加速旋转的环形彩灯.docx

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加速旋转的环形彩灯

电子课程设计

--加速旋转的环形彩灯

学院：

电子信息工程学院

专业班级：

姓名：

学号：

指导老师：

2014年12月

目录

一、设计任务与要求3

设计任务：

3

设计要求：

3

二、总框体图3

三、选择器件4

1.74LS160功能说明4

2.74LS151功能说明6

3.74LS194功能说明7

4.74LS00功能说明9

四、功能模块10

1.加法器:

10

2.数据选择模块：

10

3.彩灯控制模块11

五、整体设计电路图12

六、实习总结14

加速旋转的环形彩灯

一、设计任务与要求

设计任务：

设计一个可加速的旋转彩灯电路

设计要求：

（1）设计一个加速彩灯

（2）实现对彩灯控制

（3）可用MULTISIM7实现仿真并写出实验报告

二、总框体图

设计总体框图如图1所示。

图1电路总体框图

三、选择器件

所选器件如表3-1所示。

表3-1所选器件表

所选器件

数量

74LS151

1

74LS00

1

74LS194

2

74LS160

1

非门

1

彩灯

8

1.74LS160功能说明

CLK是脉冲输入端；RCO是进位信号输出端；ENP和ENT是计数器工作状态端；CLR是异步清零端；LOAD是置数端；VCC接正电源，GND接地；其内部逻辑图如图2所示，逻辑符号如图3所示。

A～D是数据输入端，QA～QD是计数器状态输出端。

电源电压5V，输入电压5V。

图274LS160内部逻辑图

图374LS160逻辑符号

其状态表如表2所示。

表274LS160状态表

输入

输出

注

CLR

LD

ENT

ENP

CLK

A

B

C

D

QAn+1

QBn+1

QCn+1

QDn+1

CO

0

1

1

1

1

x

0

1

1

1

x

x

1

0

x

x

x

1

x

0

x

↑

↑

x

x

x

a

x

x

x

x

b

x

x

x

x

c

x

x

x

x

d

x

x

x

0000

abcd

计数

保持

保持

0

0

清零

置数

2.74LS151

74LS151为互补输出的8选1数据选择器。

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选择控制端（地址端）为C～A，按二进制译码，从8个输入数据D0～D7中，选择一个需要的数据送到输出端Y，G为使能端，低电平有效。

（1）使能端G＝1时，不论C～A状态如何，均无输出（Y＝0，W＝1）关闭被禁止。

838电子

（2）WGi838电子-技术资料-电子元件-电路图-技术应用网站-基本知识-原理-维修-作用-参数-

（2）使能端G＝0时，多路开关正常工作，根据地址码C、B、A的状态选择D0～D7中某一个通道的数据输送到输出端Y。

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如：

CBA＝000，则选择D0数据到输出端，即Y＝D0。

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如：

CBA＝001，则选择D1数据到输出端,即Y＝D1，其余类推。

逻辑符号如图4所示。

工图474LS151逻辑符号

作74LS151功能如表3所示。

表374LS151功能表

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输入

输出WGi838电子-技术资料-电子元件-电路图-技术应用网站-基本知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号

数据选择

选通

Y

W

C

B

A

G

×

×

×

H

L

H

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74LS151内部原理图如图5。

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图574LS151内部原理图

3.74LS194功能说明

移位寄存器74LS194由4个触发器和它们的输入控制电路组成。

SR为数据右移串行输入端，SL为数据左移串行输入端，A到D为数据并行输入端，QA到QD为数据并行输出端，CLR为移步清零输入端，S0﹑S1为工作状态控制端。

逻辑符号如图6。

图674LS194逻辑符号

74LS194功能如表4所示。

表474LS194功能表

功能

输入

输出

CP

CR

S1

S0

SR

SL

A

B

C

D

QA

QB

QC

QD

清除

X

0

X

X

X

X

X

X

X

X

0

0

0

0

送数

↑

1

1

1

X

X

A

B

C

D

A

B

C

D

右移

↑

1

0

1

DSR

X

X

X

X

X

DSR

QA

QB

QC

左移

↑

1

1

0

X

DSL

X

X

X

X

QB

QC

QD

DSL

保持

↑

1

0

0

X

X

X

X

X

X

QAn

QBn

QCn

QDn

保持

↓

1

X

X

X

X

X

X

X

X

QAn

QBn

QCn

QDn

内部原理如图7所示。

图774LS194内部原理图

4.74LS00功能说明

74LS00是二输入与非门。

逻辑符号如图8所示。

图874LS00逻辑符号

真值表如表5所示。

表574LS00真值表

Inputs输入

输出

A

B

Y

L

L

H

L

H

H

H

L

H

H

H

L

内部原理图如图9所示。

图9747LS00内部原理图

四、功能模块

1.加法器:

ABCD是置数输入端，接入高电平，当LOAD端输入有效电平时，QA-QD是1111，CLK给如脉冲信号，计数器从0000加到1111并且在1111时进位RCO有输入高电平，通过非门给到LOAD端从而使计数器的输出保持在1111（ENT,ENP均为高电平有效）。

图10为加法器的模块图。

图10加法器模块图

2.数据选择模块：

当加法器从0000到0111此时数据选择的选择端为000此时对应D0为输入的脉冲300HZ；

当加法器从1000到1110此时数据选择端选择端为010此时对应D2为输入的脉冲1Khz;

当加法器计满时ROC为1数据选择端为110此时对应的D6为输入的脉冲3KHZ。

图11为数据选择模块图。

图11数据选择模块

3.彩灯控制模块

因为要实现环形彩灯的控制，所以将彩灯围绕成环形。

而需要彩灯依次亮起，所以采用194的移位寄存器连接两个194的CLK端，接受来自数据选择端的选择脉冲频率，SR，S0节高电平，S1接低电平，实现右移功能，当移位寄存到X8灯时，第二个194的QD输出高电平，经过与非门74LS00后输出低电平到CLR端，使其有效清零，灯泡全灭开始新一轮频率循环闪烁。

彩灯控制模块图如图12所示。

图12彩灯控制模块

其仿真结果如图13所示。

图13仿真结果

五、整体设计电路图

接通电源加法器从0000开始计数加法，当数据从0000加到0111时，对应D0的300HZ频率，输出的300HZ给到两个移位寄存器的时钟端，移位寄存器依次将时钟信号输出给八个彩灯，八个彩灯依次点亮，当加法器从1000到1110是数据选择端短则D2对应的1KHZ重复上述过程最终在3KHZ的频率下工作，实现加速过程。

整体设计电路如图14所示。

图14整体设计电路

Multism7仿真结果如图15所示。

图15总设计电路的仿真结果

六、实习总结

这次电子技术课程设计历时两个星期，在整整两星期的日子里，可以说是苦多于甜，但是可以学到很多很多东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。

以前上课的时候，老师经常强调在设计一个电路的时候，一定要事先把设计原理方框图画出来，但是我开始总觉得这样做没必要，很浪费时间。

但是，这次课程设计完全改变了我以前的那种错误认识，我接触的那些电路都是很短、很基础的，但是在课程设计中碰到的那些需要很多芯片才能完成的任务，画设计方框图是很有必要的。

因为通过设计方框图，在做设计的过程中，我们每一步要做什么，每一步要完成什么任务都有一个很清楚的思路，而且在实验测试的过程中也有利于查错。

其次，以前对于课程设计还处于一知半解的状态，但是经过这一次的课程设计，对于怎么去排错，查错，怎么去看每一步的运行结果，怎么去了解各个器件的功能我有了很大的提高。

通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合的重要性，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，从而提高自己的实际动手能力和独立思考能力，才能真正为社会服务。

在设计的过程中遇到的问题，可以说是困难重重，这毕竟是第一次做的，难免会遇到各种各样的问题，从这次课程设计中我看到我的不足之处，对自己学过的知识还没有很深刻的理解和掌握。

这次课程设计终于顺利完成，在设计中遇到了很多问题，最后在老师的帮助下，困难都很快的解决了。

在此我对老师表示深深的感谢，同时我也对所有帮助过我的同学们表示感谢