四路彩灯实验报告.doc

《电子工艺与数字逻辑》课程设计报告 实验地点 实验楼4-18 、3-11 专 业 计算机科学与技术 年 级 2010级 科技1班 姓 名 学 号 指导教师 实验时间 2012-2-27 —2012-6-18 目录1 设计任务书 31.1设计题目： 31.2设计任务： 32 设计 32.1设计软件环境要求 32.2设计思路 32.3设计方案 52.4各单元电路的设计 62.4.1模12计数器74LS163设计 62.4.2通用移位寄存器74LS194控制四个彩灯 72.5 EWB仿真电路图 73实现 83.1器件清单 83.2实物电路图 83.3结果 104实验总结 115参考文献 111 设计任务书1.1设计题目： 四路彩灯控制器。

1.2设计任务：设计一个四路彩灯控制器,设计要求如下：（1） 接通电源后，彩灯可以自动按预先设置的程序循环闪烁2） 设置的彩灯花型由三个节拍组成：第一节拍：四路彩灯从左向右逐次渐亮，灯亮时间1s，共用4s；第二节拍：四路彩灯从右向左逐次渐灭，也需4s；第三节拍：四路彩灯同时亮0.5s,然后同时变暗,进行4次,所需时间也为4s3） 三个节拍完成一个循环，一共需要12s一次循环之后重复进行闪烁2 设计2.1设计软件环境要求 Windows 200，EWB软件2.2设计思路四路彩灯工作过程说明秒脉冲7416374194彩灯输出 Ｓ１Ｓ０ 第一节拍0 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1 1 0 10 10 10 11 0 0 01 1 0 01 1 1 01 1 1 11 0 0 01 1 0 01 1 1 01 1 1 1第二节拍0 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 11 01 01 01 01 1 1 01 1 0 01 0 0 00 0 0 01 1 1 01 1 0 01 0 0 00 0 0 0第三节拍1 0 0 0 1 0 0 11 0 1 01 0 1 11 01 01 01 00 0 0 00 0 0 00 0 0 00 0 0 01Hz时钟CP2.3设计方案用四个发光二极管来替代四个彩灯，设依次为 设“1”表示灯亮，“0”表示灯灭，由要求列出状态表表1 四路彩灯输出显示说 明输 出所用时间 开机初态0 0 0 0 第一节拍逐次渐亮1 0 0 01 1 0 01 1 1 01 1 1 11s1s1s1s第二节拍逆序渐灭1 1 1 01 1 0 01 0 0 00 0 0 01s1s1s1s第三节拍同时亮0.5s，然后同时灭0.5s，进行四次1 1 1 10 0 0 01 1 1 1 0 0 0 01 1 1 10 0 0 01 1 1 1 0 0 0 00.5s0.5s0.5s0.5s0.5s0.5s0.5s0.5s由上表可知，可以选用模12计数器作为分频器，起节拍产生和控制作用，每4s一个节拍，3个节拍共12s后反复循环。

要实现模12计数器的话用74LS161（当然在实际操作中可以用74LS163代替161，因为74LS163的引脚排列和74LS161相同）一个节拍结束后应产生一个信号到节拍程序执行器，完成彩灯渐亮、渐灭、同时亮、同时灭等功能至于控制发光二级管的状态可以用通用移位寄存器74LS194，因为它具有禁止、右移、左移和并行置数四种功能，所以74LS194能实现第一、二、三节拍的功能它具有四个并行输入端A、B、C、D和与之对应的四个并行输出端QA,QB,QC,QD，右移输入端SR，左移输入端SL和模式控制输入端S1，S0，以及一个无条件直接清除端CLR当S1S0=01（右移），S1S0=10（左移），S1S0=11（并行置数）脉冲源采用秒脉冲发生器，用以提供频率为1Hz的时钟信号. 2.4各单元电路的设计2.4.1模12计数器74LS163设计模12计数器74LS163起节拍产生和控制作用，每4s一个节拍，3个节拍共12s后反复循环大致电路图如下：由一个74LS163、一个与门和一个与非门组成，这图用的是反馈置数法，当输出端QD,QC,QB,QA为1011时，LOAD’端接收到低电平0，此时74LS163输出端就重新回到了0000状态。

当然还可以用反馈清零法，既是将与非门的输出端接在CLR’端口，输出端QD,QC,QB,QA为1011时，将CLR置零，输出端为0000这样一次循环就完成2.4.2通用移位寄存器74LS194控制四个彩灯通用移位寄存器74LS194控制四个彩灯连接如下：在第一节拍中，S1S0=01，74194实现右移功能，即在时钟脉冲作用下，把逐次移进；在第二节拍中，S1S0=10，74194实现左移功能，即在时钟脉冲作用下，把逐次反方向移进2.5 EWB仿真电路图由于前两个节拍中，门G关闭，输出为0，因此四路彩灯的输出在第三节拍中，，74194仍然左移，一直保持为0000此时，门G打开，时钟脉冲CP同时加到四个输出端，由于CP是1Hz秒脉冲，在1s时间内高电平和低电平持续时间均为0.5s，因此实现同时亮0.5s、同时灭0.5s，在4s内共进行4次第三节拍结束后返回第一节拍，如此反复，实现四路彩灯循环显示3实现3.1器件清单HD74LS161AP 1个，CD74HC194E 1个，HD74LS32P 2个，HD74LS04P 1个，HD74LS00P 1个，HD74LS08P 1个，导线若干。

3.2实物电路图第一个节拍（部分图片）：第二个节拍（部分图片）：第三个节拍（部分图片）：3.3结果由于前两个节拍中，门G关闭，输出为0，因此四路彩灯的输出在第三节拍中，，74194仍然左移，一直保持为0000此时，门G打开，时钟脉冲CP同时加到四个输出端，由于CP是1Hz秒脉冲，在1s时间内高电平和低电平持续时间均为0.5s，因此实现同时亮0.5s、同时灭0.5s，在4s内共进行4次第三节拍结束后返回第一节拍，如此反复，实现四路彩灯循环显示4实验总结回想起当初的努力真是感慨万千记得刚开始接手课题时，完全不知道怎样下手，简直就是一筹莫展，后来经过自己查找资料和与小组成员讨论，终于对四路彩灯有了初步的了解与认识通过此次课题设计，使我更加的了解74LS191和74LS163，并且加深了对模12计数器认识，学会了怎样连接反馈置数法和反馈清零法并且用EWB仿真软件进行测试，经过多次的试验，最终达到了课题设计的要求5参考文献1. 《电子技术基础数字部分》第五版） 主编：康光华 高等教育出版社2. 《电子电路设计与制作》 主编：梅开乡 梅军进 北京理工大学出版社。