1、按一定规律改变彩灯的输入电平值，即可按预设规律显示一定的花型。因此彩灯控制电路需要一个能够按一定规律输出不同高低电平编码信号的编码发生器，同时还需要编码发生器所要求的时序信号和控制信号。控制电路是移存型彩灯控制器的关键，它可分为两部分：一是移存器工作方式控制，二是节拍信号控制。综上所述，多路彩灯控制器应由定时电路，节拍控制电路，编码发生器电路和花型演示电路四部分组成。其结构框图如下：花型演示电路 编码发生器电路节拍控制电路 定时电路这种设计方法可以分块设计，逐个模块分开设计，各单元仅实现一种功能，使电路实现模块化，易于检查电路，对组装时的排错和调试提供方便。（2）花型设计 此次实验中我设计的三
2、种花型为：1从左到右依次亮，再从左到右依次灭。2从右到左依次亮，再从右到左依次灭。3从中间向两边亮，再从中间向两边灭。三种花型的具体编码如下表所示：序号 花型一 花型二 花型三 0 000000001 10000000 00000001 00011000 2 11000000 00000011 00111100 3 11100000 00000111 01111110 4 11110000 00001111 11111111 5 11111000 00011111 6 11111100 00111111 7 11111110 01111111 8 9 11100111 10 11000011
3、11 10000001 12 1300000000 14 15 16（3）所用器件： 74LS04（六非门） 1片 74LS08（四二输入与门） 2片 74LS32（四二输入或门） 1片 74LS161（4位二进制同步计数器） 2片 74LS194 （双向移位寄存器） 2片74LS74（双上升沿D触发器） 1片 555定时器 1片四单元电路的设计（1）花型演示电路 由两片双向移位寄存器74LS194级联实现，将八个发光二极管分别连接到74LS194的各个对应输出端口上。当输出端口的值为高电平时灯显示亮，当为低电平时灯显示灭，各种花型通过灯的亮灭可观察出来。（2）编码发生器电路 由于是八路彩灯，
4、每片74LS194有四个输出端口，因此需要两片74LS194级联。观察花型可发现：第一种花型前八个CP脉冲需要74LS194执行右移1，后八个CP脉冲需要74LS194执行右移0；第二种花型前八个CP脉冲需要74LS194执行左移1，后八个CP脉冲需要74LS194执行左移0；第三种花型前八个CP脉冲需要第一片74LS194执行左移1，第二片74LS194执行右移1，后八个CP脉冲需要第一片74LS194执行左移0，第二片74LS194执行右移0。即左右移与输入数不确定，因此需要计数器（这里用74LS161）来控制。由观察可知每八个CP脉冲后左右移或输入数改变一次，而共有48种状态。因此需要两
5、片74LS161进行级联。低位片设置为模8计数器，高位片为模6计数器，低位片循环一次，高位片执行一次记数功能。这样通过计数器高位片的输出来控制每次74LS194左移串行数据输入端Dsl、右移串行数据输入端Dsr、工作方式控制端S0、S1的输入。根据移位寄存器S0，S1，SR，SL的特性以及计数器74LS161第二片Q0，Q1，Q2的输出，可以列出如下真值表（其中Q4为74LS161高位片的Q0，Q3为74LS161低位片的Q3）：Q2 Q1 Q0S10 S1R S1LS20 S2R S2L0 0 01 1 X1 Q3 X0 0 11 0 X0 1 00 X Q40 X 10 1 10 X Q4
6、0 X 01 0 00 X 11 1 X 1 0 10 X 01 0 X根据真值表列出卡诺图00011110 1 XS10= XS20= 1S1R= Q4S1L=+ Q3XS2R= S2L=以上这些根据卡诺图得到的等式就是控制电路的核心部分，根据这些等式正确的连接到移位寄存器74LS194的相应端子上就可实现彩灯的要求。（3）节拍控制电路我设计的有两种节拍，灯亮为一种节拍，灯灭为一种节拍。观察上面的真值表可知，当高位片74LS161的Q0为1时灯均为灭，为0时灯均为亮。因此可利用Q0来控制两种节拍。此电路即为选频。该电路由74LS74实现，经过74LS74后可实现二分频，然后再通过将74LS7
7、4的输出与高位片74LS161的Q0经过一些门电路实现选频。下图为分频后得到的两种cp脉冲：（4）定时电路 使用555定时器构成多谐振荡器。该电路由一片555，两个电阻和两个电容组成。 电容：4.7UF和0.01UF 电阻：150K和4.7K 时钟信号频率为:f=1/T=1/0.7（R1+2R2）C=1HZ电路图如下五画总体电路图（用163芯片代替161芯片），如下所示：六电路组装完成后，实际测量的各个单元电路的输入、输出信号波形。七电路组装、调试过程中发生的问题及解决的方法。刚开始动手连接时由于急于求成，没有太多注意连接要求，在只连完两个模块后就出现了许多跳线，并且非常不美观，因此不得不拆了
8、重新连接。由于要求电路连接过程尽量不要跳线，多用短线，实验板简单整洁，因此这次进行连接电路之前，我首先对芯片在电路板上的布局做好详细的规划。再连接电路时，我使用的是模块化连接测试，即一个模块一个模块地连接，连接完成一个测试一个模块，这样不会使在连接好整个电路以后出现的错误难以检查。在连接电路时，各个模块测试正确，连接成整体电路以后却发现出现的花型不对，经仔细检查，发现由于粗心连错了一根线，重新连接后，输出花型还是不正确。实在检查不出错误，就在一点点的试验摸索。意外发现在555定时器的输出脚和高外片74LS161的Q0处分别插上发光二极管，花型完全正确，并且如果只插任意一个，均不能实现。虽然连接
9、成功实现了设计要求，但我只知道发光二极管在在导通时电阻很小，截止时电阻很大，对于为什么插上后就可实现我非常不解。在交板子时我请教了老师，老师说或许是起了分压或分流作用。于是用万用表测试555定时器的输出脚和高外片74LS161的Q0脚的输出高电平，发现均高于正常输出高电平3.6V。因此可知发光二极管正是起了分压的作用。八分析和总结。 这此课程设计我学到了很多东西。以往我们在课堂上学的只是理论知识，并没很好的在实践中得到运用，通过这次课程设计，我充分将数电课上学到的知识运用到实践中，与此同时，我更加熟悉掌握了一些平时容易遗忘的知识，也使这些知识得到更好的巩固。实习中感觉书本和实践还是有较大的差异
10、，有时候在理论上得以实现但在实际中却较难实现。这就需要考验你的实际动手能力。像我这次在设计彩灯过程中检查出来的不能实现的原因就是很明显的例子。在连接实验板过程中遇到了很多问题，这更加培养了我的实际动手能力与检查、排除错误的能力。老师的认真耐心指导，是我这次顺利设计和完成任务的必不可少的部分。以前在平时做各种实验时，每次遇到问题，我都手忙脚乱不知所措，而在这次实习遇到问题，我则不慌不乱，认真检查错误直至解决。因此在实习中，我也学会了正确对待挫折，解决遇到的问题。 这次课程设计，我有很大的收获。我觉得课程设计为我们提供了很好的锻炼自己各项能力的机会，无论对我们的现在还是将来都很有帮助。九参考文献。
11、（1）数字电路逻辑设计（第三版）王毓银主编（2）数字电路实验指导书 张亚婷 王利 杨乐 周丽娟 郭华编（3）网上资料。十.过程考核表和成绩鉴定表西安邮电学院通信系电子设计过程考核表班级/学号通工0502/03051099承担任务实验室（单位）3#实验楼536所在部门电信系实施时间2007年 12月 10日 2007年 12月 21日具体内容第一周周一 老师讲解实习内容、要求及基本原理周二、三 验证性实验正计数器周四、五 设计性实验多路彩灯第二周周一 、二 设计性实验多路彩灯周三 、四 写实验报告周五 交实验报告指导教师（师傅）姓名 薛延侠职务或职称 讲师指导教师（师傅）对学生的评价学习态度 认
12、真 一般 不认真学习纪律 全勤 偶尔缺勤 经常缺勤实践能力 很强 一般 较差指导教师（师傅）对学生专业知识或社会实践能力等情况的意见指导教师（师傅）签字 年 月 日 西安邮电学院通信系电子设计成绩鉴定表李梅进行时间2007年 12月 10日 2007年 12月 21日成绩鉴定学习内容（20分）与教学任务计划结合程度（10分）与专业培养结合程度（6分）其它（4分）接受单位评价（20分）实践能力（10分）学习态度（6分）学习纪律（4分）报告鉴定（60分） 报告内容与实践过程紧密结合（15分）报告内容与教学计划内容紧密结合（15分）报告质量（主题、结构、观点、逻辑、资料、字数 30分）评阅教师姓名职称成绩评语 评阅教师签字
