1、 课程设计报告课程设计报告 课课 程程: : 数字电路数字电路 题题 目目: : 八路彩灯控制器的设计八路彩灯控制器的设计 院院 系系: : 物理与电子信息学院物理与电子信息学院 专专 业业: 2011: 2011 级电子信息科学与技术级电子信息科学与技术 学学 号号: : 姓姓 名名: : 完成日期完成日期: : 20082008 年年 6 6 月月 22 22 日日 2 摘摘 要要： 本次八路彩灯电路的制作主要采用 74LS194 芯片接成扭环形结构的移位 寄存器来实现，通过 555 定时电路组成多谢振荡电路。整个电路主要由移位寄存 器、控制电路、脉冲发生器构成 8 个彩灯的循环控制，并且
2、可以组成多种花型。 关键词：关键词： 控制 、循环 、555 定时电路 一、设计内容与设计要求 1.设计目的 学会将一个实际情况抽象为逻辑电路的逻辑状态的方法。 掌握计数、译码、显示综合电路的设计与调试方法。 掌握实际输出电路不同要求的实现方法。 2.设计任务 八路彩示系统，该系统实现以下功能： 八路彩灯从左向右逐次渐亮，间隔为 1 秒。 八路彩灯从右向左逐次渐灭，间隔为 1 秒。 八路彩灯同时亮，时间为 0.5 秒，然后同时变暗，时间为 0.5 秒，反复 4 次。 3.设计要求 确定总体设计方案画出总方框图，确定各单元电路的功能，进行单元电路的设计，画出逻 辑图。 选择元器件型号。 画出总逻
3、辑图和装配图，并在实验板上组装电路。 进行电路调试，使其达到设计要求。 写出总结报告。 4.参考器件 555 定时器、计数器、双向移位寄存器、显示译码管、数码显示管、发光二极管及一些门 电路等。 二、总体设计思路 根据课程设计课题要求，要实现本系统，需要设计时钟脉冲产生电路，循环控制电路和 彩灯花样输出电路。时钟脉冲产生电路由 74LS163 分频实现，循环控制电路由 74LS163 和 74LS10 实现，彩灯花样输出电路由 74LS194 和相关逻辑电路实现。 三、总体设计原理 1.基本原理 由设计要求出发可知彩灯的三个节拍可以用移位寄存器 74LS194 实现，通过控制 S0 和 3 S
4、1 实现右移、左移和送数，通过控制 CLR控制清零。第一节拍为 1 右移，第二节拍为 0 左移，第三节拍全亮为置数 1，全灭为清零。由于程序循环一次要 20 秒，故需要一个 20 进 制的计数器控制循环。 第三节拍时要求 1 秒内全灭全亮各一次， 故脉冲信号频率比先前两节 拍时脉冲频率要快一倍，而且要以相同频率控制 CLR 。可以用一个 16 进制计数器产生脉冲 信号，一路送到控制 20 进制的计数器，一路经逻辑电路送到移位寄存器。 2.设计框图 图 1 3.总逻辑电路原理图 移位计数器74LS194 20 进制循环控制器 多 谐 振 荡 器 彩 灯 显 示 输 出 16 进制分频计数器 4
5、U1 74163N QA 14 QB 13 QC 12 QD 11 RCO 15 A 3 B 4 C 5 D 6 ENP 7 ENT 10 LOAD 9 CLR 1 CLK 2 U2 74163N QA 14 QB 13 QC 12 QD 11 RCO 15 A 3 B 4 C 5 D 6 ENP 7 ENT 10 LOAD 9 CLR 1 CLK 2 U4 74194N A 3 B 4 C 5 D 6 SL 7 QA 15 QB 14 QC 13 QD 12 SR 2 CLR 1 S0 9 S1 10 CLK 11 U5 74LS04N 1A 1Y 2A 2Y 3A 3Y GND 4Y 4A
6、 5Y 5A 6Y 6A VCC U6 74LS09N 1A 1B 1Y 2A 2B 2Y GND 3Y 3A 3B 4Y 4A 4B VCC U7 74LS32N 1A 1B 1Y 2A 2B 2Y GND 3Y 3A 3B 4Y 4A 4B VCC VCC 5V VCC 5V GND GND 2 X1 2.5 V X2 2.5 V X3 2.5 V X4 2.5 V 12 13 14 16 17 5 GND GND U10 74194N A 3 B 4 C 5 D 6 SL 7 QA 15 QB 14 QC 13 QD 12 SR 2 CLR 1 S0 9 S1 10 CLK 11 X5 2.5 V X6 2.5 V X7 2.5 V X8 2.5 V GND 11 10 2324 X9 2.5 V X10 2.5 V 20 21 U3 74163N QA 14 QB
