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内蒙古师范大学计算机与信息工程学院 《数字系统综合课程设计》 课程设计报告 实习题目 指导教师 职 称 学生姓名 学 号 日 期 设计题目 彩灯控制器电路设计 指导教师 戚桂美 职称 讲师 姓 名 学 号 日 期  彩灯控制器电路设计 计算机与信息工程学院 11级师范蒙班 乌云塔那 20112102840 指导教师 戚桂美 讲师 摘要 用移位寄存器为核心元件，设计一个8路彩灯控制器。用寄存器的每一位控制一组灯。由于寄存器具有不同的状态，寄存器的状态不断地循环变化，就会形成动人的灯光循环。 关键词 ：移位寄存器；8路彩灯控制器； 1.设计任务和要求 1．1 要求设计一个能够控制八路彩灯的逻辑电路。 1．2 要求彩灯组成二种花型。花型可以自己设置。 花型Ⅰ——8路灯分两半，一半从左自右顺次亮，再顺次灭。一半从右自左顺次亮，再顺次灭。 花型Ⅱ——8路灯分两半，从右自左顺次亮，再顺次灭。 1.3 要求两种花型交替出现。 2.工作原理分析 要想实现两种花型的8路彩灯控制器时需要两片移位寄存器74LS194和一片十六进制计数器74LS161，其中通过移位寄存器74LS194的SL,SR,S1,S0端和十六进制计数器74LS161的输出端之间的某种逻辑关系来实现不同的花型，每种花型的周期为8，两种花型的周期为16，正好有16种状态，所以我们可以用十六进制计数器74LS161来实现两种花型的交替演示。 从实验箱出来的脉冲信号分为两路：一路作为计数脉冲送到十六进制计数器74LS161；另一路作为移位时钟脉冲加到移位寄存器74LS194。调节脉冲的频率，即改变彩灯移动的速度，得到不同的动态效果。 3.基本组成 把8路彩灯设计分为几个独立的功能模块进行设计,每一个模块完成特定的功能,再把它们有机的组织起来构成一个系统完成彩灯控制器的设计。系统可由四个模块组成，它们分别是：花型控制电路、开关电路、花型演示电路、脉冲。如图3-1所示： 图3-1模块演示 其中开关电路为实验箱的开关按钮，开了电源后把电压调到5V，脉冲为试验箱上的脉冲，可以连接到手动脉冲，按一次脉冲走一个周期，也可以接到自动脉冲，按规定的周期自动变化。花型控制电路由两片移位寄存器74LS194和一片十六进制计数器74LS161组成，可以通过建立不同的逻辑关系来实现不同的彩灯花型。花型演示电路是指把两片移位寄存器74LS194的输出端连接在试验箱的发光二级管，来实现彩灯的演示。 4.设计步骤及方法 根据彩灯要实现的两种花型,可以得出16种状态，16种状态产生的码，如表4-1所示： 表4-1花型编码表 编号 花型1 花型2 0 1000 0001 1 1100 0011 2 1110 0111 3 1111 1111 4 0111 1110 5 0011 1100 6 0001 1000 7 0000 0000 8 0001 0001 9 0011 0011 10 0111 0111 11 1111 1111 12 1110 1110 13 1100 1100 14 1000 1000 15 0000 0000 由十六进制计数器和移位寄存器的状态可以分析出以下逻辑关系，如表4-2所示： 表4-2逻辑关系表 74LS161的Q3 Q2 Q1 Q0 74LS194(1)的s1s0 SL(SR) 74LS194(2)的s1s0 SR 0000 10 1 01 1 0001 10 1 01 1 0010 10 1 01 1 0011 10 1 01 1 0100 10 0 01 0 0101 10 0 01 0 0110 10 0 01 0 0111 10 0 01 0 1000 01 1 01 1 1001 01 1 01 1 1010 01 1 01 1 1011 01 1 01 1 1100 01 0 01 0 1101 01 0 01 0 1110 01 0 01 0 1111 01 0 01 0 由表4-2分析得：74LS194(1)的s1为74LS161的Q3反 ，74LS194(1)的s0为74LS161的Q3。SL,SR端为74LS161的Q2反，74LS194(2)的s1，s0分别为01。SL,SR端为74LS161的Q2反。 5.电路总体说明 总电路如图5-1所示: 图5-1总电路图 74LS194工作状态如图5-2所示: Rd反 S1 S0 工作状态 0 × × 清零