第二章 单元电路设计 ............................................................................................................ 7 2.1
时钟脉冲产生电路 .................................................................................................... 8
2.1.1 具体实现 ............................................................................................................ 8 2.2 循环控制电路 ............................................................................................................ 9 2.2.1 具体实现： ...................................................................................................... 10 2.3 彩灯花样输出电路 .................................................................................................. 10 2.3.1 运用到74LS194功能表 ...................................................................................11 2.3.2 通过12进制计数器的输出端的C、D信号控制移位寄存器的S0和S1及其ＣＬＲ＇端真值表 ........................................................................................................... 12 2.3.3 彩灯花样输出电路接线图 .............................................................................. 13
第三章 总电路设计 .............................................................................................................. 14 第四章 实验、调试及测试结果分析................................................................................... 15 4.1
结果的调试及分析 .................................................................................................. 15
4.1.1 调试使用的主要仪器: 数字万用表 直流稳压电源 示波器 函数信号发生器 15
4.1.2 测试电路的方法和技巧: ................................................................................ 15 4.2 调试中出现的故障、原因及排除方法： ............................................................... 15 4.2.1 彩灯只有一种花样变化，没有其它的花样： .............................................. 15 4.2.2 彩灯无规律变化： .......................................................................................... 15 4.2.3 彩灯的四种花样都有，但一次循环结束到另一次循环开始中间有段时间彩灯不亮： 15
第五章 总结与设计调试体会 .............................................................................................. 16 第六章 附录 .......................................................................................................................... 17 6.1 6.2
元器件清单： .......................................................................................................... 17 参 考 文 献 .............................................................................................................. 17
第一章 系统组成及工作原理
1.1 设计总体思路
根据课程设计课题要求，要实现本系统，需要设计时钟脉冲产生电路，
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循环控制电路和彩灯花样输出电路。时钟脉冲产生电路由74LS161分频实现，循环控制电路由74LS161和7420实现，彩灯花样输出电路由74LS194和相关逻辑电路实现。
1.2 基本原理
由设计要求出发可知彩灯的三个节拍可以用移位寄存器74LS194实现，通过控制S0和S1实现右移、左移和送数，通过控制CLR＇控制清零。第一节拍为1右移，第二节拍为0左移，第三节拍全亮为置数1，全灭为清零。由于程序循环一次要12秒，故需要一个12进制的计数器控制循环。第三节拍时要求1秒内全灭全亮各一次，故脉冲信号频率比先前两节拍时脉冲频率要快一倍，而且要以相同频率控制CLR’。可以用一个16进制计数器产生脉冲信号，一路送到控制12进制的计数器，一路经逻辑电路送到移位寄存器。
1.3 框图
多 谐 振 荡 器 12进制循环控制器 16进制分频计数器 移位计数器74LS191 彩 灯 显 示 输 出 第二章 单元电路设计
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2.1 时钟脉冲产生电路
用555定时器构成多谐振荡器,电路输出便得到一个周期性的矩形脉冲,其周期为:
T=0.7(R1+2R2)C………………………(1-1)
控制74LS161模十六计数器电阻值和电容值可设为： R1=1KΩ ， R2=20KΩ ， C=0.01μF 由公式（1-1）计算得：T=0.287S
VCC5V
R1 1kohm8U14VCCRST
R27351kohm6DISOUT 2THRTRI555_VIRTUAL5 CONGNDC1 1 C20.01uF 10uF图２.１ 时钟电路
2.1.1 具体实现
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74LS161
用555定时器构成多谐振荡器,电路输出便得到一个周期性的矩形脉冲,控制74LS161模十六计数器，74LS161A输出2倍T的脉冲信号；B输出4倍T的脉冲信号，大约为1S。
2.2 循环控制电路
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12进制循环控制电路示意图(74LS161由74163代替)
2.2.1 具体实现：
如果模N计数器的计数序列从最小0到最大数N-1，那么N是多余的，可用与非门检测N,当N出现时，与非门输出为低，用它控制清零端CR’，将计数器清零。此处工作状态从0000~1011，检测1100（异步清零）。
2.3 彩灯花样输出电路
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