSLXXXXQBQCQDDSL保持↑100XXXXXXQAnQBnQCnQDn保持↓1XXXXXXXXQAnQBnQCnQDn（2）74LS194逻辑框图如图-2所示。如图-2中MR为复位信号，正常工作时应接高电平，CLK为时钟信号，上升沿到来时有效