資源描述：
《數(shù)字電路邏輯設(shè)計課程設(shè)計-四路彩燈顯示系統(tǒng)設(shè)計》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、課程名稱：數(shù)字電路邏輯設(shè)計設(shè)計項目：四路彩燈顯示系統(tǒng)設(shè)計專業(yè)班級：通信學(xué)號：學(xué)生姓名：同組人姓名：指導(dǎo)教師：設(shè)計課題：四路彩燈顯示系統(tǒng)設(shè)計一、設(shè)計目的1、熟悉常用中規(guī)模計數(shù)器的邏輯功能。2、掌握技術(shù)、譯碼電路的工作原理及應(yīng)用。3、熟悉移位寄存器的工作原理、典型應(yīng)用和調(diào)試方法。二、設(shè)計任務(wù)與要求設(shè)計一個四路彩燈控制器,設(shè)計要求如下：（1）接通電源后，彩燈可以自動按預(yù)先設(shè)置的程序循環(huán)閃爍。（2）設(shè)置的彩燈花型由三個節(jié)拍組成：第一節(jié)拍：四路彩燈從左向右逐次漸亮，燈亮?xí)r間1s，共用4s；第二節(jié)拍：四路彩燈從右向左逐次漸滅，也需4s
2、；第三節(jié)拍：四路彩燈同時亮0.5s,然后同時變暗,進(jìn)行4次,所需時間也為4s。（3）三個節(jié)拍完成一個循環(huán)，一共需要12s。一次循環(huán)之后重復(fù)進(jìn)行閃爍。三、設(shè)計原理圖(a)四路彩燈控制流程圖四路彩燈即有四路發(fā)光二極管輸出，設(shè)依次為、、、，若用高電平“1”表示燈亮，低電平“0”表示燈滅，由課程設(shè)計要求可知四路彩燈顯示系統(tǒng)有如下表所示的輸出顯示。四路彩燈輸出顯示說明輸出所用時間開機(jī)初態(tài)0000第一節(jié)拍逐次漸亮10001100111011111s1s1s1s第二節(jié)拍逆序漸滅11101100100000001s1s1s1s第三節(jié)拍同時
3、亮0.5s，然后同時滅0.5s，進(jìn)行四次111100001111000011110000111100000.5s0.5s0.5s0.5s0.5s0.5s0.5s0.5s分析可知，要實現(xiàn)上表所示功能，需要一個分頻器起節(jié)拍產(chǎn)生和控制作用，每4s一個節(jié)拍，3個節(jié)拍共12s后反復(fù)循環(huán)。一個節(jié)拍結(jié)束后應(yīng)產(chǎn)生一個信號到節(jié)拍程序執(zhí)行器，完成彩燈漸亮、漸滅、同時亮、同時滅等功能。分頻及節(jié)拍控制可以用同步十六進(jìn)制計數(shù)器74LS161實現(xiàn)模12分頻及節(jié)拍控制；彩燈漸亮、漸滅可以用器件的左移、右移功能來實現(xiàn)，因此可選用移位寄存器74LS194來
4、完成。同時亮0.5s、同時滅0.5s可考慮把1Hz的秒脈沖信號直接加到輸出顯示端來完成。綜上所述，要完成四路彩燈顯示功能需要有分頻器、節(jié)拍控制器、節(jié)拍程序執(zhí)行器及脈沖源等電路。四、設(shè)計實現(xiàn)1、分頻及節(jié)拍控制的實現(xiàn)分頻及節(jié)拍控制可以用同步十六進(jìn)制計數(shù)器74LS161實現(xiàn)模12分頻及節(jié)拍控制。12進(jìn)制循環(huán)控制電路示意圖2、彩燈花樣輸出電路記第一，二，三節(jié)拍分別為有效時間應(yīng)為4秒，結(jié)束馬上開始，后馬上開始，如此循環(huán)不斷。為此可考慮采用移位寄存器構(gòu)成的移位型控制器。由于有三個狀態(tài)，因此需要用三個觸發(fā)器對現(xiàn)時狀態(tài)進(jìn)行記憶，為使各狀態(tài)
5、的有效時間間隔為4秒，則驅(qū)動該移位控制器動作時鐘周期應(yīng)為4秒。應(yīng)在開機(jī)瞬間，使移位型控制器的狀態(tài)被確定下來，即節(jié)拍應(yīng)為100，可控制輸入信號使觸發(fā)器置位、復(fù)位來實現(xiàn)。為實現(xiàn)功能要求器件具有右移功能，為實現(xiàn)功能要求器件有左移功能；而且左、右移輸入可為“0”也可為“1”；為實現(xiàn)功能，要求器件同時具有并行置數(shù)功能。因此可選用一種具有左移、右移和并行置數(shù)功能的通用移位寄存器74LS194。運(yùn)用到74LS194功能表輸入輸出功能S1S0CPSLSRD0D1D3D3Q0Q1Q2Q30╳╳╳╳╳╳╳╳╳0000清零111↑╳╳d0d1d
6、2d3d0d1d2d3送數(shù)101↑╳1╳╳╳╳1Q0Q1Q2右移110↑0╳╳╳╳╳Q1Q2Q30左移74LS194具有并行輸入端A、B、C、D，并行輸出端、、、，右移輸入端SR，左移輸入端SL和模式控制輸入端，以及一個無條件直接清除端CLR。模式控制輸入，有00、01、10、11四種組合方式，分別表示雙向移位寄存器所具有的四種功能，即禁止、右移、左移和并行置數(shù)。為了使當(dāng)=100時，=01（右移），=010時，=10（左移），當(dāng)=001時=11（并行置數(shù)）。74LS194的輸出端初態(tài)均為零，在開機(jī)瞬間，使移位控制端的狀態(tài)被
7、確定下來，即=100時，=01右移串行數(shù)據(jù)輸入端SR經(jīng)脈沖信號經(jīng)四分頻電路和通過兩或門組成的節(jié)拍電路，使四路彩燈從右到左依次亮共4秒，當(dāng)=010=10左移串行數(shù)據(jù)輸入端SL經(jīng)脈沖信號經(jīng)四分頻電路和通過兩或門組成的節(jié)拍電路，使四路彩燈從左到右依次滅共4秒，=001=11并行數(shù)據(jù)輸入端A、B、C、D經(jīng)脈沖信號經(jīng)四分頻電路和通過兩或門組成的節(jié)拍電路，使四路彩燈同時為“1”0.5秒、同時為“0”0.5秒，重復(fù)4遍共4秒，完成一個循環(huán)共需12秒，12個CP脈沖。2、設(shè)計實現(xiàn)下圖為四路彩燈顯示的一種簡易實現(xiàn)電路。該電路選用同步十六進(jìn)制
8、計數(shù)器74LS161實現(xiàn)模12分頻及節(jié)拍控制，用4位雙向移位寄存器74LS194實現(xiàn)彩燈的漸亮、漸滅功能。四路彩燈顯示系統(tǒng)的實現(xiàn)電路四路彩燈顯示系統(tǒng)的工作過程如下表所示。74161的輸出為；74194的輸出為；四路彩燈的輸出為。74194的工作方式控制端，。在第一節(jié)拍中，，74194實現(xiàn)右移功能，即在時
