霹雳灯课程设计报告

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1、 数字逻辑设计语言数字逻辑设计语言课程设计报告课程设计报告 题目：题目： 霹雳灯霹雳灯 专业：专业： 计算机科学与技术计算机科学与技术 班级：班级： 10011001 班班 学号：学号： 姓名：姓名： 指导教师：指导教师： 完成日期：完成日期：20132013 年年 3 3 月月 30 日日 一、课程设计目的一、课程设计目的 通过本课程设计，能够综合运用所学理论知识，拓宽知识面，系统地 进行电子电路的工程实践训练，培养工程师的基本技能， 提高分析问 题和解决问题的能力。 二、二、课程设计内容课程设计内容 1. 设计任务和要求： 设计一个四路霹雳灯控制器,设计要求如下： LED 灯的状态可以按指

2、定数据（如 0011 或 1110 等数字）设置。 设置启动开关。 延迟一定时间后，灯开始右移，到达右侧后再左移，使 LED 灯在左 右移动变化。 （1） 接通电源后，霹雳灯可以自动按预先设置的程序循环闪烁。 （2） 设置的霹雳灯花型由三个节拍组成：第一节拍：四路霹雳灯从 左向右逐次渐亮，灯亮时间 1s，共用 4s；第二节拍：四路霹雳灯从 右向左逐次渐灭，也需 4s； 第三节拍：四路霹雳灯同时亮 0.5s,然后 同时变暗,进行 4 次,所需时间也为 4s。 （3）三个节拍完成一个循环，一共需要 12s。一次循环之后重复进行 闪烁。 2. 设计分析 四路霹雳灯既有四路输出，设依次为 Qd、Qc、

3、Qb、 Qa，若“1” 表示灯亮， “0”表示灯灭，由课题要求可知四路霹雳灯显示系统要求 如下表 1 所示的输出显示。 表：四路霹雳灯输出显示 输 出 所 用 时 间 Qd Qc Qb Qa 霹雳灯初态 0 0 0 0 从左至右逐次渐亮 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1s 1s 1s 1s 从右至左逐次渐灭 1 1 1 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1s 1s 1s 1s 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.

4、5s 0.5s 0.5s 0.5s 0.5s 0.5s 0.5s 0 0 0 0 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，完成霹雳灯渐亮、渐灭、同时亮、同时灭等功能。 三、三、课程设计要求课程设计要求 本课程设计分为实际设计与虚拟仿真两个环节。 实际设计应使学生学会电子系统设计的基本设计方法，包括：方案的 选择、框图的绘制、单元电路的设计、元器件的选择等方面。 虚拟仿真环节应使学生学会使用电路仿真分析软件（Multisim）在计 算机上进行电路设计与分析的方法。 要求学生所

5、选课题必须在计算机 上通过虚拟设计确定设计方案，通过虚拟仿真建立系统， 完成设计要 求。 四、四、 仿真仿真 下图为四路霹雳灯显示的一种简易实现电路。该电路选用同步十六进制计数器 74LS161 实现模 12 分频及节拍控制， 用 4 位双向移位寄存器 74LS194 实现霹雳 灯的渐亮、渐灭功能。 （实现电路如下） 74161 的输出为 Q0Q1Q2Q3； ；74194 的输出为 QAQBQCQD；四路霹雳灯的输出为 QaQbQcQd。 74194 的工作方式控制端 M1=Q3+Q2， M0=Q3+Q2。 在第一节拍中， M1M0=01， 74194 实现右移功能， 即在时钟脉冲作用下， 把

6、 DSR=1 逐次移进； 在第二节拍中， M1M0=10， 74194 实现左移功能，即在时钟脉冲作用下，把 DSR=0 逐次反方向移进。由于前两个节拍 中 Q3=0，门 G 关闭，输出为 0，因此四路霹雳灯的输出 QaQbQcQd=QAQBQCQD。在第三 节拍中，M1M0=10，74194 仍然左移，QAQBQCQD 一直保持为 0000。此时 Q3=1，门 G 打 开，时钟脉冲 CP 同时加到四个输出端 QaQbQcQd 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 QaQbQcQd 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，实现四路霹雳灯循