武汉理工大学《电子电工技术》课程设计说明书
图2 设计方案一原理图
2.1.2设计方案二
据设计要求，使用移位寄存器来实现循环，设计电路使其可实现以下功能： 1）彩灯右移依次点亮：10000000－01000000－00100000－00010000－00001000－00000100－00000010－00000001；
2）彩灯左移依次点亮：10000000－00000001－00000010－00000100－00001000－00010000－00100000－01000000；
3
武汉理工大学《电子电工技术》课程设计说明书
3）彩灯全亮：11111111； 4）彩灯全灭：00000000。
本设计方案的设计框图如图3所示，根据设计框图，各个单元电路选用的器件为： 1）脉冲发生电路：选用NE555定时器组成的多谐振荡器可以产生频率为1Hz的脉冲。 2）移位寄存器电路：选用两片74LS194来构成8位的移位寄存器电路，通过CP脉冲使其实现左移、右移，从而使彩灯左移、右移循环点亮。
脉冲发生电路 移位寄存器电路 彩灯电路
图3 设计方案二的设计框图
按上述设计电路，设计电路图如图4所示：
2.2 方案的比较和认定
从可实现功能方面考虑，经过仿真，方案一和方案二都能完成设定的功能。但是，方案一没有使灯全亮的功能，而方案二有该功能。
从电路的耗材方面考虑，方案二的电路用的集成电路块数较少，比较节省器件。 综合以上考虑，方案二能够实现的功能多，而且电路较简单，所以决定采用设计方案二。
4
武汉理工大学《电子电工技术》课程设计说明书
图4 设计方案二原理图
5
武汉理工大学《电子电工技术》课程设计说明书
3单元电路的设计
3.1脉冲发生电路
多谐振荡器是一种自激振荡器，在接通电源以后，不需要外加触发信号，便能自动地产生矩形脉冲。
555定时器是一种多用途的数字——模拟混合电路，由于它使用灵活、方便，利用它能既方便地构成多谐振荡器，所以决定用NE555来构成多谐振荡器，来产生1HZ的脉冲。
用555定时器接成多谐振荡器，即将555的2、6端并联，再与RC构成的充放电电路的串联点连接，将7端接到放电点。
输出信号的时间参数是： T=（R9+2R10）*C*ln2 参数选择如下：R9=600K，R10=200K,，C=1uF 则得到的脉冲的频率为f=1/T=1.03Hz 该频率可满足实验要求。
用NE555构成可产生1Hz脉冲的多谐振荡器的原理图如图5所示：
图5 脉冲发生电路原理图
3.2移位寄存器电路
移位寄存器除了具有存储代码的功能外，还具有移位功能。即在其内存储的代码能在移位脉冲的作用下依次左移或右移。
74ls194是4位双向移位寄存器，它具有并行输入、并行输出、左移和右移的功能。利用两片74LS194可以构成八位的移位寄存器。
用74ls194设计的移位寄存器电路的原理图如图6所示：
6
武汉理工大学《电子电工技术》课程设计说明书
图6 移位寄存器电路原理图
将左边一片的Q3、Q0分别作为右边一片的ＳＲ、ＳＬ，将右边一片的Ｑ0、Ｑ3分别作为左边一片的ＳＬ、ＳＲ，可以实现8盏灯的左移和右移的循环。
3.3彩灯电路
8盏灯分别与两片74LS194的8个输出端连接，同时考虑到放光二极管的工作电压，所以接了8个保护电阻R1~R8。当74LS194的任意一个输出端输出的为高点平时，与其相连接的发光二极管点亮。
彩灯电路的设计原理图如图7所示：
7