跑马灯电路设计

跑马灯分析如下：

跑马灯电路采用74LS194为核心控制彩灯左移、右移及闪烁功能，围绕74LS194的S1、S0工作的控制方式，S1、S0需要自动周期性的变化，为了实现自动模式转换，设计一个状态计数器，控制彩灯模式转换，利用74153双四选一电路，将S1、S0的状态置入74194，完成周期性地读取。

本设计方案的关键是S1、S0状态信息如何传送给74194，S1、S0状态信息要与整个彩灯控制电路相匹配，不同的S1、S0状态，送入74LS194数据输入端的数据不同，利用74LS153作为数据选通，连接到74LS194数据输入端，不同的工作状态，选通数据输出不同，这是设计的主要关键点之一。

电路中，利用74161完成状态计数工作，每8个时钟脉冲，状态计数器完成加一操作，完成移位方式控制，利用74194完成左移或右移及闪烁功能功能，利用74153完成左右移数据输入选通控制。

根据任务要求列出自动循环状态和74194移位控制工作方式表2。

表2

X/0表示电路设计过程中，尽管状态表中取任意态，但在实际电路连接中，取低电平。

彩灯控制器完成左移、右移、闪烁及同时左右移，只需要4种状态，故状态计数器完成模4计数即可。移位寄存器的工作状态由方式控制字S1、S0决定，查阅74LS194数据手册，确定S1、S0工作方式。利用表.2，分析S1、S0的状态。因为彩灯是八路输出，用两片74LS194，其中高位标号为74194B，低位为74194A，所以高位的74LS194工作方式标称为BS1、BS0，低位为AS1、AS0。将BS1、BS0、AS1、AS0放在一起，用74153将数据状态选通输出即可

从表格中可以看出，状态计数器描述计数状态，移位寄存器完成左移、右移、闪烁、左右同时移动功能，且自动循环进行。

2）74153选通电路及74194移位电路控制设计

74194功能表

该器件具有四种工作方式：同步并行置入、右移、左移、空操作（禁止时钟）。

当加有四位数据并且两个方式控制输入端S1和S0均为高电平时就可以完成并行置数。在时钟输入正跳变后数据被置入相应的触发器并出现于输出端。在置数期间，串行数据流被禁止。

当S0为高电平，S1为低电平时，在时钟脉冲上升沿到来时，完成同步右移操作。此方式的串行数据在右移数据输入端送入。当S0为低电平，S1为高电平时，数据同步左移，新的数据在左移串行输入端送入。

当S0和S1均为低电平时，触发器的时钟被禁止。

引出端功能符号

Q0～Q3 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙数据输出端；

D0～D3 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙并行数据输入端；

S1～S0∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙方式控制输入端；

MR∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙清零端；

DSR∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙右移串行输入端；

DSL∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙左移串行输入端；

CP∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙时钟输入端。

功能表

74LS153双4――1线数据选择器/多路开关

74LS153包含两个完全相同的4选1数据选择器。两个数据选择器有公共的地址输入端，而数据输入端和输出端是各自独立的。通过给定不同的地址代码，可从4个输入数据中选出所要的一个，并送至输出端。

引出端功能符号

S0～S1∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙数据选通输入端；

D13～D10∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙数据输入端；

D23～D20∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙数据输入端；

A1～A0∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙选择输入端；

Y1～Y2 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙数据输出端。

功能表

从74194功能表中，在数据移动关系中我们可以得到如下关系：八路信号灯右移时，右移输入信号初值为1送入BSRSI，将高四位Q B0 Q B1Q B2 Q B3的Q B3传给低四位的Q A0Q A1Q A2Q A3的ASRSI；八路信号灯左移时，左移输入信号初值为0送入ASLSI，将低四位的Q A0Q A1Q A2Q A3中的Q A0传给高四位Q B0 Q B1Q B2 Q B3，既送入BSLSI；八路信号灯闪烁时，并行送数为脉冲信号；八路信号灯左右同时移时，分别在BSRSI及ASLSI送入1。表格如下：

表6.6.3

采用四选一电路，实现此功能。

从电路仿真波形中可以看出，八路信号输出依次闪烁、右移、左移、和左右移同时进行，完成了电路设计要求。

设计注意事项：

闪烁控制利用D触发器实现方波输出脉冲信号，应用74194置数操作即可实现；

注：时钟信号5HZ，

闪烁脉冲取常态信号为低电平；