彩灯控制器课程设计数电

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1、电子技术课程设计---彩灯控制器学院：电子信息工程学院班级：姓名学号：指导教师：彩灯控制器一、设计任务与要求：设计一个彩灯控制器，要求：1.四路彩灯从左向右逐次渐亮，间隔为1秒。2.四路彩灯从右向左逐次渐灭，间隔为1秒。3.四路彩灯同时点亮，时间间隔为1秒，然后同时变暗，时间为1秒，反复4次。二、总体框图脉冲发生器计数器数据选择器移位寄存器彩灯图（1）总体框图根据设计要求，电路设计大体思路如下：由脉冲发生器发出频率脉冲信号，利用计数器加法计数功能输出0000~1111的脉冲信号，经过数据选择器分别在0000~

2、0011，0100~0111，1000~1111三个时段输出不同的高低电平，控制移位寄存器实现右移→左移→置数功能，从而控制彩灯按照设计要求实现亮灭。三、选择器件本次课程设计所用器件如表一：表一本次课程设计所用器件型号名称数目74LS163同步二进制计数器174LS1944位双向移位寄存器174150十六选一数据选择器374LS04非门1PROBE彩灯4XFG2脉冲发生器11.同步二进制计数器74LS163输   入输   出CPEPETQ↑×0××全“L”↑01××预置数据↑1111计数×110×保持×11

3、×0保持根据逻辑图、波形图、功能表分析，74LS163具有如下功能：表二7-374LS163功能表管脚图逻辑符号1)1是同步4位二进制加法计数器，M=16，CP上升沿触发2)2既可同步清除，也可异步清除。同步清除时，清除信号的低电平将在下一个CP上升沿配合下把四个触发器的输出置为低电平。异步清除时，直接用清除信号的低电平把四个触发器的输出置为低电平。3)3同步预置方式：当LD=0时，在CP作用下，计数器可并行打入预置数据.当LD=1时，使能输入PT同时为高电平，在CP作用下，进行正常计数。4)PT任一为低时，

4、计数器处于保持状态。5)5CO为进位输出，可用来级联成n位同步计数器。2．四位双向移位寄存器74LS19474LS194内部原理图74LS194四位双向移位寄存器具有左移、右移、并行数据输入、保持、清除功能。1）从图1中74LS194的图形符号和引脚图分析。SRG4是4位移位寄存器符号，D0~D3并行数据输入端、DSL左移串行数据输入端、DSR右移串行数据输入端、SA（M0）和SB（M1）（即9脚和10脚）工作方式控制端分别接电平开关，置1或置0，CP时钟输入端接正向单次脉冲，清零端接负向单次脉冲，Q0~Q3

5、输出端。表三逻辑符号逻辑框图3．十六选一数据选择其7415074150内部原理图74150逻辑功能表DCBAStrobeWXXXX1100000E000010E100100E200110E301000E401010E501100E601110E710000E810010E910100E1010110E1111000E1211010E1311100E1411110E15逻辑框图逻辑符号十六选一的数据选择器74150并行输入D0～D15十六个数据，当选择输入A3A2A1A0的二进制数码依次由0000递增至1111

6、，即其最小项由m0逐次变到m15时，16个通道的数据便依次传送到输出端，转换成串行数据。4非门74LS04仔细观察一下图中给出的三极管开关电路即可发现，当输入为高电平时输出等于低电平，而输入为低电平时输出等于高电平。因此输出与输入的电平之间是反向关系，它实际上就是一个非门。（亦称反向器）。当输入信号为高电平时，应保证三极管工作在深度饱和状态，以使输出电平接近于零。为此，电路参数的配合必须合适，保证提供给三极的基极电流大于深度饱和的基极电流。设计电路所用的芯片是74LS04，如下图所示：图（12）74LS04的

7、内部结构图图（13）三极管非门74LS04的逻辑框图功能表如下图：表六非门功能表图（14）74LS04的逻辑符号逻辑函数式Y=A四、功能模块在设计单元电路和选择元器件时，尽量选用同类型的元器件，如所有功能的部件都采用TTL集成电路，整个系统所用的元器件种类尽可能少。下面介绍各单元电路的设计。1．脉冲发生由脉冲发生器发出频率为1HZ，幅度为5V的连续脉冲信号，输入74LS163同步二进制计数器，利用74LS加法计数功能输出0000~1111的脉冲信号。2．信号控制由74LS163输出的0000~1111的脉冲信

8、号输入3片十六选一数据选择器74150，当输入信号为0000~0011时，第一片和第二片74150输出信号为0，经过74LS04非门变为高电平，第三片74150输出信号为1，经过74LS04非门变为低电平。当输入信号为0100~0111时，第一片和第三片74150输出信号为0，经过74LS04非门变为高电平，第二片74150输出信号为1，经过74LS04非门变为低电平。当输入信号为1000~1111