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1、.数字电子技术根底自主设计实验 实验名称:自动循环交替 8 路彩灯控制系统 院 系：*专 业：*班 级：*学 号：*姓 名：傅程 某某*班级 *学号*实验日期*节次*教师签字成绩 实验名称:自动循环交替 8 路彩灯控制系统 1,实验目的:设计能输出指定循环花型彩灯的控制电路 2,总体设计方案或技术路线:总体设计方案：以移位存放器为核心器件,设计 8 路彩灯控制系统.要满足以下要求：a,实现花型 I：由中间到两边对称地依次点亮,全亮后仍然由中间向两边依次熄灭.b,实现花型 II:分成两半,从左自右顺次点亮,再顺次熄灭.c,实现花型 I,II 的自动交替.d,能够实现手动开关清零.利用 555 定
2、时电路组成一个多谐振荡器,发出连续脉冲,作为移位存放器和计数器的时钟脉冲.设计原理图如下：技术路线：花型电路：由 74LS194 双向移位存放器完成可左移右移完成花型变化：当 S0=0,S1=1时,实现左移功能,把 DSL的数移到 Q3,Q3 的数移到 Q2,Q2 的数移到 Q1,Q1 的数移到 Q0.当S0=1,S1=0 时,实现右移功能,把 DSR的数移到 Q0,Q0 的数移到 Q1,Q1 的数移到 Q2,Q2 的数移到Q3.花型变换控制电路：由一片 74LS161两种花型每种显示一遍计数器.74LS161 芯片用的是同步置数,并清零.74LS161 可预置四位二进制计数器.时钟信号电路：
3、555 定时电路组成一个多谐振荡器.3,实验电路图:花型电路：左边 4 个灯的花型电路：右边 4 个灯的花型电路：花型变换控制电路：时钟信号电路：总的电路：RA=10 K,RB=47K,RC=20K,C1=1F,C2=0.01F 4,仪器设备名称、型号和技术指标:a,EEL-69 型模拟、数字电子技术实验箱 b,集成运算放大器应用实验插板 c,直流稳压电源 d,芯片：74LS161,74LS194,74LS00,555 定时器 74LS161 管脚图：译码显示 移位存放器 译码 驱动 控制电路.74LS194 管脚图：74LS00 管脚图：5,理论分析或仿真分析结果:理论分析:由电路图：计数器
4、有 16 个状态,连接到 Q3,前 8 个状态 Q3=0,后 8 个状态 Q3=1.在前 8 个状态时,左边计数器 S0=1,S1=0右移,右边计数器 S0=1,S1=0右移.列出理论数据设输出已清零：CP 左边四个灯Q0Q1Q2Q3 右边四个灯Q0Q1Q2Q3 1 1000 1000 2 1100 1100 3 1110 1110 4 1111 1111 5 0111 0111 6 0011 0011 7 0001 0001 8 0000 0000 这实现了花型 II.之后 8 个状态时,左边计数器 S0=0,S1=1左移,右边计数器 S0=1,S1=0右移.列出理论数据:.CP 左边四个灯
5、Q0Q1Q2Q3 右边四个灯Q0Q1Q2Q3 9 0001 1000 10 0011 1100 11 0111 1110 12 1111 1111 13 1110 0111 14 1100 0011 15 1000 0001 16 0000 0000 这实现了花型 I.之后 8 个状态时 Q3 又变为 0,实现了花型的自动切换和循环.清零开关置于低电平时,输出清零.仿真结果:仿真电路图:555 组成的多谢振荡器输出波形:.花型 II:.花型 I:之后的花型成周期循环,花型 I 和花型 II 交替循环 6,详细实验步骤与实验测量数据记录:.按照实验电路图进展实验电路图连接,连接无误后接通电源,观
6、察花型变化,并写出状态转换表：CP Q0Q1Q2Q3 Q0 Q1 Q2 Q3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 2 1 1 0 0 1 1 0 0 3 1 1 1 0 1 1 1 0 4 1 1 1 1 1 1 1 1 5 0 1 1 1 0 1 1 1 6 0 0 1 1 0 0 1 1 7 0 0 0 1 0 0 0 1 8 0 0 0 0 0 0 0 0 9 0 0 0 1 1 0 0 0 10 0 0 1 1 1 1 0 0 11 0 1 1 1 1 1 1 0 12 1 1 1 1 1 1 1 1 13 1 1 1 0 0 1 1 1 14 1
7、1 0 0 0 0 1 1 15 1 0 0 0 0 0 0 1 16 0 0 0 0 0 0 0 0 调节RB的大小,观察其对输出结果的影响并记录:RB调小时,彩灯的闪烁频率变快.频率变快后,左四盏灯较右四盏灯有很小很小的时间延迟,并不是完全同步的.7,实验结论:经过微小改动,使得满足设计要求的自循环交替 8 路彩灯控制电路成功实现,实验获得圆.满成功.8,实验中出现的问题与解决对策:实验找电路连接好后,花型不正确,经查是左侧 74LS194 连线有误,Q3 先非再接 DSR,Q0 先非再接 DSL,花型变成正常仿真时并没有出现该错误.实验中 RB,RC,C1 参数设计不太对,导致闪烁频率太
8、高,无法看见花型 常亮.改正后,闪烁变慢.闪烁频率变快后,左四盏灯与右四盏灯出现很小很小的延迟,这主要是因为左边电路比右边电路复杂得多,门电路更多产生的.9,本次实验的收获和体会、对实验室的意见或建议:通过本次实验,我更加理解了 74LS161,74LS194 的功能,并且能够更灵活地使用,实验中连接线路比拟复杂,排查错误时比拟困难,这更加锻炼了我的实际动手能力.实验室中有些设备有故障,导线也有坏的,希望能够更加细致的排查,免去我们自己排查导线等操作.10,参考文献:1 杨春玲,王淑娟 数字电子技术根底:高等教育 2 廉玉欣 电子技术根底实验教程 :机械工业 原始数据记录 某某:_ 1,状态转
9、换表：CP Q0Q1Q2Q3 Q0 Q1 Q2 Q3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 2 1 1 0 0 1 1 0 0 3 1 1 1 0 1 1 1 0 4 1 1 1 1 1 1 1 1 5 0 1 1 1 0 1 1 1 6 0 0 1 1 0 0 1 1.7 0 0 0 1 0 0 0 1 8 0 0 0 0 0 0 0 0 9 0 0 0 1 1 0 0 0 10 0 0 1 1 1 1 0 0 11 0 1 1 1 1 1 1 0 12 1 1 1 1 1 1 1 1 13 1 1 1 0 0 1 1 1 14 1 1 0 0 0 0 1 1 15 1 0 0 0 0 0 0 1 16 0 0 0 0 0 0 0 0 调节RB的大小,观察其对输出结果的影响并记录:RB调小时,彩灯的闪烁频率变快.频率变快后,左四盏灯较右四盏灯有很小很小的时间延迟,并不是完全同步的.