1、 数字电路逻辑设计数字电路逻辑设计 课课 程程 设设 计计 设计题目：设计题目： 专业班级：专业班级： 姓姓 名：名： 学学 号：号： 设计课题：设计课题：四路彩灯显示系统设计四路彩灯显示系统设计 1. 设计任务设计任务和要求和要求 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 4s。 （3）三个节拍完成一个
2、循环，一共需要 12s。一次循环之后重复进行闪烁。 2. 设计分析设计分析 四路彩灯既有四路输出，设依次为 d Q 、 c Q 、 b Q 、 a Q ，若“1”表示灯亮， “0” 表示灯灭， 由课题要求可知四路彩灯显示系统要求如下表 1 所示的输出显示。 表表 1 1 四路彩灯输出显示四路彩灯输出显示 说 明 输 出 所用时间 d Q c Q b Q a Q 开机初态 0 0 0 0 第一节拍 逐次渐亮 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1s 1s 1s 1s 第二节拍 逆序渐灭 1 1 1 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1s 1s 1s
3、1s 第三节拍 同时亮 0.5s，然 后同时灭 0.5s， 进 行四次 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0.5s 0.5s 0.5s 0.5s 0.5s 0.5s 0.5s 0.5s 由上表可知，需要一个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。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。 分频及节拍控制可以用一个模 12 计数器来完成；彩灯渐亮、渐灭可以用器件 的左移、右移功能来实现，因此可选用移位寄存器 74
4、194 来完成。同时亮 0.5s、 同时灭 0.5s 可考虑把 1Hz的秒脉冲信号直接加到输出显示端来完成。 综上所述，要完成四路彩灯显示功能需要有分频器、节拍控制器、节拍程序 执行器及脉冲源等电路。 记第一，二，三节拍分别为 012 Y Y Y有效时间应为 4 秒， 0 Y结束 1 Y马上开始， 1 Y 后 2 Y马上开始，如此循环不断。为此可考虑采用移位寄存器构成的移位型控制器。 由于有三个状态，因此需要用三个触发器对现时状态进行记忆，为使各状态的有 效时间间隔为 4 秒，则驱动该移位控制器动作时钟周期应为 4 秒。应在开机瞬间， 使移位型控制器的状态被确定下来，即 012 Y Y Y节拍应为 100，可控制输入信号使触 发器置位、复位来实现。 为实现 0 Y功能要求器件具有右移功能，为实现 1 Y功能要求器件有左移功能； 而且左、右移输入可为“0”也可为“1” ；为实现 2 Y 功能，要求器件同时具有并行 置数功能
