彩灯控制器

一、 设计内容及要求：

设计一个彩灯控制器，要求：

1. 四路彩灯从左向右逐次渐亮，间隔为1秒。 2. 四路彩灯从右向左逐次渐灭，间隔为1秒。

3. 四路彩灯同时点亮，时间间隔为1秒，然后同时变暗，时间为1秒，反复4次。

二、总体框图

脉冲发生器 计数器 数据选择器 彩灯

图（1）总体框图

移位寄存器

根据设计要求，电路设计大体思路如下：

由脉冲发生器发出频率脉冲信号，利用计数器加法计数功能输出0000~1111的脉冲信号，经过数据选择器分别在0000~0011，0100~0111，1000~1111三个时段输出不同的高低电平，控制移位寄存器实现右移→左移→置数功能，从而控制彩灯按照设计要求实现亮灭。

三、选择器件

本次课程设计所用器件如表一 ：

表一 本次课程设计所用器件

型号 74LS163 74LS194 74150 74LS04 PROBE XFG2

1

名称 同步二进制计数器 4位双向移位寄存器 十六选一数据选择器 非门 彩灯 脉冲发生器 数目 1 1 3 1 4 1

1.同步二进制计数器74LS163

表二7-3 74LS163功能表

输 入 CP ↑ ↑ ↑ × ×

根据逻辑图、波形图、功能表分析，74LS163具有如下功能：

× 0 1 1 1 0 1 1 1 1 EP × × 1 0 × ET × × 1 × 0 输 出 Q 全“L” 预置数据 计数 保持 保持 2

管脚图 逻辑符号

1) 1是同步4位二进制加法计数器，M=16，CP上升沿触发

2) 2既可同步清除，也可异步清除。同步清除时，清除信号的低电平将在下一个CP上升沿配合下把四个触发器的输出置为低

电平。异步清除时，直接用清除信号的低电平把四个触发器的输出置为低电平。

3) 3同步预置方式：当LD = 0时，在CP作用下，计数器可并行打入预置数据.当LD = 1时，使能输入PT同时为高电平，在

CP作用下，进行正常计数。

4) PT任一为低时，计数器处于保持状态。

5) 5 CO为进位输出，可用来级联成n位同步计数器。

2．四位双向移位寄存器74LS194

74LS194内部原理图

74LS194四位双向移位寄存器具有左移、右移、并行数据输入、保持、清除功能。

1）从图1中74LS194的图形符号和引脚图分析。SRG4是4位移位寄存器符号，D0~D3并行数据输入端、DSL左移串行数据输入端、DSR右移串行数据输入端、SA （M0）和SB （M1）（即9脚和10脚）工作方式控制端分别接电平开关，置1或置0，CP时钟输入端接正向单次脉冲，清零端

接负向单次脉冲，Q0~Q3输出端。

表三 逻辑符号 逻辑框图

3

3．十六选一数据选择其74150

74150内部原理图

74150逻辑功能表 D X 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1

C X 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 B X 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 A X 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 4

Strobe 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 W 1 E0 E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 E8 E9 E10 E11