八位双向流水灯毕业设计

摘要

在21世纪，电子行业的发展越来越快，其中数字电路一直是其中比较重要的一个方向。许多户外商业广告、公益广告、节日彩灯等大多都是采用流水灯形式。他们通过巧妙构思与创作，做出广告、各类彩灯等作品，富有创意，变化形式也很丰富，起到了宣传和美化环境的作用，同时也营造了文明氛围。在“八位双向流水灯”设计中，作者利用廉价的数字集成器件，采用移位寄存器和计数器等，设计一种八路灯自动调节的循环灯控制器。该循环灯控制器是由555构成的时钟信号发生器、74LS161计数器、74LS194移位寄存器组成。

关键词：555时钟信号发生器；74LS161计数器；74LS194移位寄存器

Abstract

In the 21st century, the increasingly rapid development of the electronics industry, including digital circuits has been one of the more important direction. Many outdoor commercial advertising, public service announcements, holiday lights and other lights in the form mostly by water.

Them through clever and creative ideas to make advertising, various types of lanterns and other works, creative, change the form of very rich, played the role of advocacy and beautify the environment, but also create a civilized atmosphere.

In the "eight-way water light" design, the number of integrated devices using inexpensive, the use of shift registers and counters, to design a cycle of eight street lights automatically adjust the controller.

The loop signal controller 555 constituted by the clock signal generator, 74LS161 counter, 74LS194 shift registers.

Key words:555 The clock signal generator ；74LS161 timer；74LS194 shift register

引言

在数字电路中,中规模集成电路以其功能强大、种类繁多,得到广泛应用。很多中规模集成电路都具有通用性,它的应用已不仅仅局限于其本身所具有的功能,如本设计的流水灯电路,就是利用中规模集成电路的功能扩展,将移位寄存器构成移存型计数器,将其输出端接到数字电路实验箱的八个LED指示上,利用实验箱上指示灯的状态,来显示设计结果。该设计对提高学生的实验兴趣,启发学生的想象力、创造性,有一定的帮助。

本实验选用了计数器和移位寄存器等时序逻辑电路，移位寄存器的移位功能，是指寄存器里存储的代码能在移位脉冲的作用下依次的左移或右移。因此，移位寄存器不但可以用来寄存代码，还可以用来实现数据的串行-并行转换、数值的运算以及数据处理等。而计数器分为同步式和异步式两种，同步计数器中，当时钟脉冲输入时，触发器的翻转是同时发生的。而在异步计数器中，触发器的翻转不是同时发生的的，有先有后。计数器也可分为加法计数器和减法计数器，本设计选用74ls161加法计数器。

1 八位双向流水灯的功能和构成器件

1.1 八位双向流水灯的功能

可以变换出以下三种样式：

（1）八路灯分两半，从左至右渐亮，全亮后，在分两半从左至右渐灭，循环两次。

（2）从中间到两边对称的逐次渐亮，全亮后仍由中间到两边逐次渐灭，循环两次。

（3）从左至右依次渐亮，全亮后逆次渐灭，循环两次。

（4）八位流水灯能演示完上面的三种样式并用发光二极管LED模拟。

1.2 主要器件

555构成的时钟信号发生器

74LS161计数器

74LS194移位寄存器

2 电路设计原理与单元模块

2.1 设计注意事项

实现流水灯控制的方法很多，如EPROM编程、RAM编程、单板机、单片机等，都可以组成大型流水灯控制系统。因为本次要求设计的流水灯路数较少，且花型变换较为简单，故采用移位寄存器型流水灯控制电路。电路在功能相当的情况下设计越简单越好，注意布线，要直角连接，选最短路径，不要相互交叉，注意用电安全，所加电压不能太高，以免烧坏芯片和面板。

2.2 设计原理

把流水灯设计分为几个独立的功能模块进行设计,每一个模块完成特定的功能,再把它们有机的组织起来构成一个系统完成流水灯控制器的设计。系统可由三个模块组成，它们分别是：555构成的信号发生器、74LS161计数器、74LS194移位寄存器及LED二极管。555构成的信号发生器为电路提供时钟脉冲；74LS161计数器为电路进行计数和控制；74LS194移位寄存器及LED二极管为电路的变化显示部分。

设计框图如下：

2.3 设计方案

首先，采用555构成的多谐振荡器提供脉冲信号，使其在脉冲信号的作用下进行样式改变。把555构成的多谐振荡器输出的CP信号连接到74LS161计数器的CP端，使其在脉冲下，进行计数和三个样式之间的控制的改变。74LS194移位寄存器及LED二极管主要就是显示我所想要做出来的三个样式。它们三个样式之间的自动变化主要依靠计数器和移位寄存器的控制来起作用。

2.4 单元模块

2.4.1 时钟模块

为了给计数器74LS161和移位寄存器74LS194提供一个时序脉冲信号，使计数器完成计数和移位器移位，本设计采用555构成的多谐振荡电路。555定时器是一种多用途的数字—模拟混合集成电路，利用它能极方便的其他触发器，使用灵活、方便，555定时器在波形的产生与变换、测量与控制、家用家电、电子玩具等行业应用广泛，555定时器主要是通过外接电阻R和电容器C构成充放电电