电工自主设计实验

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1、姓名班级学号实验日期节次教师签字成绩一种循环彩灯控制电路的设计1.实验目的培养学生的动手实践能力；通过对彩灯电路的搭建，熟悉并掌握J-K触发器、集成寄存器74LS194、同步集成计数器74LS161的应用；完成彩灯电路的搭建、调试。2.总体设计方案或技术路线(1)目标功能：设置左移按钮A、右移按钮B、复位按钮C，彩灯L0~L7，数码管一个，时钟脉冲使用实验箱提供的1Hz方波。按下复位按钮C，八位彩灯全灭，数码管显示数字清零。再按住左移按钮A一段时间，则从彩灯行的右端开始亮起并随时钟脉冲左移，亮起彩灯的个数视按住按钮A的时长而定，松开按钮A后亮起的灯的总个数不变，且在彩灯行中一直环状

2、循环移动。按一下按钮C复位，再按下右移按钮B，变化方式与按下A时对称。数码管显示当次操作所点亮的彩灯个数。(2)技术路线：八位彩灯通过两个74LS194芯片的输出口控制亮灭，因74LS194有移位操作故容易实现流水灯的移动方式。按钮A和B既通过DSL/R控制彩灯亮起，又与时钟脉冲通过与非门处理送入计数器74LS161，再通过集成数码显示管显示出亮起彩灯的个数（0~8)。三个主要芯片统一使用按钮C进行复位。再将A、B给出的信号接至J-K触发器的J、K端，输出Q与-Q用于控制74LS194的左移/右移，接至S1/S0端。对于未经复位按下A/B键或同时按下A、B键的情况不予考虑。3.实验

3、电路图（见下页）4.仪器设备名称、型号直流稳压电源；电子技术实验箱；VC97万用表；集成寄存器74LS194(2片)；同步集成计数器74LS161(1片)；集成J-K触发器74LS112(1片)；两端输入四与非门74LS00(1~2片)；两端输入四或门74LS32(1片)导线等；（实验电路图）5.理论分析或仿真分析结果电路主要分为两部分：以74LS194为主的彩灯控制部分；以74LS161为主的计数部分。彩灯控制部分：彩灯L0~L3分别由74LS194<1>的Q0~Q3控制，彩灯L4~L7分别由74LS194<2>的Q0~Q3控制。将74LS194<2>的右移输入端DSR<2>与7

4、4LS194<1>的Q3相连，再将74LS194<1>的左移输入端DSL<1>与74LS194<2>的Q0相连，这样左移和右移时信号都能在芯片间传递，完成两部分彩灯的接续。同理若将DSL<2>与74LS194<1>的Q0相连、DSR<1>与74LS194<2>的Q3相连，则彩灯链闭合，但因DSR<1>、DSL<2>还要与开关电平信号相连，为避免开关电平信号影响彩灯L0与L7，故用或门隔开，使得L7和信号B均能对DSR<1>作用,L0和信号A均能对DSL<2>作用。然后是左移右移操作的控制。此处采用一个J-K触发器，将信号A接入K端，信号B接入J端，输出Q接至两个74LS194的S0

5、端，Q非接至两个74LS194的S1端，SD、RD接高电平，则按下按钮A时两个74LS194均处于左移状态，松开按钮A后仍保持左移状态。按钮B同理。计数部分：将A、B的信号分别和1Hz时钟信号输入与非门1、2，两个输出再输入与非门3，将与非门3的输出接至74LS161的时钟/计数输入端，这样当按钮A或B被按下期间，只要有时钟脉冲到来，计数器对应的显示数字就会加一，同时一个彩灯亮起。最后是复位操作，由于3个主要芯片的复位端均为低电平复位，只需将3个芯片的复位端均接在电平按钮C非上，即可达到按下按钮C就使电路复位的功能。6.详细实验步骤及实验结果数据记录（包括各仪器、仪表量程及内阻的记

6、录）(1)调节实验用直流电源，供电线连接至实验箱，检查实验箱基本功能是否正常。(2)检查导线是否正常导通。(3)将各芯片置于芯片座上，连接各芯片的电源。(4)连接两个74LS194芯片的相关连线，S0、S1暂接至数据开关上，测试移位功能。(5)用或门接入A、B信号与对应的DSL/R,构成环形寄存器。(6)连接74LS138芯片的相关连线，测试计数功能，测试数码管显示功能。(7)连接74LS112芯片的相关连线，将J-K触发器连入电路控制S0、S1。(8)根据设定的目标功能检查电路，测试目标功能是否一一实现。(9)进行实验验收，对实验进行总结。7.实验结论实验成功地实现了预计的功能，

7、包括亮起彩灯个数、方向的控制，彩灯的循环，彩灯亮起个数的计数，以及复位功能。由于时间有限，对于功能实现后操作上的不人性化的部分未能进一步改进。8.实验中出现的问题及解决对策问题一：开始连接寄存器时未使用或门，导致电平信号A、B与输出端L0、L7相互影响。解决对策：加入或门(74LS32),将输出端L0、L7与信号端A、B隔开。问题二：数码显示管只显示奇数或只显示偶数。解决对策：经排除法检查，发现161芯片管脚与实验箱插接部分接触不良，调整后解决。问题三：如果在时钟高电