彩灯控制器电路设计

内蒙古师范大学计算机与信息工程学院

数字逻辑与数字系统》课程设计报告

题目：彩灯控制器电路设计

计算机与信息工程学院 2006级IT(7)班 齐文涛 200618024

指导教师 郭改枝 副教授

摘要 本文介绍了8路彩灯控制电路即流水灯的功能实现. 分别利用JK 触发器, 计数器74LS194,74LS161以及非门,4与非门等芯片实现彩灯电路的功能。

关键词 彩灯控制设计电路；移位寄存器 电路板 芯片若干

1. 设计任务及主要技术指标和要求：

1要求设计一个能够控制八路彩灯的逻辑电路。 2 要求彩灯组成二种花型，花型可以自己设置。

例如：花型Ⅰ——由中间到两边对称性依次亮，全亮后仍由中间向两边依 次灭。

花型Ⅱ——8路灯分两半，从左自右顺次亮，再顺次灭。

3 要求两种花型交替出现。

4两种花型的交替显示间隔0.5s,1s 可调。

2. 实验目的：

1． 进一步掌握数字电路课程所学的理论知识。

2． 了解数字电路设计的基本思想和方法，学会科学分析和解决问题。 3． 熟悉几种常用集成数字芯片，并掌握其工作原理，进一步学会使用其进

行电路设计。

4. 培养认真严谨的工作作风和实事求是的工作态度。

3. 工作原理：

设计本次数字电路首先根据课本芯片知识, 然后结合实验电路的要求选择合适的芯片. 总体电路可分为2部分:控制部分和显示部这次数字电路利用74LS161计数器送数给JK 触发器, 然后利用JK 出发器的延时作用改变CP 使得74LS194移位寄存器的左移右移. 同时利用74LS161的Qcc 使得JK 触发器与一位寄存器的CR 自动清零复位. 最终在74LS194的输出端显示出花型, 并控制等的亮与灭的方式, 得到两种或两种以上的滑行交替现象. 花型周期为8个循环周期. 花型符合题目要求。

图一 整体设计框图

4. 电路总体说明

根据本次实验设计电路图如下：

图二 彩灯控制电路图

表一 具体工作关系

如电路设计图I 所示，74161二进制计数器产生16个二进制信号，74161二进制计数器输出端Q 3控制2枚74194移位寄存器的S1和S2端对SR 与SL 收到的信号进行移位计算，输出端Q 2对2枚74194移位寄存器的SR 和SL 端传递信号。表一为74161二进制计数器输出端和2枚74194移位寄存器的S1和S2移位控制端的状态转换表。当Q 3和Q 2的输出信号为00时，彩灯的花型为从中间到两边依次点亮，当Q 3和Q 2的输出信号为01时，彩灯的花型为从中间到两边依次熄灭，当Q 3和Q 2的输出信号为10时，彩灯的花型为从中间到两边依次

点亮，当Q 3和Q 2的输出信号为11时，彩灯的花型为从中间到两边依次熄灭，74161二进制计数器计数清零时为循环的一个周期。这样就形成了彩灯从中间到两边依次点亮，依次熄灭，从两边到中间依次点亮，依次熄灭的花型。

5. 设计所用器材（所需的元件）

74LS161（四位二进制同步计数器） 1个，74LS194（移位寄存器） 2个，74LS76 1个，74LS20（双四输入与非门） 1个，74LS04（六非门） 1个，实验板一个，万用表一个，导线若干。

6. 小结(通过课程设计收获和心得)

课程设计刚开始，拿着选定的题目不知如何入手。毕竟课程设计不同于实验课，电路图都要自己设计。静下心来，仔细分析题目，再加上指导老师的说明与提示，心中才有了谱。将整个系统根据不同的功能化分成模块，再分别进行设计，逐个攻破，最后再将其整合即可。

在设计过程中，既有用过的芯片，又有没用过的，只能自己查表，分析功能。即学即用。最后调试阶段，哪怕一个小小的错误也会使结果出不来。只好细心地查，冷静地测。

通过这次课程设计，使我受益颇多。既巩固了课堂上学到的理论知识，又掌握了常用集成电路芯片的使用。在此基础上学习了数字系统设计的基本思想和方法，学会了科学地分析实际问题，通过查资料、分析资料及请教老师和同学等多种途径，独立解决问题。同时，也培养了我认真严谨的工作作风。

在这里我同时要感谢耐心指导我们实验的郭改枝老师，是她引导我们进入数

字逻辑实验的殿堂，让我对这门课程产生浓厚的兴趣，同时也是她教会我们如何从不会到会，在三周的时间里使我受益匪浅。

7. 参考文献：

（1）王永军，李景华主编. 数字逻辑与数字系统（第3版）. 北京：电子工业出版社，2006.

（2）(加)Stephen Brown;Zvonko Vranesic 主编. 数字逻辑基础与Verilog 设计(原书第2版) 机械工业出版社 2007年

（3）Niklans Wirth 著. 数字电路设计，高等教育出版社，2002年

（4）蒋 璇、臧春华 编著. 数字系统设计基础与PLD 应用技术，电子工业出版社，2001年

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