实验5 彩灯控制电路
一、实验目的
1. 掌握彩灯控制电路的设计和实现；
2．综合运用所学器件进行简单电路的设计；
3．熟练掌握74LS00、74LS86、74LS90、74LS138的综合应用。
二、实验设备
1、函数信号发生器
2、数字双踪示波器
3、集成电路：74LS00
4、集成电路：74LS86
5、集成电路：74LS90
6、集成电路：74LS138
7、发光二级管、电阻、开关等
三、实验内容
1、彩灯控制电路要求控制4个彩灯；
2、两个控制信号：S1S0= 00 灯全灭；
S1S0=01 右移，循环显示；
S1S0=10 左移，循环显示；
S1S0=11 灯全亮。
四、实验结果
1.彩灯控制电路简单的系统框图介绍：
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2.详细设计思路：
S1S0每个状态下4个彩灯有四种状态变化，用74LS90产生脉冲，按照四进制接法，接入74LS138作为74LS138芯片的驱动信号，然后进行译码操作，从而实现彩灯的控制电路的设计，下面列出该实验的真值表
其中：QA、QB为74LS90的输出端，G1为74LS138的控制端，A、B、C为输入端，Y0-Y7为输出端，X0、X1、X2、X3为四个彩灯的状态显示，0表示灭，1表示亮。
3.彩灯控制电路逻辑真值表：
彩灯控制电路的真值表
4.由此可以得到相应的逻辑关系如下：
C=S1
B=QA
A=QB
G1=S1⊕S0
X0=Y0+Y4+S1S0
X1=Y1+Y7+S1S0
X2=Y2+Y6+S1S0
X3=Y3+Y5+S1S0
5.实验仿真电路图如下所示：
(1)其中函数信号发生器设置为方波，1Hz；
(2)开关S1中上面为S1，下面为S0，左拨为0，右拨为1；
(3)四个彩灯使用红色发光二极管显示，从左到右的循环等价于图中从上到下的循环，从右到左的循环等价于图中从下到上的循环显示，另外每个二极管各添加了一个500欧的电阻来限制电流，防止二极管烧坏。
6.实验结果显示：
S1S0=00，彩灯全灭
仿真图形如上图所示：
S1S0=01（右移或者下移，循环显示）仿真图形如下：
S1S0=10（左移或者上移，循环显示）仿真图形如下：
S1S0=11（彩灯全亮）
仿真图形如下：
五、故障排除
在搭接电路的过程中，由于对仿真软件不是特别熟悉，以前只是在模电实验中用到过，这次仿真实验刚开始很多原件找了很长时间才找到。本次实验所用的芯片比较多，引脚也很多，第一次调试的时候出现了错误，然后弹出了崩溃的提示，后来经过仔细排查，发现74LS138的引脚连接错误，进而导致仿真结果不出来，再次重新布置线路，连接调试，最终得到了实验所要求的结果。
六、心得体会
这次实验是要求使用Multisim仿真软件完成，而且提供的芯片比较多，基本上是综合了前几次数电实验所用到的所有的芯片，这是一次综合性的实验，有助于我们从整体上把握认识这些芯片的相互关系，用他们共同实现一个复杂的功能。
我们要完成这次实验就要提前对给定的芯片的功能有一个清楚详细的认识，进而进行逻辑分析，列出真值表，然后才能进行电路的搭接和仿真，其次我感受的是这次实验的连线真的是很复杂，引脚太多，稍不注意就会连接出错，所以细心和有耐心是很重要的。
通过本次实验，我加深了对以前所用到的芯片的了解，而且能够通过恰当巧妙的组合来
用他们共同搭接电路，实现一个非常常见也是很有趣味的数电实验。
