(2)电路实现
下图电路选用同步十六进制计数器74161实现模12分频及节拍控制,用4位双向移位寄存器74191实现彩灯的渐亮、渐灭功能。
图3:四路彩灯显示系统的电路实现
(3)功能分析
四路彩灯显示系统的工作过程如表2所示。74161的输出为Q0Q1Q2Q3;74194的输出为QAQBQCQD;四路彩灯的输出为QaQbQcQd。74194的工作方式控制端M1?Q3?Q2,M0?Q3?Q2。在第一节拍中,M1M0?01,74194实现右移功能,即在时钟脉冲作用下,把DSR?1逐次移进;在第二节拍中,
M1M0?10,74194实现左移功能,即在时钟脉冲作用下,把DSR?0逐次反方
向移进。由于前两个节拍中Q3?0,门G关闭,输出为0,因此四路彩灯的输出QaQbQcQd?QAQBQCQD。在第三节拍中,M1M0?10,74194仍然左移,
QAQBQCQD一直保持为0000。此时Q3?1,门G打开,时钟脉冲CP同时加到
四个输出端QaQbQcQd,由于CP是1Hz秒脉冲,在1s时间内高电平和低电平持续时间均为0.5s,因此QaQbQcQd实现同时亮0.5s、同时灭0.5s,在4s内共进行4次。第三节拍结束后返回第一节拍,如此反复,实现四路彩灯循环显示。
说明 第一节拍 第二节拍 第三节拍
秒脉冲 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 74161 Q3Q2Q1Q0 M1 M0 74194 QAQBQCQD 彩灯输出 QaQbQcQd 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1Hz时钟CP 0 0 1 1 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 1 0 1 0 表2:四路彩灯工作过程 按照设计好的电路图和芯片的引脚图在实验箱上连好线路,经检查无误后,接通电源后,可观察到四个发光二极管按照从左向右逐次渐亮,从右向左逐次渐灭,时亮,然后同时变暗完成3个节拍的循环。与理论分析一致。
附:引脚图及部分芯片功能表
图4:74LS194芯片引脚图
输入
输出 n?1n?1Q0n?1 Q1n?1 Q2 Q3 CR M0 M0 CP DSL DSR D0 D1 D2 D3 0 X X X X X X X X X 1 X X 0 X X X X X X 0 0 0 0 nnQ0n Q1n Q2 Q3 1 1 1 ? X X d0 d1 d2 d3 d0 d1 d2 d3 1 0 1 ? X 1 X X X X 1 O 1 ? X 0 X X X X 1 1 0 ? 1 X X X X X 1 1 0 ? 0 X X X X X 1 0 0 X X X X X X X 1 Q0 Q1 Q2 0 Q0 Q1 Q2 nnQ1n Q2 Q3 1 nnQ1n Q2 Q3 1 nnQ0n Q1n Q2 Q3 nnnnnn表3:74LS194芯片功能表
图5:74LS161引脚图
输入 输出 CR LD CTT CTP CP D0 D1 D2 D3 0 X X X X X X X X 1 0 X X ? d0 d1 d2 d3 1 1 1 1 ? X X X X 1 1 0 X X X X X X 1 1 1 0 X X X X X Q0 Q1 Q2 Q3 0 0 0 0 d0 d1 d2 d3 计数 触发器保持C0=0 保持 表4:74LS161功能表
图6:74LS20引脚图
图7:74LS00引脚图
图8:74LS32引脚图
五、 反思总结