1）74LS161具有以下功能： ① 清零功能：无论有无计数脉冲CP或其他输入信号为何值，只要R=0，触发器就全部清零，即R=0（低电平有效）是异步清零，作用的优先级别最高。在其他功能时，R=1。 ② 置数功能：在CR＝1的条件下，当LD＝0且有时钟脉冲CP的上升沿作用时，D3，D2，D1，D0输入端的数据将分别被Q3～Q0所接收。由于置数操作必须有CP脉冲上升沿相配合，故称为同步置数。 ③ 计数和保持功能：在CR=LD＝1的条件下，当T＝P＝0时，不管有无CP脉冲作用，计数器都将保持原有状态不变（停止计数）；当CR＝LD＝P＝T＝1时，74LS161处于计数状态，电路从0000状态开始，连续输入16个计数脉冲后，电路 将从1111状态返回到0000状态。
图5 74LS161功能表
2）用74LS161清零端R构成8进制计数器
0000—0001—0010-0011-0100-0101-0110-0111-1000-0000
图6 八进制计数器状态图
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3.4用八进制计数器驱动发光二极管构成七色灯
当CP端输入第一个时钟脉冲时， QA 输出高电平，驱动红色LED发出红光；当第二个时钟脉冲到来时， QB端输出高电平，驱动绿色LED发出绿光；当第三个时钟脉冲到来时， QA、QB端同时输出高电平，驱动红色绿色LED发光，根据混光原理，灯箱对外变黄色；依次类推， QA、QB 、QC端有8种逻辑状态，可使“三基色”灯顺序产生7种色光（红、绿、红+绿=黄、蓝、红+绿=紫、绿+蓝=青、红+绿+蓝=白）来。当第八个时钟脉冲到来时， QA、QB 、QC端均输出低电平，红灯、绿灯、蓝灯全部熄灭片刻；同时Q4端输出高电平，其信号直接送入清零端R，使IC3的内部电路复位；第九个时钟脉冲送入74LS161时，循环上述过程。
四、设计内容和设计方案
4.1设计内容及要求：
设计题目：设计一个七彩循环装饰灯控制器电路。各基本单元电路的设计条件和技术指标如下： 4.1.1整流滤波电路
正弦信号输入电压：220V，50Hz；
整流滤波电路输出电压：12V(24V)，分压输出（供集成电路用）：一组采用稳压管5V；另一组采用集成稳压器。
4.1.2调色时钟脉冲发生和灯光变色控制电路
时钟脉冲振荡频率：灯光每隔0.1s~5s自动变换一种颜色
灯光变色控制电路：采用同步加法计数器。输出的高电平应满足晶闸管或晶体管控制电平的要求。 负载电路
红、绿、蓝3基色灯：12V，8W。(24V，8W)，或发光二极管。 晶闸管：最大反向电压 ≥1.414U2。
4.1.3要求控制器能长年通电使用，性能可靠。
4.1.4要求画出完整的设计电路图，计算电路各元器件参数，写出设计总结报告
4.2设计方案：
4.2.1：电路整体的设计和功能
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4.2.2：方案
交流工频220v电压经过变压器后形成12v交流电压，该电压通过整流滤波后形成12v直流电压，其一路直接供发光二极管回路使用，另一路则通过稳压滤波电路形成5v的稳定直流电压，为555定时器以及定时器提供电源。555定时器构成的多谐振荡器在5v电源作用下自动产生矩形脉冲，脉冲的时间以及占空比可以通过其电阻电容的选择来决定。再利用集成计数器构成八进制计数器，多谐振荡器为该八进制计数器提供cp 脉冲，八进制计数器的输出则用来驱动三极管工作，进而驱动发光二极管工作，八进制计数器不同时间的输出结果驱动不同数目不同组合的发光二极管工作，从而形成七种颜色的彩灯。考虑到计数器输出高电平的大小以及三极管基极的电流限制，我们选择了电阻来进行限流，在发光二极管两侧，由于其有限定的两端电压，所以采用电阻来进行分压。在这些细节工作也基本完成之后，方案完成。
4.2.3： 方案图以及必要的说明
LED1 LED2 LED3
D1 D3 R1 V1 T1 C1 D6 R2 R4 8R7 R8 R9
D5 D2 D4 OUT 3 7 DIS 6 THR 2 TRI C2 5 CON C3 GND C4 1 R3 4RSTVCC U1 3456U2 A VCC16 B QA 14 R6 CD QB 13 QC 12 7 ENP QD 11 10 ENT 15 RCO 9 ~LOAD 1 ~CLR & U3A 2 CLK 8 GND R5 Q1 Q2 Q3
图7 设计方案图
上图为我们的设计方案图，在这部分，我们重点讨论使用74Ls160集成计数器构成八进制计数器的方法，各电阻电容二极管的选择将在参数计算和器件选择上进行讨论。采用74LS160构成八进制计数器可以采用复位端R，也可以采用置位端L，我的设计采用R端来实现，74LS160是异步清零，所以在计数器计数到1000时，将最高位的高电平1经过与非门产生低电平0，计数器立即清零，重新开始计数。多谐振荡器产生的脉冲直接影响发光二极管的发光频率，所以我们设计其脉冲周期为0.7S，具体参数选择和计算见下文。
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五、一些参数的计算及一些器件的选择
5.1 三极管的选择
三极管的选择可以说是整个参数计算的起始起点，我选择的三极管为实验常用三极管S9013 H331，其集电极电流ICmax?0.5A,放大倍数??331，
VBE?0.7V,VCEmax?25V
5.2 三极管基极限流电阻选择
由于一般的发光二极管 LED的正向导通电流为2-20mA,所以用IC?3.31mA来计算，则因为??331，所以IB?3.31/331?0.01mA。由于74LS161的高电平输出为
3.6V
，
所
以
限
流
电
阻
两
端
电
压
VR?3.6?VBE?3.6?0.7?2.9V,R?2.9/0.01?290K?,所以可选择图7中的电
阻R4,R5,R6=300K?
5.3 三极管发射极分压电阻的选择
由于三极管集电极与发射极之间最大允许电压大于发光二极管正向端电压
12V，所以分压电阻的选择比较随意，例如取R?1000?,又发光二极管的导通电压大致为2到3V，所以集电极与发射极两端电压VCE?5.59到6.69V,所以可选择图7中的电阻R7,R8,R9=1K?
5.4变压器的选择
由于模拟电子技术教材上三极管两端通常使用VCC?12V，所以为了和这个电压
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相符合，简化运算，故将变压器副端电压控制为为12V,又由于负载端电流约为3.31mA，所以变压器的功率为P=U*I=12*0.00331=0.04W.所以选择变压器匝数比为55：3，功率为0.04W.
5.5 整流二极管的选择
流过整流二极管的品均整流电流IDF?1/2I0?1.655mA 二极管承受的最大反向电压为VDR?2V2?122V 所以选择的整流二极管为IF?(1.5~2)IDF?2.5~3.3mA
VR?(1.5~2)VDR?25~34V
其中IF和VR是二极管的最大平均整流电流和最高反向工作电压参数 所以选择整流桥2W10来替代图7中的四个整流二极管:D1，D2，D3，D4
5.6 其它二极管的选择
5.6.1 稳压二极管D5
稳压二极管的作用是将电压稳定在5V，故查找稳压二极管手册后选择型号为1N-4734A的二极管作为稳压二极管D5 5.6.2 隔离二极管D6
因为该二极管仅起到一个隔离作用，所以用普通二极管2CZ11J即可，所以选择D6为2CZ11J。
5.7滤波电容的选择
滤波电容的选择通常采用公式：??RLC?T/2
对于滤波电容C1,由于RL?12/0.00331约为3.7K?,工频电压周期T=0.02S，所以可取RLC?4*T/2,所以可得C1=0.04/3700=10.8?F
对于滤波电容C2,经相关实验所得数据，RL?5/(0.42mA~0.488mA)=
10.4~11.9K?
所以C2?88.2~168.3?F
故综上所述，电容C1选用10uF/50V的电解电容 电容C2选用标称值为100uF/50V的电解电容
5.8多谐振荡器电阻电容的选择
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