四路彩灯实验报告

《电子工艺与数字逻辑》

课程设计报告

实验地点   实验楼4-18 、3-11     

专  业     计算机科学与技术   

年  级   2010级 科技1班       

姓  名                           

学  号                              

指导教师                                 

实验时间   2012-2-27 —2012-6-18  

1设计任务书

1.1设计题目：

 四路彩灯控制器。

1.2设计任务：

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）三个节拍完成一个循环，一共需要12s。一次循环之后重复进行闪烁。

2 设计

2.1设计软件环境要求

 Windows  200，EWB软件

2.2设计思路

四路彩灯工作过程

用四个发光二极管来替代四个彩灯，设依次为      设“1”表示灯亮，“0”表示灯灭，由要求列出状态表

表1  四路彩灯输出显示

至于控制发光二级管的状态可以用通用移位寄存器74LS194，因为它具有禁止、右移、左移和并行置数四种功能，所以74LS194能实现第一、二、三节拍的功能。它具有四个并行输入端A、B、C、D和与之对应的四个并行输出端QA,QB,QC,QD，右移输入端SR，左移输入端SL和模式控制输入端S1，S0，以及一个无条件直接清除端CLR。当S1S0=01（右移），S1S0=10（左移），S1S0=11（并行置数）。

脉冲源采用秒脉冲发生器，用以提供频率为1Hz的时钟信号.    

2.4各单元电路的设计

2.4.1模12计数器74LS163设计

模12计数器74LS163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。大致电路图如下：

由一个74LS163、一个与门和一个与非门组成，这图用的是反馈置数法，当输出端QD,QC,QB,QA为1011时，LOAD’端接收到低电平0，此时74LS163输出端就重新回到了0000状态。当然还可以用反馈清零法，既是将与非门的输出端接在CLR’端口，输出端QD,QC,QB,QA为1011时，将CLR置零，输出端为0000。这样一次循环就完成。

2.4.2通用移位寄存器74LS194控制四个彩灯

通用移位寄存器74LS194控制四个彩灯连接如下：

在第一节拍中，S1S0=01，74194实现右移功能，即在时钟脉冲作用下，把逐次移进；在第二节拍中，S1S0=10，74194实现左移功能，即在时钟脉冲作用下，把逐次反方向移进。

2.5EWB仿真电路图

由于前两个节拍中，门G关闭，输出为0，因此四路彩灯的输出。在第三节拍中，，74194仍然左移，一直保持为0000。此时，门G打开，时钟脉冲CP同时加到四个输出端，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，实现四路彩灯循环显示。

3实现

3.1器件清单

HD74LS161AP  1个，CD74HC194E  1个，HD74LS32P  2个，HD74LS04P  1个，HD74LS00P  1个，HD74LS08P  1个，导线若干。

3.2实物电路图

第一个节拍（部分图片）：

第二个节拍（部分图片）：

第三个节拍（部分图片）：

3.3结果

由于前两个节拍中，门G关闭，输出为0，因此四路彩灯的输出。在第三节拍中，，74194仍然左移，一直保持为0000。此时，门G打开，时钟脉冲CP同时加到四个输出端，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，实现四路彩灯循环显示。

4实验总结

回想起当初的努力真是感慨万千。记得刚开始接手课题时，完全不知道怎样下手，简直就是一筹莫展，后来经过自己查找资料和与小组成员讨论，终于对四路彩灯有了初步的了解与认识。通过此次课题设计，使我更加的了解74LS191和74LS163，并且加深了对模12计数器认识，学会了怎样连接反馈置数法和反馈清零法。并且用EWB仿真软件进行测试，经过多次的试验，最终达到了课题设计的要求。

5参考文献

1.《电子技术基础数字部分》第五版） 主编：康光华  高等教育出版社。

2.《电子电路设计与制作》 主编：梅开乡 梅军进   北京理工大学出版社。