数电自主实验

姓名班级学号

实验日期节次教师签字成绩

数字电子技术自主设计实验

实验名称：

数字电路实现节日彩灯控制

摘要：节日的彩灯五彩缤纷，给人们带来了欢乐的气氛。学习了数字电子技术后，也使我产生了设计一组节日彩灯的想法。彩灯的控制电路种类繁多，本次实验采用移位寄存器为核心元件，设计一个8路彩灯控制器。用寄存器的每一位控制一组灯。各组灯布置成各式各样的图案。由于寄存器具有不同的状态，点亮的灯光就形成多种多样的美丽的画面。寄存器的状态不断地循环变化，又给这些图案添加了动感。

实验目的：

(1)通过本次设计性试验，进一步掌握熟练74L194移位寄存器，74L161等芯片的工作原理以及用途。

(2)通过自主设计仿真，熟悉仿真软件multisim的更多的使用方法，锻炼自己的独立思考能力，以及动手实践能力。

实验原理：

本次设计的简易彩灯控制电路是由2片74LS194双向移位寄存器，2片16

位进制的加法计数器74LS161和一些门电路实现的。工作原理如下：整个电路有三个模块组成：模块一产生控制信号，由2片74LS161产生32个控制信号;模块二实现对花型的控制，由一些门电路，第一模块的输出信号来控制2片74LS194的S1和S0，从而实现对花型的控制；模块三实现对产生的四种花型的演示。利用74LS194的左移和右移来实现不同的花型，从而实现彩灯四种花型自动切换。实验器材

数字电子技术实验箱

74LS194两片

74LS161两片

若干与非门，导线

芯片管脚图

实验电路图

异或门搭建

设计步骤及方法

由2片74LS161加法计数器组成的电路产生。先用2片74LS161组成256进制的加法计数器，脉冲信号为同一个CLK，把第一片的CO接在第二片的EP和ET 上，第一片的进位输出作为第二片工作的起始条件，当第一片记满16位时，第一片进位输出为1，第二片开始工作，Q0记为1，把第二片的Q1取反接在两片161的清零端，当Q1为1时就清零，这就使256进制的加法计数器变成32进制的加法计数器，产生的32计数成为彩灯的控制信号。

花型控制实际上是控制74LS194的S1和S0，当S1S0=01时，74LS194实现左移功能，当S1S0=10时，74LS194实现右移功能，所以控制花型，就是控制S1和S0，让第一模块的输出通过一些门电路让S1和S0为1或为0，进而控制花型。表2根据74LS161的变化74LS194 S1S0的变化

74LS161（1）74LS161（2）74LS194（1）74LS194（2）Q3 Q0 S1S0 S1S0

0 0 10 10

1 0 01 01

0 1 10 01

1 1 01 10

要求实现八路彩灯的花型演示，需要2片74LS194，通过第二模块的花型控制，用74LS194的左移和右移来演示4种花型。两片161产生32个电路控制信

号，通过非门，异或门控制两片194的S1S0，进而改变花型，194实现对花型的演示。

表3 花型真值表

CLK 花型1 花型2 花型3 花型4

1 1000 1000 0001 0001 1000 0001 0001 1000

2 1100 1100 0011 0011 1100 0011 0011 1100

3 1110 1110 0111 0111 1110 0111 0111 1110

4 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111

5 0111 0111 1110 1110 0111 1110 1110 0111

6 0011 0011 1100 1100 0011 1100 1100 0011

7 0111 0111 1000 1000 0001 1000 1000 0001

8 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 实验结论：

、

实验过程遇到的问题以及解决方法

参考文献：

【1】郭永贞数字电路实验与EDA技术东南大学出版社

【2】刘国越黄定君数字电子技术基础实验中国水利水电出版社

【3】杨春玲王淑娟数字电子技术基础高等教育出版社

教师签字：