数字电子技术课程设计报告
(彩灯控制器)
专
专业：电子信息工程
班级：7B1211
学号：123025
姓名：白旭飞
年月：2014-6-28
一、设计要求
1. 以8或10个指示灯作为显示器件，能自动的从左到右、从右到左自动的依次被点亮，如此周而复始，不断循环。
2．打开电源时控制器可自动清零，每个指示灯被点亮的时间相同约为0.5S～2S 范围内。
3．用计算机画出设计电路图，进行仿真分析验证其正确性。
4．写设计说明书一份（画总原理框图以及说明主要工作原理，单元电路的设计和元器件的选择，画出完整的电路图和元器件明细表，收获、体会及建议）
二、设计的作用，目的
1.作用
利用控制电路可使彩灯（例如霓虹灯）按一定的规律不断的改变状态，不仅可获得良好的观赏效果，且可以省电（与彩灯全亮相比）。
2.目的
用NE555芯片，74LS151芯片,74LS163芯片,74LS194，以及一些逻辑门芯片完成彩灯控制器。
三、设计的具体实现
1．系统概述
接通电源时，555占空比可调振荡器产生1s单位的脉冲，脉冲送到下一个模块74LS151计数器，目的实现模5计数器，达到每五秒生成一个脉冲输向下一个芯片74LS194移位寄存器以及计数器74LS163。进而彩灯在脉冲的作用下依次点亮，并实现循环，完成实验要求。
2.总体思路
先用555定时器用来生成1s标准单位cp脉冲，把脉冲给计数器74LS151，通过74LS151形成模5加法计数器，再将74LS151输出信号供给74LS194移位寄
存器输入端，Q
0，Q
1，
Q
2
和Q
3
接彩灯然后连接几个逻辑门，把74LS194接成环形
计数器。就能实现基本电路要求。
3.方案设计
总体电路共分三大块。第一块实现时钟信号的产生；第二块实现灯亮灭情况的演示；第三块实现灯亮灭的控制及节拍控制。
3.1单元模块的设计与组成 1.占空比可调振荡器
555集成电路是8脚封装，双列直插型，如图1(A)所示，按输入输出的排列可看成如图1(B)所示。其中6脚称阈值端(TH)，是上比较器的输入；2脚称触发端(TR)，是下比较器的输入；
3脚是输出端(Vo)，它有O 和1两种状态，由输入端所加的电平决定；7脚是放电端(DIS)，它是内部放电管的输出，有悬空和接地两种状态，也是由输入端的状态决定；4脚是复位端(MR)，加上低电平时可使输出为低电平；5脚是控制电压端(Vc),可用它改变上下触发电平值；8脚是电源端，1脚是地端。
把它接成占空比可调振荡器 VCC=,R A =714,R B =714,C=1uf
实现单位1s 的脉冲cp ，将它输出的脉冲加到74LS151的cp 端 2.脉冲设计电路
74LS161
目的实现模5计数器，达到每五秒生成一个脉冲输向下一个芯片
图1（B ）
图1（A ）
图2
实现模5计数器，用它的后五个状态，把D0D1D2D3预置到1011端，OC与通过非门于LD相连，CO端输出到下一个芯片74LS194的cp端。
3.移位寄存设计电路
74LS194
目的：用其输出端对三个彩灯分别进行循环循环控制
图3
把CR 接高电平，SR 接到Q3端，实现环形计数器，D 0D 1D 2D 3预置1000，SL 置空, Q 0接红灯Q 1接黄灯Q 2和Q 3通过一个或非门接一个绿灯，CP 接上一个芯片来的脉冲，要实现开启电路时红灯亮，还要向电路送数，Q 0 Q 1 Q 2 Q 3通过同或门接到S 1端，S 0接高电平，当开启电源时，Q 0 Q 1 Q 2 Q 3通过同或门向S 1端输入高电平，达到S 1 S 0都为高电平，这样就像芯片送数1000，红灯亮，这是Q 0 Q 1 Q 2 Q 3通过同或门向S 1送低电平，这时芯片就会1000→0100→ 0010→ 0001→1000→0100→0010→0001实行循环，这样三个灯就会在5s 为单位的脉冲控制下依次点亮并循环。 4.主要芯片介绍 1.555定时器
如图4为555计时器的引脚图，以及内部构造图。
其工作原理：
它含有两个电压比较器，一个基本RS 触发器，一个放电开关T ，比较器的参考电压由三只5KΩ的电阻器构成分压，它们分别使高电平比较器C1同相比较端和低电平比较器C2的反相输入端的参考电平为
和
。C1和C2的输
出端控制RS 触发器状态和放电管开关状态。当输入信号输入并超过
时，触
发器复位，555的输出端3
脚输出低电平，同时放电，开关管导通；当输入信自
图4
2脚输入并低于时，触发器置位，555的3脚输出高电平，同时放电，开关管截止。
是复位端，当其为0时，555输出低电平。平时该端开路或接。
Vco是控制电压端（5脚），平时输出作为比较器A1的参考电平，当5
脚外接一个输入电压，即改变了比较器的参考电平，从而实现对输出的另一种控制，在不接外加电压时，通常接一个0.01的电容器到地，起滤波作用，以消
除外来的干扰，以确保参考电平的稳定。
T为放电管，当T导通时，将给接于脚7的电容器提供低阻放电电路.
555电路的引脚功能
—
—
TR
触发
TH
阈值
—
R
复位
D
IS
放电端
OUT
输出
>H导通L
H原状态
×H截止H
××L导通L
2.数据选择器74LS151
74LS151为互补输出的8选1数据选择器，引脚排列如图所示，功能见表。
图5
