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《数字电子线路》课程设计 题 目： 学 院： 专 业： 班 级： 班级学号： 姓 名： 指导教师： 完成日期： 2010 年 11 月 1 日 节日彩灯控制电路设计 摘要：彩灯控制器是用来使彩灯按照一定的形式和规律闪亮，起到烘托节日氛围、吸引公众注意力的作用，应用前景较为广泛。彩灯控制器实现方法多种多样，本次设计的这台彩灯控制器主要功能有：（1）可以控制8路彩灯或彩灯串；（2）既可以使彩灯向左移动，也可以使彩灯向右移动，还可以左右交替移动；（3）彩灯起始状态可以预置；（4）移动速度和左右交替速度可调节。 关键词：彩灯控制器 速度可调 市电彩灯 一.设计内容 1．系统设计框图 经过多种设计方案的比较和论证，最终选择了以双向移位寄存器74LS194芯片为核心的设计方法。系统设计框图如下： 图1-1 （1）整个电路系统以双向移位寄存器为核心。 （2）彩灯初值设定为0。 （3）555定时器是多谐振荡电路，为全电路提供脉冲，通过调整充电电容及电阻的大小可以改变脉冲频率，脉冲频率决定彩灯移动的速度。 （4）花样选择电路由74LS161的输出端决定74LS194移位寄存器是移位还是触发，于选择彩灯左移、右移、左右交替移动三种花样。555定时器用于定时的输出高低电平来选择左右交替移动的时间。 （5）彩灯控制电路由发光二极管、限流电阻组成。 2.所用器件 发光二极管八个，74LS194移位寄存器两片，74LS161一片，10uF电容0.01uF电容各一个，74LS04一片，NE555一片，330电阻一个，100K电阻两个。 3．分模块电路原理分析 （1）脉冲产生电路 脉冲产生电路如图1-1 图1-2 脉冲产生电路由555定时器组成，将555芯片的第2脚和第6脚短接，构成多谐振荡电路，这时芯片输出引脚第3脚将输出频率稳定的脉冲信号。脉冲信号的频率可以通过调节充电电容和电阻的大小来改变。电容容值和电阻阻值的大小与输出脉冲周期的关系可以由下式计算得出： T=T充＋T放=0.7（R1＋2R2）C 那么通过调节R2的大小就可以改变输出脉冲的周期及频率。 （2）移位寄存及初值设定电路 移位寄存及初值设定电路如图1-2。 图1-3。 CEP与CET接高电平，pe与mr接低电平，使161正常工作，Q0输出CP的二分频，Q2输出的使八分频，Q3输出的是十六分频。其中，Q0使74LS194移位寄存器触发时ABCD的赋值，Q2是74LS194移位寄存器左移右移时的赋值，Q3是74LS194移位寄存器的控制端，决定74LS194移位寄存器是左移右移还是触发。这里74LS161其计数的作用，所以没有赋初值，使其从0开始，从而电路也得到了一定的简化。 （3）花样选择电路 花样选择电路如图1-4。 如图，八盏彩灯是共阴极接发，由一个电阻做限流电阻，保护电路。在前八个脉冲，由于 Q3一直是低电平，两片74LS194移位寄存器均处在移位状况，这时，161Q0输出的值过了八个脉冲后，Q3由0变成1，，两片74LS194移位寄存器由触发态变为移位状况。上片74LS194移位寄存器左移1，下片74LS194移位寄存器右移1，呈对称分布，彩灯由中间到两边依次变亮的效果；再过四个脉冲后，上片74LS194移位寄存器左移0，下片74LS194移位寄存器右移0，呈现出彩灯由中间到两边依次变暗的效果。在前八个脉冲，由于Q3一直是低电平，两片74LS194移位寄存器均处在触发态，这时，161Q0输出的值直接赋给了74LS194移位寄存器的P0P1P2P3,因为Q0=P0,Q1=P1,Q2=P2,Q3=P3,且非门保证了输入到P1.P3与P2.P0的值一直相反，所以可以在彩灯上看到相应的明暗变化，即为彩灯交替闪烁。当十六个脉冲后，161自动清零，再从头计数，如此往复，不会间断。 图1-4 全电路图如下，如图1-5 如图1-5 Q3 Q2 Q1 Q0 Q3 Q2 Q1 Q0 Q3 Q2 Q1 Q0 0 1