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1、、设计要求1. 以8或10个指示灯作为显示器件， 能自动的从左到右、 从右到左自动的依次 被点亮，如此周而复始，不断循环。2打开电源时控制器可自动清零，每个指示灯被点亮的时间相同约为0.5S2S范围内。3用计算机画出设计电路图，进行仿真分析验证其正确性。 4写设计说明书一份（画总原理框图以及说明主要工作原理，单元电路的设计 和元器件的选择，画出完整的电路图和元器件明细表，收获、体会及建议）二、设计的作用，目的1. 作用利用控制电路可使彩灯 （例如霓虹灯） 按一定的规律不断的改变状态， 不仅 可获得良好的观赏效果，且可以省电（与彩灯全亮相比） 。2. 目的用NE555芯片，74LS151芯片,7
2、4LS163芯片,74LS194,以及一些逻辑门芯片 完成彩灯控制器。三、设计的具体实现1 系统概述接通电源时， 555占空比可调振荡器产生 1s 单位的脉冲，脉冲送到下一个 模块74LS151计数器，目的实现模5计数器，达到每五秒生成一个脉冲输向下一 个芯片74LS194移位寄存器以及计数器74LS163进而彩灯在脉冲的作用下依次 点亮，并实现循环，完成实验要求。2. 总体思路先用555定时器用来生成1s标准单位cp脉冲，把脉冲给计数器74LS151,通过74LS151形成模5加法计数器，再将74LS151输出信号供给74LS194移位寄 存器输入端，Q o，Q，Q和Q接彩灯然后连接几个逻辑
3、门，把 74LS194接成环形 计数器。就能实现基本电路要求。3. 方案设计总体电路共分三大块。 第一块实现时钟信号的产生； 第二块实现灯亮灭情况 的演示；第三块实现灯亮灭的控制及节拍控制3.1单元模块的设计与组成1.占空比可调振荡器555集成电路是8脚封装，双列直插型，如图1(A)所示，按输入输出的排列 可看成如图1(B)所示。其中6脚称阈值端(TH)，是上比较器的输入；2脚称触发 端(TR)，是下比较器的输入；3脚是输出端(Vo)，它有O和1两种状态，由输入 端所加的电平决定；7脚是放电端(DIS)，它是内部放电管的输出，有悬空和接 地两种状态，也是由输入端的状态决定；4脚是复位端(MR)
4、，加上低电平时可使 输出为低电平；5脚是控制电压端(Vc),可用它改变上下触发电平值；8脚是电源 端，1脚是地端。4.7 k Ohmm m冏Vcc Vo VH VCO ）CB555GND VD Vo RdLj U1 10图 1（ A）第沪気IM DBOUT TURK3 GUH001 uFHF4.7 uFy150 k Ohm*wv_把它接成占空比可调振荡器VCC=,RA=714,RB=714,C=1uf实现单位1s的脉冲cp,将它输出的脉冲加到74LS151的cp端2.脉冲设计电路74LS161目的实现模5计数器，达到每五秒生成一个脉冲输向下一个芯片uata inpu rsDAI A Sf 1
5、EC T11%141312111O9, *一23斗567I3VCC 04D5D7ABCD3 03O1 DOYW STROBE GNDDATA INPUTSOUTPUTSG图2实现模5计数器，用它的后五个状态，把 D0D1D2D3预置到1011端，0C与通过 非门于LD相连，CO端输出到下一个芯片74LS194的cp端。3. 移位寄存设计电路74LS194目的：用其输出端对三个彩灯分别进行循环循环控制151 “I13)12| Ll| 101dV Li、iQo Ql Q2 (J3 CP Si1 SuCC 401 94(74LS1941ChS D3 Di D2 Ds SlVs*3I45|引7|8I把
6、CR接高电平，SR接到Q3端，实现环形计数器，D0D1D2D3预置1000,SL置空,Qo接红灯Qi接黄灯Q2和Q3通过一个或非门接一个绿灯，CP接上一个芯片来的脉冲，要实现开启电路时红灯亮，还要向电路送数，Qo Qi Q2 Q3通过同或门接到Si端，So接高电平，当开启电源时，Qo Qi Q2 Q3通过同或门向Si端 输入高电平，达到Si So都为高电平，这样就像芯片送数 iooo,红灯亮，这是 Qo Qi Q2 Q3通过同或门向 Si送低电平，这时芯片就会 iooo-oioo- ooi oooi iooo oioo ooio oooi实行循环，这样三个灯就会在 5s为单位的脉冲 控制下依次
7、点亮并循环。4主要芯片介绍i.555定时器如图4为555计时器的引脚图，以及内部构造图图4m m rn ijiV 1Vcc32 Vcc3H导通L 1Vcc3 2Vcc3H原状态1 一Vcc3XH截止HXXL导通L2.数据选择器74LS15174LS151为互补输出的8选1数据选择器，弓I脚排列如图所示，功能见表VCc h k k h 6目 | 2| 口| | 4 | | 5| | E|78l3 l2 lZ 7 F GND选择控制端(地址端)为 CA，按二进制译码，从8个输入数据DOD7中，选择一个需要的数据送到输出端 丫，G为使能端，低电平有效。(1) 使能端G= 1时，不论CA状态如何，均无
8、输出(丫 = 0, W = 1)，多路开关被禁止。838电子(2) 使能端G = 0时，多路开关正常工作，根据地址码 C、B、A的状态选择D0D7中某一个通道的数据输送到输出端 丫。女口： CBA = 000,则选择D0数据到输出端，即丫 = D0。女口： CBA = 001，则选择D1数据到输出端，即丫 = D1，其余类推1输入P输出数据选择选通YCBAGXXXHLHLLLLDODOLLHLD1DILHLLD2D2LHHLD3D3HLLLD4D4HLHLD5DSHHLLD6D6HHHLD7D7构成16以内的任意进制加法计数器：用S0, S1, S2，SMSN表示输入0,1, 2,，N个计数脉
9、冲CP时计数器的状态。SM可以为S0,但需小于SN。对于异步置数：在输入第 N个计数脉冲CP后，通过控制电路，利用状态 SN产生一个有效置数信号，送给异步置数端，使计数器立刻返回到初始的预置 数状态SM，即实现了 SMSN-1计数。对于同步置数：在输入第N 1个计数脉冲CP时，利用状态SN-1产生一个 有效置数信号，送给同步置数控制端，等到输入第 N个计数脉冲CP时，计数器 返回到初始的预置数状态 SM，从而实现SMSN-1计数。3.计数器74LS16374LS163是常用的四位二进制可预置的同步加法计数器，他可以灵活的运用在各种数字电路，以及单片机系统种实现分频器等很多重要的功能。引脚图如下
10、：丫匹 TC 0() Q Q2CET PE冋而冋冋冋冋冋両Ld#R2CP34p0p15 巴67Pj CEI2 n GND如图6管脚图介绍：时钟CP和四个数据输入端P0P3 清零 /MR使能CEP，CET置数PE数据输出端Q0Q3以及进位输出 TC. (TC=Q0 Q1 Q2 Q3 CET输入输出CP5EPETd2巧。QsQiQiGd0XXXXXX00o01T0XXDcBADcBA1T10XXXXXQ：QiQiQo1T1X0XXXXQmQiQiQo1T111XXXX状态码加1从74LS163功能表功能表中可以知道，当清零端CR=“0”，计数器输出Q3、Q2、Q1、Q0立即为全“0”，这个时候为异
11、步复位功能。当CR= “ 1”且LD= “0” 时，在CP信号上升沿作用后，74LS163输出端Q3、Q2、Q1、Q0的状态分别与 并行数据输入端D3，D2, D1，DO的状态一样，为同步置数功能。而只有当CR=LD=EP=ET二“ 1”、CP脉冲上升沿作用后，计数器加1。74LS163还有一个 进位输出端CO,其逻辑关系是CO= Q0 Q1 Q2 Q3 CET。合理应用计数器 的清零功能和置数功能，一片74LS163可以组成16进制以下的任意进制分频器。4. 移位寄存器74LS19474LS194是四位通用移存器，具有左移、右移、并行置数、保持、清除等多种功 能，其内部结构与逻辑符号分别如图 7所示，功能表如表7-所示。Its I 15| 1* I 13丨 1引 I d iO I g|Vno Qo QIQs CP Si SoJCC 40 1 9 4(74 LS 1 94)Ck Sr Do DiTJa Si Vss2I 3| 4| 5| e| I图774LS194功能表字号寸耳令控刮莒号时會串行输入井行输入TFMlMOCP%DODI10XXXXXXX21XX0XXXX3111tXX
