彩灯循环控制电路
电子技术课程设计
——四路彩灯控制器设计与制作
学院：电子信息工程学院
专业、班级：
学号：
指导教师：
2011年12月
word
目录
一. 设计任务与要求 ----------------------------- （2）
二. 总体框图 ----------------------------------- （3）
三. 选择器件 ----------------------------------- （5）
四. 功能模块 ---------------------------------- （11）五?总体设计电路 ------------------------------- （14）六.课程设计心得(16)
四路彩灯控制器设计与制作
一、设计任务与要求
设计一个循环可预置序列发生器，并用一控制彩灯的循环显示。不 同的预置产生不同的效果。
实现循环序列发生器和彩灯控制电路，使得彩灯按一定的规律循环 显示。假定循环规律为：L1-L8的状态是00001111（0表示灭，1表示亮）, 每隔一秒灯L1-L8的状态依次循环一位，即：
设讣控制电路，可自动预置4种不同的初状态，每隔64秒改变一种, 并在这四种初状态循环，使得彩灯定时改变显示的效果，假定四种不同的 初状态为:00001111, 00010001, 00110011, 01110111
二、总体框图
时钟信号发生电路
循环序列发生
彩灯控制电路 时钟信号发生电路部分：
振荡器有多种振荡器电路，其中（3）图为CMOS 非门构成的振荡器，（b ）图 为石英晶体构成的振荡器，（C ）图为555构成的多谐振荡器。CMOS 非门构成的 振荡器的振荡周期T 二1.4RC, 555构成的振荡器的振荡周期T 二0.7 （&+2RJ Co
预置控制电路
我最终还是选择了 555构成的振荡器，因为555使用起来方便、简单。通过调节 Rl, R2和C1的大小调节振荡频率以达到1HZ 的秒钟连续脉冲
图1 CMOS 非门构成的振荡器（a ）
22MO
―OH
32768Hz
3/22pF
图2石英晶体振荡器（b ）
vcc
图3 III 555定时器构成的多谐振荡器
循环序列发生器部分：
3个74LS163构成循环序列发生器部分，由于是64秒改变一种状态，所以 用二片
74LS163组成一个64位加法计数器（按16x4进行把2个74LS163组装 计数器），每循环一次64位产生一个进位输入到第三个74LS163,第三个74LSI63 是一个4
位加法讣数器，并
R l50kn
"P 2OpF R1
R2
51 kohm
C2
7
1OuF
5V
RST OUT
DIS THR 555 VIRTUAL
TRI
1 kohm
con
OND
Tl
O.OduF
通过它来控制预置控制电路中的4个73LS373的使能端，从而决定输入的每种初态。详细的控制办法是：
让第三个74LSI6的输出00分别通过一个非门变成11再和头2个74LS163 的进位一起通过一个三输入与非门变成低电平0加到初态为00001111的74LS373的使能端，这样就可以使器导通。
当前面的64位计数器在来一个进位时，00变成01,这样让1的那个输出端通过一个非门，然后和0的端口以及刚才的进位一起通过个与非门，是输出为0 节到初态为00010001的第二个74LS373的使能端，让其导通。
再次过64秒后，计数器产生一个进位使第三个74LS373输出为10,让1的端口通过一个非门，然后把它和0的端口以及进位信号一起输送到一个三输入与非门，使之输出为0接到初态为00110011的第三个74LS373的使能端让其工作。
最后在完成一次64位的计数，产生一个进位，使之变成11,把他们都风别通过一个非门，然后在和进位信号一起通过一个三输入的与非门，并把它的输出0接到滴4个初态为01110111的74LS373的使能端，使其工作。
由于第三个的74LS373是一个4位加法计数器，所以当到了11时自己乂自动返回到00,加法器完成一个64计数，就产生一个进位，00 乂变为01。依次往复循环。
预置控制电路部分：
4个74LS373构成预置控制电路部分，因为存在4种不同的初态，考虑到74LS373的高阻态而且它拥有8个输出端正好符合要求，所以我们可以把这4种初态预先寄存在此。山于使能端关闭时74LS373的输出是呈现高阻态所以可以把他们的输岀端直接相互连在一起然后分别送至2个74LS194移位寄存器的输入端。把四个74LS373的Q1都连在一起放到第一个74LS194的第一个输入端，然后把四个74LS373的Q2都连在一起放到第一个
74LS194的第二个输入端，依次放置，直道把四个74LS373的Q8连在一起放到第二个
74LS194的第四个输入端。
除此之外，我们还应把所存信号始终至于高电平。就可以保证当使能信号一存在就可以输出一开始就寄存在器件里的数据。
彩灯控制电路部分：
2个74LS194构成彩灯控制电路的主电路,8个彩灯分别接在2个的输岀端, 考虑到题LI 要求8种状态是右移的，我们只需把每个的SR端和Q3端相连即可实现右移。由于当S0S1是11时置数，S0S1是10时实现右移，所以我们可以把64位加法计数器部分产生的进位作为S1的输入信号送给Sb于是当产生一个进位时，74LS373输出的状态就可以顺利的置入双向移位寄存器74LS194内，当这个脉冲过来后时，S1又变为0,于是就可以实现右移了。
以上所有的期间的脉冲信号都是同一个脉冲信号，均山555定时器来产生，
以保证同步。
三、选择器件
本次课程设计所用器件如表一:
1)74LS194移位寄存器
1@| l.s| 丄4 [ 人3丨3LQ:| ◎[
—V二^ Qo Q 1 U 2 Q CP S1 So
/ C€?-1O
I 丐只号" —Q P丄一？￡勺号—7严~>1 ~~~~7| *1
图4 引脚排列
其中Do, Di, D2, D S为并行输出端；S R为右移串行输入端，S L为左移串行输入端；S h S0为操作模式控制端；CP为时钟脉冲输入端。
功能表
H —高电平L一低电平X —任意电平t 一低到高电平跳变a-d —A-D堆的稳态输入
电平
Q AO-Q DO—规定的稳态条件建立前Q A-A D的电平
QwQs—时钟最近的f前Q A-A D的电平
2) 74LS163计数器
它是同步十六进制加法记数器，当LOAD 端输入底电平时处于预置数状态,DO 、 DI 、D2、D3的数据将会在CP 上升沿到达时被置入QO 、QI 、Q2、Q3中，它的预 置数是同步的。下图是74LS163的引脚分配图，图中LD 为预置数控制端，D0-D3 为数据输入端，C 为进位输出端，RC 为异步置零端，QO-Q3位数据输出端，EP 和ET 为工作状态控制端。
163的清除是同步的。当清除端CLEAR 为低电平时，在时钟端(CLK)上 升沿作用下，才可
完成清除功能。
163的预置是同步的。当置入控制端LOAD 为低电平时，在CLK 上升沿
作用下，输出端(QA-QD)与数据输入端(A-B)相一致。当CLK ill 低至高跳变 或跳变前，如果计数控制端(ENP 、ENT)为髙电平，则LOAD 应避免山低至高电 平的跳变.
□巴—匸凹□
mznii
UR CP D.
D ? D. CTe.
图七 74LS163引脚图
图五 功能表
LS194A
图六
内部原理图