一、設計內容與設計要求
用中規模集成電路設計并制作一個四路彩燈顯示系統,
要求如下:
1
、開機自動置入初始狀態后即能按規定的程序進行循環顯示。
2
、程序由三個節拍組成:
第一節拍時,四路輸出
Q1
~
Q4
依次為
1
,使第一路彩燈先點亮,接
著第二,第三,第四路彩燈點亮。第二節拍時,
Q4
~
Q1
依次為
0
,使
第四路彩燈先滅,然后使第三,第二,第一路彩燈滅。第三節拍時,
Q1
~
Q4
輸出同時為
1
態
0.5
秒,然后同時為
0
態
0.5
秒,使四路彩
燈同時點亮
0.5
秒然后同時滅
0.5
秒,
共進行
4
次。
每個節拍費時都
為
4
秒,執行一次程序共需
12
秒
3
、用發光二極管顯示彩燈系統的各節拍;
二、設計思路
根據課程設計課題要求,
要實現本系統,
需要設計時鐘脈沖產生
電路,循環控制電路和彩燈花樣輸出電路。時鐘脈沖產生電路由
74LS161
分頻實現,循環控制電路由
74LS161
和
7400
實現,彩燈花
樣輸出電路由
74LS194
和相關邏輯電路實現。
三、
基本原理
由設計要求出發可知彩燈的三個節拍可以用移位寄存器
74LS194
實現,通過控制
S0
和
S1
實現右移、左移和送數,通過控制
CLR
'控
制清零。第一節拍為
1
右移,第二節拍為
0
左移,第三節拍全亮為置
數
1
,全滅為清零。由于程序循環一次要
12
秒,故需要一個
12
進制
的計數器控制循環。
第三節拍時要求
1
秒內全滅全亮各一次,
故脈沖
信號頻率比先前兩節拍時脈沖頻率要快一倍,
而且要以相同頻率控制
CLR’??梢杂靡粋€
16
進制計數器產生脈沖信號,一路送到控制
12
進制的計數器,一路經邏輯電路送到移位寄存器。圖
多
諧
振
蕩
器
12
進制循環控制器
16
進制分頻計數器
移位計數器
74LS191
彩燈顯示輸出
四、
單元電路設計
(
1
)時鐘脈沖產生電路
用
555
定時器構成多諧振蕩器
,
電路輸出便得到一個周期性的矩形脈
沖。具體實現為:
74LS161
控制
74LS161
模十六計數器,構成多諧振蕩器
,
電路輸出便得到一個