数字电路课程设计报告.doc

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1、彩灯闪烁电路的设计一、设计任务和指标要求．1、设计时间：2011.1.10~2011.1.142、地点：I4023、课程设计题目：彩灯闪烁电路的设计4、指标要求：彩灯闪烁电路要求能对4个彩灯进行按要求闪烁，其彩灯闪烁的顺序是：（1）开始四个灯全亮；（2）依次灭，4秒后全灭；（3）彩灯在4秒中闪烁4次；（4）依次亮，4秒后全亮；（5）彩灯在4秒中闪烁4次；（6）回到第（2）状态。（选作）对8个灯进行有规律循环的控制。不同的学生可以对彩灯闪烁的状态进行自己的循环规律的设计，并且可以自己设定彩灯循环和闪烁的时间。对于有能力的同学可以选作扩展功能。二、设计框

2、图及整体概述本次设计通过一个74LS90对脉冲进行计数，接成一个五进制的计数器，4秒记一次数。然后通过一个74LS138译码器来控制移位寄存器移位和置数，从而来控制四个灯在每个周期中买一秒中的亮与灭。以这个设计思想来完成此次的课程设计。1、设计思想控制系统分为三个模块，分别是一74LS90芯片为中心的计数模块，二以74LS为中心的译码电路，三是以74LS194为中心的移位控制为中心。（1）对设计要求的分析，列出真值表入下表1所示表1、设计要求的逻辑分析表计数器（Q1Q2Q3Q4）移位寄存器（S1S0）移位寄存的输出（Q1Q2Q3Q4）00001111

3、1111111111111100010101110011000100000010111111000011110000111100001111000000110110001100111011110101110000111100001111000011110000（1）计数控制由表1观察计数器的功能为五进制循环计数器。根据计数器的功能表，对其进行线路连接的所要的功能，根据设计要求，设计可以分为五个状态，所以把计数器设计成5进制的计数器，计数单位为四秒。计数器74LS的功能表如下表2所示。表274LS90复位／计数功能表复位输入端输出端110X11X0XX

4、11X0X00XX00X1XX00X000000001001计数计数计数计数000000010010001101000101图（1）计数器循环的图五进制由功能表可以设计五进制计数器如下图（1）所示。有功能表中可以看到，当R0（1）和R0（2）同时为“1”，S9(1)为“0”时可以实现异步置零，所以结成五进制的计数器，它包含的状态有：0000、0001、0010、0100、0101，有一个瞬态0110，当道0110是由于反馈的作用，实现异步清零的五进制的循环计数器。图（2）五进制计数器设计（1）译码电路译码功能由74LS138实现，其功能表如下表3所示

5、，各个引脚的功能如图（2）所示。从功能表中可以看到，只有三输入，然而从设计要求的逻辑分析表中也可以观察到，计数器的输出有效位数只有第三位，所以把计数器的Q2Q1Q0在此处键入公式。译码器的输入信号，刚好满足输入要求。从功能表中可只译码器输出有效信号为地点平，所以在引出相应的信号可能会对输出信号取非。表374LS138译码器功能表输入输出S1+A2A1A01000001111111100011011111110010110111111001111101111101001111011110101111110111011011111101101111111

6、11100××××11111111×1×××11111111图（3）74LS138引脚图（1）移位电路移位电路芯片是74LS194，它有向左向右移和置数的功能，本次设计利用的是它的置数和向右移位的功能。其功能表如下表（4）所示，引脚图如下图（3）所示。图（4）74LS194移位寄存器引脚图表（4）74LS194功能输入输出CPS1S0SRSLDOD1D2D3Q0Q1Q2Q3清除×0××××××××0000送数↑111××abcdabcd右移↑101DSR×××××DSRQ0Q1Q2左移↑110×DSL××××Q1Q2Q3DSL保持↑100××××××

7、保持↓1××××××××对与S1、S0的控制，从设计要求的逻辑分析表中可以看出，S0始终是为“1”的，而S1却始终是与Q0的输出相反，所以对于S0、和S1控制只需要，把S0始终置为“1”，S1的输入信号引计数器的最低位取反就可以实现对移位寄存器的移位和置数的循环控制。对于右移的信号和指数信号，第一个环节的置数为“1”，所以引入的信号为译码器的Y0端口引出信号取反后送到移位寄存器的指数端，为了放置在别的时刻给置数端输入无效的“0”信号，所以在引出的信号末端加一个二极管，来滤掉“0”信号。第二个环节是对芯片的右移操作，因为开始的时输出全为“1”，这时候要

8、给右移数置数端口送一个“0”知道全部为“0”，SR为右移置数端口，有译码器的输出有效信号为低电平，我们直接就