内蒙古师范大学计算机与信息工程学院《数字系统综合课程设计》报告
设计题目彩灯控制器电路设计
指导教师戚桂美职称讲师
姓名
学号
日期2013年7月2日
彩灯控制器电路设计
XXXX学院 XXX级XXX班 XXX
指导教师戚桂美讲师
摘要本文介绍了8路彩灯控制器功能的实现，主要通过计数器74LS161和移位寄存器74LS194两个芯片，同时借助了04芯片共同实现花型变化这个功能。
关键词74LS161;74LS194;彩灯控制器电路
1 设计任务及主要技术指标和要求
设计一个能够控制八路彩灯的逻辑电路。要求彩灯组成二种花型，花型Ⅰ——由中间到两边对称性依次亮，全亮后仍由中间向两边依次灭，花型Ⅱ——8路灯分两半，从左自右顺次亮，再顺次灭。并且要求两种花型交替出现。
2引言
8 路彩灯控制器主要通过 74LS161计数器送数使得74LS194移位寄存器左移右移，使得在输出端控制灯亮灭形成花型。
3工作原理
电路利用移位寄存器 74LS194 的不同状态的改变,用74LS161控制串行输入。8个并行输出端接到彩灯上，当双向移位寄存器74LS194的控制端 S1=0,S0=1时,进行右移，S1=1,S0=0时,进行左移;十六位计数器74LS161可以从0000到1111进行计数。可以利用它的Q3对74LS194进行控制。
74LS161是四位二进制同步加数器,除了有二进制加法计数功能外,还具有异步清零、同步并行置数、保持等功能，如表一所示
表一74LS161功能表
从图一可知当CR、LD、P、T等于1时74LS161实行计数功能，记录16个状态。
74LS194 是一个4 位双向移位寄存器,它具有左移,右移,保持,清零等
如表二所示
表二75LS194功能表
在彩灯控制电路设计中只用了74LS194左移右移功能，来实现彩灯的花型，双向移位寄存器74LS194的控制端S1=0,S0=1时,进行右移，S1=1,S0=0 时,进行左移,十六位计数器 74LS161可以从0000到1111进行计数。利用十六位计数器74LS161的功能实现自动循环。
4电路组成部分
图一彩灯控制电路图
5设计步骤及方法
1.1 8个彩灯分为两部分
8路彩灯分为4个一组，用两个74LS194来实现，两种花型分别为从中间到
两边对称性依次亮,全亮后仍由中间向两边依次灭，第二种都从右往左依次亮再依次灭，所以通过对花型的分析可知, 其中一个双向移位寄存器 74LS194 的功能是先左移后右移即先是 S1=1,S0=0,后变成 S1=0,S0=1.而另外一个功能则始终是右移即S1=0,S0=1.根据分析，画出图表，如表三表四所示
1.2 第一部分彩灯的设计
表三74LS194(1)工作关系
根据彩灯所设计的花型写出74LS194中Q0Q1Q2Q3灯亮灭的各个状态，根据194功能表写出SLSR的值由表可看出161中Q3与194中S0是一致的与S1相反，而当74LS161中Q3等于0时,74LS194中SL左移与74LS194中Q0相反，当74LS161中Q3等于1时，74LS194中SR右移与194中Q3相反。
所以电路图中74LS161的Q3通过非门与74LS194中S1连在一起，与S0直接连在一起，74LS194中Q0取反与SL连在一起，Q3取反与SR连在一起。1.3 第二部分彩灯的设计
表四74LS194（2）工作关系
根据第二种彩灯类型写出74LS194中Q0Q1Q2Q3灯亮灭的各个状态，因为灯一直是向右移动根据74LS194功能表写出SLSR的状态值，因为74LS194中SR 右移一直都与Q3相反。
所以电路图中S1接0,S0接1，Q3通过非门连在74LS194的SR上。
1.4 循环的设计
在解决自动循环的问题用74LS161计数器的高电位Q3控制功能既要左移又要右移的74LS194的控制端S1,S0，Q3的前8个状态是左移,而后8个状态则变成右移.S1通过一个非门接到Q3上,而S0直接接到Q可以实现，而74LS194的左移右移则连在自身Q3，Q0上可实现循环。
6电路总体说明
给电路接入电源,然后给两个双向移位寄存器74LS194,十六位计数器74LS161芯片接入持续CP,并且把74LS161中P,T,LD接电源，三个芯片的CR接开关，方便进行清零操作，然后就可以得到题目要求的效果。
7设计所用器材
数字电路实验箱 1 台；74LS161芯片1片；74LS194芯片2片；74LS04 芯片1片；面包板1块；导线若干
通过整个电路设计与制作的整个过程,掌握了对流水灯的设计,组装与调试方法。在流水灯实验设计当中遇到的首要问题有三个:一是电路的总体设计问题；二是电路的连接问题；三是电路的调试问题。在电路刚开始设计时感到毫无头绪，就从网上查找了好多关于这方面的资料，有了一点思路,知道了用74LS161、74LS194芯片，我又从书上找到74LS161、74LS194的功能表，初步设计的电路图。在连接电路图中因为导线头可能接触不良，并且好多导线交叉在一起容易短路，造成测试的时候灯闪的不是设计的花型，并且在测试期间花型的在从左往右移动中会跳过某个该亮的灯，接着再次循环。经过仔细查找发现是导线与面模板接触的有问题。最终重新连接才使得灯花型出现。
经过这次设计彩灯控制电路，最让我感触的是自己完成的作品自己会从心底里激动,只有自己动手动脑才能学到知识。
最后感谢戚桂美老师，她严谨的治学态度,使我学到了很多知识,使我受益匪浅,终身难忘。另外,还要感谢老师对本次设计提出了宝贵的意见。
[1] 余孟尝编《数字电子技术基础简明教程》（第三版）.高等教育出版社
[2]王永军,李景华编《数字逻辑与数字统计》(第三版).电子工业出版社.
[3]毕满清编《电子技术实验与课程设计》 (第二版). 机械工业出版社.
