文档介绍：课程名称: 数字电路逻辑设计
设计项目:四路彩灯显示系统设计
专业班级: 通信学号:
学生姓名:
同组人姓名:
指导教师:
设计课题:四路彩灯显示系统设计
一、设计目的
熟悉常用中规模计数器的逻辑功能。
掌握技术、译码电路的工作原理及应用。
熟悉移位寄存器的工作原理、典型应用和调试方法。
二、设计任务与要求
设计一个四路彩灯控制器,设计要求如下:
接通电源后,彩灯可以自动按预先设置的程序循环闪烁。
设置的彩灯花型由三个节拍组成:
第一节拍:四路彩灯从左向右逐次渐亮,灯亮时间1s,共用4s;
第二节拍:四路彩灯从右向左逐次渐灭,也需4s;
第三节拍:,然后同时变暗,进行4次,所需时间也为4s。
(3)三个节拍完成一个循环,一共需要12s。一次循环之后重复进行闪烁。
三、设计原理
图(a)四路彩灯控制流程图
四路彩灯即有四路发光二极管输出,设依次为、、、,若用高电平“1”表示灯亮,低电平“0”表示灯灭,由课程设计要求可知四路彩灯显示系统有如下表所示的输出显示。
四路彩灯输出显示
说明
输出
所用时间
开机初态
0 0 0 0
第一节拍
逐次渐亮
1 0 0 0
1 1 0 0
1 1 1 0
1 1 1 1
1s
1s
1s
1s
第二节拍
逆序渐灭
1 1 1 0
1 1 0 0
1 0 0 0
0 0 0 0
1s
1s
1s
1s
第三节拍
,,进行四次
1 1 1 1
0 0 0 0
1 1 1 1
0 0 0 0
1 1 1 1
0 0 0 0
1 1 1 1
0 0 0 0
分析可知,要实现上表所示功能,需要一个分频器起节拍产生和控制作用,每4s一个节拍,3个节拍共12s后反复循环。一个节拍结束后应产生一个信号到节拍程序执行器,完成彩灯渐亮、渐灭、同时亮、同时灭等功能。
分频及节拍控制可以用同步十六进制计数器74LS161实现模12分频及节拍控制;彩灯渐亮、渐灭可以用器件的左移、右移功能来实现,因此可选用移位寄存器74LS194来完成。、。
综上所述,要完成四路彩灯显示功能需要有分频器、节拍控制器、节拍程序执行器及脉冲源等电路。
四、设计实现
1、分频及节拍控制的实现
分频及节拍控制可以用同步十六进制计数器74LS161实现模12分频及节拍控制。
12进制循环控制电路示意图
2、彩灯花样输出电路
记第一,二,三节拍分别为有效时间应为4秒,结束马上开始,后马上开始,如此循环不断。为此可考虑采用移位寄存器构成的移位型控制器。由于有三个状态,因此需要用三个触发器对现时状态进行记忆,为使各状态的有效时间间隔为4秒,则驱动该移位控制器动作时钟周期应为4秒。应在开机瞬间,使移位型控制器的状态被确定下来,即
节拍应为100,可控制输入信号使触发器置位、复位来实现。为实现功能要求器件具有右移功能,为实现功能要求器件有左移功能;而且左、右移输入可为“0”也可为“1”;