數(shù)字電路課程設(shè)計--彩燈控制電路

1、<p>　　數(shù)字電路課程設(shè)計報告</p><p>　　設(shè)計課題題目：彩燈控制電路</p><p>　　咸寧學院計算機科學與技術(shù)學院</p><p>　　專 業(yè)： 計算機科學與技術(shù) </p><p>　　班 級： </p><p>　　指導教師：

2、 </p><p>　　學 號： </p><p>　　姓 名： XX </p><p><b>　　題目：彩燈控制電路</b></p><p><b>　　設(shè)計目的</b></p><

3、;p>　　進一步掌握數(shù)字電路課程所學的理論知識。</p><p>　　了解數(shù)字電路設(shè)計的基本思想和方法，學會科學分析和解決問題。</p><p>　　熟悉幾種常用集成數(shù)字芯片，并掌握其工作原理，掌握集成計數(shù)器的邏輯功能和工作原理，設(shè)計可預(yù)置時間的定時電路。畫出彩燈控制電路的邏輯電路圖，掌握彩燈控制電路的工作原理及其設(shè)計方法，并對各種元器件的功能和應(yīng)用有所了解。并能對其在電路中的作用進

4、行分析。另外還要掌握電路原理和分析電路設(shè)計流程，每個電路的設(shè)計都要有完整的設(shè)計流程。這樣才能在分析電路是有良好的思路，便于查找出錯的原因進一步學會使用其進行電路設(shè)計。</p><p>　　培養(yǎng)認真嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L和實事求是的工作態(tài)度。</p><p><b>　　。</b></p><p><b>　　二、設(shè)計要求</b>&

5、lt;/p><p>　　彩燈控制電路中的彩燈分別用3個彩燈“S1：紅， S2：黃， S3：藍”表示。</p><p>　　2 彩燈控制電路設(shè)計，三個燈亮暗如圖所示順序進行。</p><p>　　在實驗中，黑色設(shè)定為燈亮，白色設(shè)定為燈滅。</p><p><b>　　三．方案設(shè)計與論證</b></p><

6、p><b>　　1、設(shè)計思路</b></p><p>　　題目要求彩燈要如圖所示發(fā)生變換，假設(shè)燈亮為“1”，燈滅為“0”，則其邏輯轉(zhuǎn)換關(guān)系為“111—101—010—000”。</p><p>　　為此，先可以做出一個模四加法計數(shù)器，即循環(huán)輸出“000—001—010—011”，再通過各種邏輯門來進行轉(zhuǎn)換。既然要用到計數(shù)器，那么可以運用集成計數(shù)器74LS193和

7、74LS161來完成實驗。</p><p><b>　　2、設(shè)計方案</b></p><p>　　方案一：（1）模四計數(shù)器的設(shè)計</p><p>　　采用74LS193集成計數(shù)器設(shè)計電路。由于此芯片是雙時鐘4位二進制同步可逆計數(shù)器，由其邏輯功能表可知：</p><p>　　表1 74LS193的功能表</p&g

8、t;<p>　　當PL置“1”，計數(shù)脈沖由 CPU 端輸入時，計數(shù)器進行累加。而又要將四個輸入端轉(zhuǎn)換成三個，故用上異或門74LS86，并使Q2 端接上非門，這樣就能實現(xiàn)Q2 與Q3 的同或運算。相當于合并為一個輸出端。這樣我們就完成了模四計數(shù)器。</p><p>　?。?）邏輯轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計</p><p>　　由于此時電路輸出的的邏輯符號為“000—001—010—0

9、11”，故要加上邏輯門將其轉(zhuǎn)換成目標邏輯符號“111—101—010—000”。</p><p>　　轉(zhuǎn)換前 轉(zhuǎn)換后</p><p><b>　　由此邏輯表可得：</b></p><p><b>　　ˊ= </b></p><p><b>　　ˊ= </b

10、></p><p><b>　　ˊ= </b></p><p>　　于是,可以采用與門來完成邏輯電路的轉(zhuǎn)換。</p><p>　?。?）彩燈控制電路的組成方框圖為：</p><p>　　（4）彩燈控制電路的仿真電路圖為：</p><p>　　方案二：（1）模四計數(shù)器的設(shè)計</p>

11、;<p>　　采用74LS161集成計數(shù)器設(shè)計電路。由其邏輯功能表可知：</p><p>　　表2 74161的功能表</p><p>　　當LD置“1”，計數(shù)脈沖由 CPU 端輸入時，計數(shù)器進行累加。這時候?qū)R接Q2端即可實現(xiàn)“100—101—110—111”的邏輯循環(huán)。</p><p>　　（2）邏輯轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計</p><

12、p>　　由于此時電路輸出的的邏輯符號為“000—001—010—011”，故要加上邏輯門將其轉(zhuǎn)換成目標邏輯符號“111—101—010—000”。</p><p>　　轉(zhuǎn)換前轉(zhuǎn)換后</p><p><b>　　由此邏輯表可得：</b></p><p><b>　　ˊ= </b></p&

13、gt;<p><b>　　ˊ= </b></p><p><b>　　ˊ= </b></p><p>　　于是,可以采用與門來完成邏輯電路的轉(zhuǎn)換。</p><p>　?。?）彩燈控制電路的組成方框圖為：</p><p>　?。?）彩燈控制電路的仿真電路圖為：</p>&

14、lt;p>　　方案三：（1）四位循環(huán)計數(shù)器的設(shè)計</p><p>　　采用74LS194四位雙向移位寄存器設(shè)計。把移位寄存器的輸出反饋到它的串行輸出端，就可以進行循環(huán)移位。其狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖為：</p><p>　?。?）邏輯轉(zhuǎn)換電路設(shè)計</p><p>　　轉(zhuǎn)換前轉(zhuǎn)換后</p><p><b>　　由此邏輯表可得：

15、</b></p><p>　　ˊ= </p><p><b>　　ˊ= </b></p><p>　　ˊ= </p><p>　　（3）彩燈控制電路的組成方框圖為：</p><p>　?。?）彩燈控制電路的仿真電路圖為：</p><

16、;p>　　比較所用邏輯門的數(shù)量，本實驗采用方案三。 </p><p><b>　　四、硬件制作與調(diào)試</b></p><p>　　將電路根據(jù)功能分成兩大塊，分別是計數(shù)器部分和組合邏輯電路部分。在方案一中，開始調(diào)試時很多次都不能成功，原因是模四計數(shù)器的失敗。還有，接入彩燈后，要根據(jù)彩燈的電流、電壓來判斷所接電阻的值，否則燈將會被燒壞。電路經(jīng)修改后，實現(xiàn)所需要的彩燈