孙茜-08211097-可编程彩灯电路.doc

孙茜-08211097-可编程彩灯电路.doc电子电工教学基地实验报告实验课程: 数字电路实验实验名称: 可编程彩灯电路实验人员: 报告撰写: 学号: 班级: 1 一、实验目的( 1) 掌握计数器、移位寄存器电路的原理及应用。( 2) 掌握比较器或译码器电路的应用方法。( 3) 掌握 555 电路的应用方法。二、彩灯电路框图: 三、各模块设计: (1 )振荡、分频电路:由 555 产生振荡,在经 74161 计数器进行分频产生 1Hz 左右的时钟供后边电路使用。电路图如下: 参数计算:记 R1 为8、7 管脚之间的电阻, R2 为7、6 管脚之间的电阻。C为6 与地之间的电容。由于电容越大越不精确, 所以我们选择 的电容。如果电阻太大也不好, 所以我们决定用 555 产生 300H z 左右的脉冲。然后经两片 74161 进行 256 分频。振荡频率的公式为 2 CRR f)221( 43 .1??, C=1uF ,则 R1+2R2=48k 由于 555 产生振荡本身并不精确, R2 对频率及占空比影响较 R1 大,所以我们选用 R1=16k , R2=15k 与一 5k 电位器串联以便调节。 555 振荡仿真结果(左图)和分频后仿真结果(右图)如下: (2) 编码、译码电路我们采用 74147 优先编码器,和 74138 译码器来实现, 其管脚如下图: 3 (3) 移位寄存及彩灯显示电路这里我们将实验书上的电路加以改进, 7419 5 只能实现单向移位, 而且价钱较贵, 我们采用价钱便宜但功能更强的 74194 双向移位寄存器 74194 管脚及功能如下: 当 CLR=0 时,清零。当模式为 0 时,寄存器执行保持功能。当模式为 3 时,寄存器为并行送数工作方式,在 CP 的上升沿作用下, 将 A、 B、 C、 D 送入 Q0 、 Q1 、 Q2 、 Q3 。当模式为 1时,在 CP 的上升沿作用下,寄存器执行右移操作。右移操作数据从 SR 串行输入。当模式为 2时,在 CP 的上升沿作用下, 寄存器执行左移操作。右移操作数据从 SL 串行输入。 4 四、总电路如下: 当开关 1, 2, 3, 4 拨至如图所示电路执行右移功能; 当开关 2, 3 拨至相反位置其他两个开关不变电路执行左移功能。移灯的个数由 148 编程决定。当 1, 2, 3 拨至如图所示位置, 4 拨至相反位置, 且 74148 编为 7 有效时, 电路实行右移逐个全亮功能。当 1, 2, 3 拨至相反位置, 4 拨至如图所示位置,且 74148 编为 0 有效时, 电路实行左移逐个全亮功能。 5 五、元件列表元件型号或名称数目 74LS14 71 74LS 1381 5551 74LS161 1 74LS 1942 发