4．2序列信号发生器
本设计的序列信号发生器采用八进制计数器取自74LS161（四位同步二进制计数器）的低三位和八选一数据选择器74LS151构成。电路图如图3所示。
图3 序列信号发生器
要了解序列信号发生器的工作原理就必须知道计数器74LS161和74LS151的工作原理。下面介绍这两个芯片的工作原理。 4．2．1 四位同步二进制计数器74LS161
74LS161具有清零、置数、计数和保持四种功能，且具有进位信号输出，可串接计数使用。可以实现从0~15的模16加法计数。其引脚排列图、内部结构图和逻辑功能表分别如图4、图5和表1所示。
CP X ↑ X X ↑
MR’ L H H H H PE’ X L H H H CET X X L H H CEP X X H L H 功能 清零 预置 保持 保持 计数 图4 74LS161的引脚排列图 表1 74LS161逻辑功能表
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由表1知，74LS161的功能为：（1）清零功能：当清零端MR’接低电平时，无论PE’、CET、CEP端口接低电平还是高电平，输入端口Dn输入任何数字，输出端Qn都输出0；（2）预置功能：当MR’接高电平，PE’接低电平，时钟的上升沿到来时，输出端Qn输出的为Dn设计的的数字；（3）保持功能：当MR’、 PE’都为高电平，CET、CEP的输入相反时，Qn的输出保持；（4）计数功能：当MR’、PE’、CET、CEP都为高电平时，在时钟信号CP的上升沿到时，计数器开始计数。
图5 74LS161的内部结构
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4．2．2八选一数据选择器74LS151
74LS151 为有互补输出的8选1数据选择器。其引脚排列图、内部结构图和功能表分别如图6、图7和表2所示。
输入 输出
E’ 1 0 0 0 0 0 0 0 0 S2 X 0 0 0 0 1 1 1 1 S1 X 0 0 1 1 0 0 1 1 S0 X 0 1 0 1 0 1 0 1 Z 0 I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7
图6 74LS151引脚排列图
表2 74LS151的功能表
图7 74LS151的内部结构图
S2、S1、S0是地址端，按二进制译码方式，从八个数据输入端I0—I7中，选择一个需要的数据送到输出端Z；E’为使能端，低电平有效。当使能端E’=1时，不论S2、S1、S0的状态如何，均无输出（Z=0，Z’=1），多路开关处于禁闭状态。当E’=0时，多路开关正常工作，根据地址码S2、S1、S0的状态选择I0—I7中某一个通道的数据输送到输出端Z。例如，S2S1S0=000，则选择I0数据到输出端即Z= I0；依次类推，可以得到其他状态地址的电路输出。
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序列信号发生器的工作原理：在图3中，当时钟信号CLK的上升沿到达计数器74LS161时，计数器开始计数，其输出端Q2Q1Q0从000循环计到111。而这三个输出端又作为数据选择器74LS151的三个地址端CBA的输入。74LS151开始根据地址码的状态选择I0---I7中的某一个通道的数据输送到输出端Z’。而I0---I7的数据则由一个八位的拨码开关控制着使每一个通道可以选择输入的是低电平或高电平。 4.3 移位输出显示电路
主要由两个双向移位寄存器74LS194和八个发光二极管组成。74LS194的引脚排列图、内部结构图和功能表分别如图8、图9和表3所示。PO、P1、P2、P3是并行数据输入端；Q0、Q1、Q2、Q3是并行数据输出端；DSR是右移串行输入端；DSL是左移串行输入端；S1、S0是工作模式控制端；MR’是直接无条件清零（复位）端。CP是时钟脉冲输入端。74LS194有并行送数寄存、右移（方向由Q0至Q3）、左移（方向由Q3至Q0）、保持及清零等五种不同的工作模式。S1、S0和 MR’端的控制作用及功能表如表3所示。
图8 74LS194的引脚排列图
图9 74LS194的内部结构图
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功能 MR’ 复位 L 预置 H 右移 H 左移 H 保持 H
S1 X H L H L 输入 S0 CP P0 P1 P2 P3 X X X X X X H ↑ d c b a H ↑ X X X X L ↑ X X X X H X X X X X 表3 74LS194的功能表 Q0 L d DSR Q0 Q0 输出 Q1 Q2 L L c b Q0 Q1 Q1 Q2 Q1 Q2 Q3 L a Q2 DSL Q3 移位输出显示电路的电路图如图10所示。其工作原理为：（1）使 S2的2、3脚导通，则当时钟的上升沿到来时，由于U4的Q3与U5的DSR相连接，U5的Q3又通过序列信号发生器与U2的DSR相连，所以由功能表知，可以实现发光二极管的右移循环流水功能。对序列信号的改变输入所需的数据，可以实现二亮二灭等右移循环流水功能；（2）使S2的1、4脚导通，则当时钟的上升沿到来时，由于U5的Q0与U4的DSL相连接，U4的Q0又通过序列信号发生器与U5的DSL相连，所以由功能表知，可以实现发光二极管的左移循环流水功能。
图10移位输出显示电路
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