1、 1 数数数数字字字字电电电电子子子子技技技技术术术术课课课课程程程程设设设设计计计计 八路花样灯八路花样灯 2 一一、设计、设计要求要求 设计一个八路花样灯，控制器，其具体要求如下：设计一个八路花样灯，控制器，其具体要求如下： 基本功能： （1）有一个时钟电路。 （2）有八个 LED 发光二极管输出电路。 （3）至少 16 种花样灯变化的控制。 增加功能：64 种以上变化花样灯控制。 二、二、实验目的实验目的 1. 巩固和加深对电子电路的基本知识的理解，提高综合运用本课程所学的知识 的能力。 2. 培养根据设计需要选学参考书籍，查阅相关手册，图表和文献资料的自学能 力。 3. 通过电路的方案
2、分析，论证和比较，设计计算选取元件，电路组装，调试等 环节初步掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法。 4. 学会简单电路的实验调试和性能指标的测试方法，提高学生动手能力和进行 数字电路实验的基本技能 三、设计三、设计方案方案 分析题目，通过分析问题和初步的整体思考，设计出如下方案： 整体功能的实现需要以下三个模块来实现：花型的演示及控制模块，节拍控制模 块，时钟信号的产生。时钟信号的产生由一个 555 多频振荡器来实现，花型的演 示由两个 74ls194（双向移位寄存器）来实现，花型的控制功能由第一个 74ls161 （四位二进制同步计数器）产生分频信号控制置数及左右移，所置入数有另外两
3、片 74ls161 控制。设计总框图如图所示： 3 四、四、元器件及其数量及其简介元器件及其数量及其简介 元件名称元件名称 数量数量 74SL161N 3 块块 74LS194N 2 块块 74LS32N 2 块块 74LS04N 1 块块 555-VIRTUAL 1 块块 8 位位 LED 发光二极管发光二极管 1 块块 电阻电阻 RPACK8 1 块块 开关开关 导线导线 若干若干 4.1 74LS161 简介简介 4 管脚图介绍：时钟 CP 和四个数据输入端 P0P3（ 或 D0D3） 清零/MR 使能 CEP，CET 置数 PE 数据输出端 Q0Q3 以及进位输出 TC. (TC=Q0
4、Q1Q2Q3CET) 从 74LS161 功能表功能表中可以知道，当清零端 CR=“0” ，计数器输出 Q3、Q2、 Q1、Q0 立即为全“0” ，这个时候为异步复位功能。当 CR=“1”且 LD=“0”时， 在 CP 信号上升沿作用后，74LS161 输出端 Q3、Q2、Q1、Q0 的状态分别与并行 数据输入端D3， D2， D1， D0的状态一样， 为同步置数功能。 而只有当CR=LD=EP=ET= “1” 、CP 脉冲上升沿作用后，计数器加 1。74LS161 还有一个进位输出端 CO， 其逻辑关系是 CO= Q0Q1Q2Q3CET。合理应用计数器的清零功能和置数 功能，一片 74LS1
5、61 可以组成 16 进制以下的任意进制分频器。 4.2 74LS194 简介简介 移位寄存器是指寄存器中所存的代码能够在移位脉冲的作用下依次左移或右 移。74LS194 是一个 4 位双向移位寄存器，最高时钟脉冲为 36MHZ，其逻辑符号 5 及引脚排列如图所示： 其功能表为： 从功能表可以看出：端口 SL：左移串引输入端，SR:右移串引输入端，S1、SO: 操作模式控制端，CLEAR:直接无条件清零端，CLK:时钟脉冲输入端。 4.3 555 定时器简介定时器简介 555 定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。 一般用双极 性工艺制作的称为 555，用 CMOS 工艺制作的称为
6、 7555，除单定时器外，还有 对应的双定时器 556/7556。555 定时器的电源电压范围宽，可在 4.5V16V 工 作，7555 可在 318V 工作，输出驱动电流约为 200mA，因而其输出可与 TTL、 CMOS 或者模拟电路电平兼容。 555 定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多 谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。它也常作为定 时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制等方面。555 引脚图 如下所示：内部框图如下图： 6 4.4 74LS32、74LS04 简介简介 74LS32：74LS32 是四 2 输入或门，常用在各种数字电路以及单片机系统中 表达式为：Y=A+B 引脚排列图管脚功能： 左下: 1-1A，2-1B，3-1Y；4-2A，5-2B，6-2Y；7-GND； 右上: 8-3Y，9-3A，10-3B；11-4Y，12-4A，13-4B；14-VCC 其中 A ，B 为输 入端 ，Y 为 输出端 ，GND 为电 源负 极，VCC
