数字电路课程设计(节日彩灯控制器 & 循环彩灯控制电路设计)
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设计一个电路自动控制 8 位彩灯电路。电路在脉冲信号的作用 下，使 8 位彩灯由左至右依次闪烁后自动由右至左依次闪烁。 设计所需器件：
74HC190、74LS04、74LS20、74LS74、74LS32。 设 计 原 理：
设计电路自动控制 8 位彩灯电路，使其在脉冲信号的作用下， 控制 8 位彩灯由左至右依次闪烁后自动由右至左依次闪烁。设计的关 键在于设计一个 8 进制可逆计数器，在可逆计数器完成第一次正向计 数后，在 JK 触发器、非门、与非门的共同控制下进入反向计数过程。 在计数器完成计数后将输出的 2 进制数组传递给译码器（74LS138）， 译码器在对其进行译码后将其输出，输出形式为一组 8 盏灯。 设计用器件原理及其测试方法：
数字电路课程设计(节日彩灯控制器&循环彩灯控制电路设计)
数字电路课程设计
循 环 彩 灯 控 制 电 路
学院：物理电气信息学院 专业：电气工程及其自动化 QQ 号：5 4 3 6 0 1 8 8 0 姓 名：余 则 成 指导老师：Z G R
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数字电路课程设计(节日彩灯控制器&循环彩灯控制电路设计) 设 计 目 的：
在指导老师的帮助下这次课程设计让我学到了很多，不仅是巩固 了先前学的模电、数电的理论知识，而且也培养了我的动手能力，更 令我的创造性思维得到拓展。希望今后类似这样课程设计、类似这样 的锻炼机会能更多些！
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Y0 15
3C
Y1 14
Y2 13
6 G1
Y3 12
4 ~G2A 5 ~G2B
Y4 Y5
11 10
Y6 9
8 GND
Y7 7
74LS211388D
U13
15 A 1B 10 C 9D
QA 3
QB 2
QC 6 QD 7
17
4 ~CTEN
11 ~LOAD
5 ~U/D ~RCO 13
9
MAX/MIN 12
图 1 为本设计方案最终选定设计电路，图 2 为本设计方案最初 设计电路。在图 2 的电路设计采用三 D 触发器做控制器的计数部分， 通过使用 D 触发器和 74LS86 的组合构建 8 进制加计数器，由于三 D 触发器构成的加计数器改为三 D 触发器构成的减计数器，需要同时 更改多组线路，在设计中尝试使用多组继电器同时控制线路连接方式 的改变，但由于多组继电器受控开关在控制电路闭合时产生延时，导 致电路计数部分崩溃。最终选定图 1 的设计方法。
14 CLK
VB1IPOLAR_VO7L4THACG1E90D_6V
20
21
19
22 23 24
5 U6
1A VCC
6
1Y 6A
2A 6Y
10
2Y 5A
3A 5Y
3Y 4A
GND 4Y
74LS0478D
1 16
U5
1A VCC 1B 2D NC 2C 1C NC1 1D 2B 1Y 2A GND 2Y
74LS20: 常用的双 4 输入与非门集成电路，常用在各种数字电 路和单片机系统中，他的 CMOS 版本 74HC20。测试:只要通过对输入 1111,0111,1011,1101,1110 五项进行检测就可判断其逻辑功能是否 正常。
74LS74:内含两个独立的 D 上升沿双 d 触发器，每个触发器有 数据输入（D）、置位输入（ ）复位输入（ ）、时钟输入（CP） 和数据输出（Q）。 、 的低电平使输出预置或清除，而与其它输 入端的电平无关。当 、 均无效（高电平式）时，符合建立时间 要求的 D 数据在 CP 上升沿作用下传送到输出端。
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数字电路课程设计(节日彩灯控制器&循环彩灯控制电路设计) 设 计 电 路：
X1
X2
X3
X4
X5
X6
X7
X8
4V_0.5W 4V_0.5W 4V_0.5W 4V_0.5W 4V_0.5W 4V_0.5W 4V_0.5W 4V_0.5W VCC
13 15 U7
Байду номын сангаас
VCC 5V
1A
VCC 16
2B
第2页共5页
数字电路课程设计(节日彩灯控制器&循环彩灯控制电路设计) 74LS190：190 的预置是异步的。当置入控制端（ LD ）为低
电平时，不管时钟 CP 的状态如何，输出端（Q0～Q3）即可预置成 与数 据输入端（D0～D3）相一致的状态。190 的计数是同步的，靠 CP 加 在 4 个触发器上而实现。当计数控制端（CT ）为低电平时，在 CP 上 升沿作用下 Q0～Q3，同时变化，从而消除了异步计数器中出现的计 数尖峰。当计数方式控制（U /D）为低电平时进行加计数，当计数方 式控制（U /D）为高电平时进行减计数。只有在 CP 为高电平时 CT 和 U /D 才可以跳变，190 有超前进位功能。当计数溢出时，进位/错位 输出端（CO/BO）输出一个低电平脉冲，其宽度为 CP 脉冲周期的高 电平脉冲；行波时钟输出端（ RC ）输出一个宽度等于 CP 低电 平部分的低电平脉冲。 设计方案比较：
74LS20D
14 0
VCC VCC
5V U3
1 2
1234
5 6 7
11
~1CLR 1D 1CLK ~1PR 1Q ~1Q GND
VCC ~2CLR
14 13
2D 12
2CLK ~2PR
11 10
2Q 9
~2Q 8
74LS74D
0
U2
图1
4
1A VCC
1B 4B
1Y 4A
2A 4Y
2B 3B
2Y 3A
GND 3Y
74LS32D
图2 第4页共5页
数字电路课程设计(节日彩灯控制器&循环彩灯控制电路设计) 设计心得：
上学期我们开设了《模拟电路》与本学期开设的《数字电路》课， 这两门学科都属于电子电路范畴，是我们的电气工程及其自动化专 业的基础课程。正所谓“纸上谈兵终觉浅，觉知此事要躬行。”学习 任何知识，仅从理论上去求知，而不去实践、探索是不够的，所以在 本学期暨模电刚学完、数电即将学完之际，紧接着来一次电子电路课 程设计是很及时、很必要的。这样不仅能加深我们对电子电路的任职， 而且还及时、真正的做到了学以致用。
74HC190、74LS04、74LS20、74LS74、74LS32。 设 计 原 理：
设计电路自动控制 8 位彩灯电路，使其在脉冲信号的作用下， 控制 8 位彩灯由左至右依次闪烁后自动由右至左依次闪烁。设计的关 键在于设计一个 8 进制可逆计数器，在可逆计数器完成第一次正向计 数后，在 JK 触发器、非门、与非门的共同控制下进入反向计数过程。 在计数器完成计数后将输出的 2 进制数组传递给译码器（74LS138）， 译码器在对其进行译码后将其输出，输出形式为一组 8 盏灯。 设计用器件原理及其测试方法：
数字电路课程设计(节日彩灯控制器&循环彩灯控制电路设计)
数字电路课程设计
循 环 彩 灯 控 制 电 路
学院：物理电气信息学院 专业：电气工程及其自动化 QQ 号：5 4 3 6 0 1 8 8 0 姓 名：余 则 成 指导老师：Z G R
第1页共5页
数字电路课程设计(节日彩灯控制器&循环彩灯控制电路设计) 设 计 目 的：
在指导老师的帮助下这次课程设计让我学到了很多，不仅是巩固 了先前学的模电、数电的理论知识，而且也培养了我的动手能力，更 令我的创造性思维得到拓展。希望今后类似这样课程设计、类似这样 的锻炼机会能更多些！
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Y0 15
3C
Y1 14
Y2 13
6 G1
Y3 12
4 ~G2A 5 ~G2B
Y4 Y5
11 10
Y6 9
8 GND
Y7 7
74LS211388D
U13
15 A 1B 10 C 9D
QA 3
QB 2
QC 6 QD 7
17
4 ~CTEN
11 ~LOAD
5 ~U/D ~RCO 13
9
MAX/MIN 12
图 1 为本设计方案最终选定设计电路，图 2 为本设计方案最初 设计电路。在图 2 的电路设计采用三 D 触发器做控制器的计数部分， 通过使用 D 触发器和 74LS86 的组合构建 8 进制加计数器，由于三 D 触发器构成的加计数器改为三 D 触发器构成的减计数器，需要同时 更改多组线路，在设计中尝试使用多组继电器同时控制线路连接方式 的改变，但由于多组继电器受控开关在控制电路闭合时产生延时，导 致电路计数部分崩溃。最终选定图 1 的设计方法。
14 CLK
VB1IPOLAR_VO7L4THACG1E90D_6V
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22 23 24
5 U6
1A VCC
6
1Y 6A
2A 6Y
10
2Y 5A
3A 5Y
3Y 4A
GND 4Y
74LS0478D
1 16
U5
1A VCC 1B 2D NC 2C 1C NC1 1D 2B 1Y 2A GND 2Y
74LS20: 常用的双 4 输入与非门集成电路，常用在各种数字电 路和单片机系统中，他的 CMOS 版本 74HC20。测试:只要通过对输入 1111,0111,1011,1101,1110 五项进行检测就可判断其逻辑功能是否 正常。
74LS74:内含两个独立的 D 上升沿双 d 触发器，每个触发器有 数据输入（D）、置位输入（ ）复位输入（ ）、时钟输入（CP） 和数据输出（Q）。 、 的低电平使输出预置或清除，而与其它输 入端的电平无关。当 、 均无效（高电平式）时，符合建立时间 要求的 D 数据在 CP 上升沿作用下传送到输出端。
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数字电路课程设计(节日彩灯控制器&循环彩灯控制电路设计) 设 计 电 路：
X1
X2
X3
X4
X5
X6
X7
X8
4V_0.5W 4V_0.5W 4V_0.5W 4V_0.5W 4V_0.5W 4V_0.5W 4V_0.5W 4V_0.5W VCC
13 15 U7
Байду номын сангаас
VCC 5V
1A
VCC 16
2B
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数字电路课程设计(节日彩灯控制器&循环彩灯控制电路设计) 74LS190：190 的预置是异步的。当置入控制端（ LD ）为低
电平时，不管时钟 CP 的状态如何，输出端（Q0～Q3）即可预置成 与数 据输入端（D0～D3）相一致的状态。190 的计数是同步的，靠 CP 加 在 4 个触发器上而实现。当计数控制端（CT ）为低电平时，在 CP 上 升沿作用下 Q0～Q3，同时变化，从而消除了异步计数器中出现的计 数尖峰。当计数方式控制（U /D）为低电平时进行加计数，当计数方 式控制（U /D）为高电平时进行减计数。只有在 CP 为高电平时 CT 和 U /D 才可以跳变，190 有超前进位功能。当计数溢出时，进位/错位 输出端（CO/BO）输出一个低电平脉冲，其宽度为 CP 脉冲周期的高 电平脉冲；行波时钟输出端（ RC ）输出一个宽度等于 CP 低电 平部分的低电平脉冲。 设计方案比较：
74LS20D
14 0
VCC VCC
5V U3
1 2
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5 6 7
11
~1CLR 1D 1CLK ~1PR 1Q ~1Q GND
VCC ~2CLR
14 13
2D 12
2CLK ~2PR
11 10
2Q 9
~2Q 8
74LS74D
0
U2
图1
4
1A VCC
1B 4B
1Y 4A
2A 4Y
2B 3B
2Y 3A
GND 3Y
74LS32D
图2 第4页共5页
数字电路课程设计(节日彩灯控制器&循环彩灯控制电路设计) 设计心得：
上学期我们开设了《模拟电路》与本学期开设的《数字电路》课， 这两门学科都属于电子电路范畴，是我们的电气工程及其自动化专 业的基础课程。正所谓“纸上谈兵终觉浅，觉知此事要躬行。”学习 任何知识，仅从理论上去求知，而不去实践、探索是不够的，所以在 本学期暨模电刚学完、数电即将学完之际，紧接着来一次电子电路课 程设计是很及时、很必要的。这样不仅能加深我们对电子电路的任职， 而且还及时、真正的做到了学以致用。