物理与电气工程学院课程设计报告
多路彩灯控制器
姓名** **
学号*********
班级电气工程及其自动化1班
年级2011级
指导教师***
成绩
日期2013.4.8
摘要八路循环彩灯控制器整体电路由三部分组成：脉冲发生电路、移位寄存器、控制电路。其中用时钟脉冲来启动电路，使其发出不同的频率产生不一样的脉冲，控制发光二极管，使电路更好的工作。主要采用74LS194 芯片接成扭环形结构的移位器来实现，最后做到两种花型的彩灯循环控制。
一、实验目的：
根据知识掌握情况和兴趣选择题目，给出功能设计方案，插接、调试电路，完成要求的任务，达到巩固和应用“电子技术基础”和“数字电路与逻辑设计”课程基本理论和方法，初步掌握模拟与数字电路系统设计基本方法的目的。
二、实验要求：
设计一个4路移存型彩灯控制器，彩灯用发光二极管LED模拟，具体要求如下：
1、能演示三种花型，花型自拟。
2、选作：彩灯明暗变换节拍为1.0s和0.5s，两种节拍交替运行。
三、实验元件：
555定时器1个
74194 2个
74161 2个
7404 2个
电阻150kΩ1个
电阻4.7KΩ1个
电阻20 Ω8个
电容4.7uF 1个
电容0.1 uF 1个
四、总体方案的设计：
经过分析问题及初步的整体思考，设计方案如下：
需要实际时钟产生电路，循环控制电路和彩灯左右移，及全亮全灭输出电路。时钟脉冲产生电路由脉冲发生器产生连续的脉冲。循环电路采用74LS161 ，74LS194实现彩灯的循环控制。具体主要通过两片双向移位寄存器74LS194 来实现彩灯电路控制，通过脉冲发生器来产生连续时钟信号的输入，由74LS161
计数器来控制信号的移动方向，实现左移，右移及亮灭的功能。总体电路原理图如下：
五、单元电路的设计：
1、时钟信号
一片555加上电容及电阻实现
电容：4.7μf 0.01μf
电阻：150 kΩ 4.7 kΩ
输出高电平时间T=(R1+R2)Cln2
输出低电平时间T=R2Cln2
振荡周期T=(R1+2R2)Cln2
输出方波的占空比为
根据本次设计使用的R1，R2（R1=150k，R2=4.7k）值，计算出振荡
花型控制
节拍控制电路
周期0.5s
2 花型控制信号电路
由一片74LS161（两种花型每种显示一遍）计数器。74LS161芯片用的是同步置数，并清零。74LS161可预置四位二进制计数器(并清除异步)。
时钟CP和四个数据输入端A,B,C,D。清零CR，使能EP,ET，置数LD，数据输出端Q0-Q3，以及进位输出Rco = 1. (当Q0 Q1 Q2 Q3 = 1111->0000时)。
<74LS161功能表>
当清零端CR=“0”，计数器输出Q3、Q2、Q1、Q0立即为全“0”，这个时候为异步复位功能。当CR=“1”且LD=“0”时，在CP信号上升沿作用后，74LS161输出端Q3、Q2、Q1、Q0的状态分别与并行数据输入端D3，D2，D1，D0的状态一样，为同步置数功能。而只有当CR=LD=EP=ET=“1”、CP 脉冲上升沿作用后，计数器加1。74LS161还有一个进位输出端CO，其逻辑关系是CO=1，当Q0 Q1 Q2 Q3 = 1111->0000时。合理应用计数器的清零功能和置数功能，一片74LS161可以组成16进制以下的任意进制分频器。
3 花型演示电路
(1) 由74LS194双向移位寄存器完成（可左移右移完成花型变化）。
当清除端（CLEAR）为低电平时，输出端（QA－QD）为低电平。
当工作方式控制端（S0、S1）为高电平时，在时钟（CLOCK）上升沿作用下，并行数据（A－D）被送入相应的输出端QA－QD。此时串行数据（DSR、DSL）被禁止。
当S0 为高电平、S1 为低电平时,在CLOCK上升沿作用下进行右移操作，数据由DSR送入。
当S0 为低电平、S1 为高电平时，在CLOCK上升沿作用下进行操作，数据由DSR送入。当S0 和S1 为低电平时，CLOCK 被禁止。
花型设计为
六、总体原理图、pcb图及实物图