四路彩灯显示电路_数字逻辑_课程设计上课讲义
4路彩灯控制器课程设计数电
电子技术课程设计---彩灯控制器学院：电子信息工程学院班级：姓名学号：指导教师：彩灯控制器一、设计任务与要求：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、总体框图图（1）总体框图根据设计要求，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1.同步二进制计数器74LS163表二7-3 74LS163功能表输入输出CP EP ET Q↑×0 ××全“L”↑0 1 ××预置数据↑ 1 1 1 1 计数× 1 1 0 ×保持× 1 1 ×0 保持根据逻辑图、波形图、功能表分析，74LS163具有如下功能：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74LS19474LS194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。
数电课程设计四花样彩灯控制器
课程设计说明书课程设计名称：数字电路课程设计课程设计题目：四花样彩灯控制器学院名称：信息工程学院专业：通信工程班级： 1１０４2２学号: 11０4２215 姓名：陈粤龙评分：教师：20 13 年 9 月 23 日数字电路课程设计任务书20 １2 －2０13 学年第 1 学期第１9 周- ２０周题目四花样彩灯控制内容及要求(1) 彩灯一亮一灭,从左向右移动（2) 彩灯两亮两灭，从左向右移动（3）四亮四灭,从左向右移动(4）从１~8从左到右逐次点亮，然后逐次熄灭（5）四种花样自动变换.进度安排1. 布置任务、查阅资料、选择方案、领仪器设备:2天2。
仿真、画PCＢ线路图：2天３。
领元器件、制作、焊接：3天4．调试：２天ﻫ5. 验收：1天6. 提交报告:201３－20１4学年第一学期2—3周学生姓名：陈粤龙指导时间:2周指导地点：E610 任务下达2013年 9月 2２日任务完成20１3 年 9 月2５日考核方式1．评阅□２.答辩□3．实际操作□4．其它□指导教师系(部）主任注：１、此表一组一表二份，课程设计小组组长一份；任课教师授课时自带一份备查。
2、课程设计结束后与“课程设计小结"、“学生成绩单”一并交院教务存档。
摘要彩灯控制器在我门日常生活中有重要的运用，如广告牌的设计和节日彩灯的设计都能运用到它的原理.本次设计的四花样彩灯控制器是其中较简单的,但这是进行复杂设计的基础。
本次课程设计要设计一个四花样彩灯控制器。
首先要分析设计要求，从要实现四花样入手推导出要使用的芯片。
可通过八位右移寄存器７4LS164实现八个彩灯的向右移动,从它的右移输入端输入四种码来实现它的四种花样。
根据四种花样确定这四种码，可通过模十六计数器７４LS１61的输出端接与门74LS08和非门74LS0４产生。
要实现彩灯的自动转换，把四种码输入四选一数据选择器74LS １５３的四个输入端,它的地址输入端接双Ｄ触发器7４LS74的两个输出端，74L Ｓ74可产生四种循环的状态，从而实现彩灯的自动转换。
电子工艺实验报告(四路彩灯)讲解
电子工艺与数字逻辑课程设计报告班级：姓名：学号：指导教师：撰写日期：目录目录目录 (2)第一章课程设计内容与要求分析 (4)1.1 课程设计内容 (4)第二章单元电路 (5)2.1系统单元电路组成 (5)第三章实现 (6)3.1零件清单 (6)3.2实物电路图 (6)3.3结果 (8)第四章 74LS194功能表 (9)第五章实验总结 (11)第六章参考文献 (12)第七章评语及成绩 (13)、一、课程设计任务书1.课程题目四路彩灯显示系统设计2.设计内容设计一个四路彩灯控制器,要求系统启动后自动从初始状态按照规定程序完成3个节拍的循环演示。
第一节拍：四路彩灯从左向右逐次渐亮，灯亮时间1S，共用4S；第二节拍：四路彩灯从右向左逐次渐灭，也需4S；第三节拍：四路彩灯同时亮0.5S,然后同时变暗,进行4次,所需时间也为4S。
第一章课程设计内容与要求分析第一章课程设计内容与要求分析1.1课程设计内容设计要求设计用中规模集成电路设计并制作一个四路彩灯显示系统，要求如下：1.开机自动置入初始状态后即能按规定的程序进行循环显示；2.程序由三个节拍组成：第一节拍时，四路输出Q1～Q4依次为1，使第一路彩灯先点亮，接着第二，第三，第四路彩灯点亮。
第二节拍时，Q4～Q1依次为0，使第四路彩灯先灭，然后使第三，第二，第一路彩灯灭。
第三节拍时，Q1～Q4输出同时为1态0.5秒，然后同时为0态0.5秒，使四路彩灯同时点亮0.5秒然后同时灭0.5秒，共进行4次。
每个节拍耗时都为4秒，执行一次程序共需12秒；3.用发光二极管模拟显示彩灯系统的各节拍。
第二章单元电路2.1系统单元电路组成模12计数器74LS163起节拍产生和控制作用，每4s一个节拍，3个节拍共12s后反复循环。
大致电路图如下：四路彩灯8.doc四路彩灯8.doc由一个74LS163、一个与门和一个与非门组成，这图用的是反馈置数法，当输出端QD,QC,QB,QA为1011时，LOAD’端接收到低电平0，此时74LS163输出端就重新回到了0000状态。
四路彩灯显示系统逻辑电路设计
由于程序循环一次要12s，故需要一个12进制的计数器控制循环。第三节拍时要求1s内全灭全亮各一次，故脉冲信号频率比先前两节拍时脉冲频率要快一倍，而且要以相同频率控制 。可以用一个十六进制计数器产生脉冲信号，一路送到控制十二进制的计数器，一路经逻辑电路送到移位寄存器。
0
1
1
0
1
1
1
1
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1
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1
1
由表 2.1.1可知，应用反馈复位法，可在 为1100时，使 置零，从而达到异步清零的功能，跳过下面四个无效状态，则可得:
另外， 、ENT、ENP接高电平，CLK接脉冲。
图 2.1.1即为利用反馈复位法设计的十二进制计数器的逻辑电路图。
图 2.1.1 自然态序十二进制计数器
00
0
1
1
0
01
0
1
1
0
11
d
d
d
d
10
0
1
1
0
可得
用与门和非门实现此逻辑函数的逻辑图，如图2.1.2所示:
图2.1.2四路彩灯状态显示逻辑电路
2.2
2.2.1
由于需要产生两路控制频率，一路送至十二进制计数器，一路经逻辑电路送至移位寄存器，所以需要两片74LS161；由于一片74LS161需采用反馈复位法构成十二进制计数器， ，所以需要74LS20一片，74LS04一片。
数字逻辑综合性实验设计报告
课程名称数字逻辑实验
题目名称四路彩灯显示系统逻辑电路设计
PLC控制四条彩灯显示基本知识概述PPT课件145
1.2.5 S7-200系列PLC外围电路
1.S7-200系列CPU224型PLC端子介绍
CPU224型PLC，其输入、输出、CPU、电源模块均装设在一个
基本单元的机壳内，是典型的整体式结构。当系统需要扩展时，选用 需要的扩展模块与基本单元相连。CPU224基本单元提供了14个输入点 (I0.0～I0.7和I1.0～I1.5)和10个输出点(Q0.0～Q0.7和Q1.0～Q1.1)，在编 写端子代码时采用八进制，没有0.8和0.9，共24个基本输入/输出点。
3.顺序功能图
顺序功能图SFC （Sequential Function Chart）又称状态转移图，它是描 述控制系统的控制过程、功能和特性的一种图形，也是设计PLC的顺 序控制程序的有力工具。顺序功能图主要由步、动作、起动条件等部 分组成，如下图所示：
4.功能块图
功能块图（FBD）又称逻辑指令，它是一种类似于数字逻辑门电路的 PLC图形编程语言，用逻辑框图来表示各种控制条件。控制逻辑常用 “与”、“或”、“非”3种逻辑功能进行表达，每种功能都有一个 算法。运算功能由方框图内的符号确定，方框图的左边为逻辑运算的 输入变量，右边为输出变量，没有像梯形图那样的母线、触点和线圈， 如下图（b）所示：
(1)基本输入端子
(2)基本输出端子
CPU224晶体管输出端子如下图所示：
CPU224继电器输出端子如下图所示：
2.PLC的特点
（1）抗干扰能力强，可靠性高 （2）适应性强，应用灵活 （3）系统设计、安装、调试方便 （4）维修方便、维修工作量小、功能完善 （5）体积小、重量轻、功耗低
3.PLC的发展方向
①网络通信功能增强。 ②发展智能输入/输出模块。 ③采用多样化编程语言。 ④增强外部故障检测及处理能力。
四路彩灯显示电路_数字逻辑_课程设计
数字电路逻辑设计课程设计设计标题：四路彩灯显示体系专业班级：姓名：学号：设计课题：四路彩灯显示体系设计1.设计义务和请求设计一个四路彩灯掌握器,设计请求如下：（1）接通电源后,彩灯可以主动按预先设置的程序轮回闪耀.（2）设置的彩灯花型由三个节奏构成：第一节奏：四路彩灯从左向右逐次渐亮,灯亮时光1s,共用4s;第二节奏：四路彩灯从右向左逐次渐灭,也需4s;第三节奏：四路彩灯同时亮s,然后同时变暗,进行4次,所需时光也为4s.（3）三个节奏完成一个轮回,一共须要12s.一次轮回之后反复进行闪耀.2. 设计剖析四路彩灯既有四路输出,设依次为d Q.c Q.b Q.a Q,若“1”暗示灯亮,“0”暗示灯灭,由课题请求可知四路彩灯显示体系请求如下表1所示的输出显示.表1四路彩灯输出显示由上表可知,须要一个分频器起节奏产生和掌握感化,每4s一个节奏,3个节奏共12s后反复轮回.一个节奏停止后应产生一个旌旗灯号到节奏程序履行器,完成彩灯渐亮.渐灭.同时亮.同时灭等功效.分频及节奏掌握可以用一个模12计数器来完成;彩灯渐亮.渐灭可以用器件的左移.右移功效来实现,是以可选用移位存放器74194来完成.同时亮0.5s.同时灭0.5s 可斟酌把1Hz 的秒脉冲旌旗灯号直接加到输出显示端来完成.综上所述,要完成四路彩灯显示功效须要有分频器.节奏掌握器.节奏程序履行器及脉冲源等电路.记第一,二,三节奏分离为012Y YY 有用时光应为4秒,0Y 停止1Y 立时开端,1Y 后2Y 立时开端,如斯轮回不竭.为此可斟酌采取移位存放器构成的移位型掌握器.因为有三个状况,是以须要用三个触发器对现时状况进行记忆,为使各状况的有用时光距离为4秒,则驱动该移位掌握器动作时钟周期应为4秒.应在开机刹时,使移位型掌握器的状况被肯定下来,即012Y YY 节奏应为100,可掌握输入旌旗灯号使触发器置位.复位来实现.为实现0Y 功效请求器件具有右移功效,为实现1Y 功效请求器件有左移功效;并且左.右移输入可为“0”也可为“1”;为实现2Y 功效,请求器件同时具有并行置数功效.是以可选用一种具有左移.右移和并行置数功效的通用移位存放器74LS194.74LS194具有并行输入端A.B.C.D,并行输出端A Q .B Q .C Q .D Q ,右移输入端SR,左移输入端SL 和模式掌握输入端0S ,1S 以及一个无前提直接消除端CLR.模式掌握输入0S ,1S 有00.01.10.11四种组合方法,分离暗示双向移位存放器所具有的四种功效,即制止.右移.左移和并行置数.为了使当012Y YY =100时,01S S =01（右移）,012Y YY=010时,01S S =10（左移）,当012Y YY =001时01S S =11（并行置数）.74LS194的输出端初态均为零,在开机刹时,使移位掌握端01S S的状况被肯定下来,即 012Y YY=100时,01S S =01 右移串行数据输入端 SR 经脉冲旌旗灯号经四分频电路和 经由过程两或门构成的节奏电路,使四路彩灯从右到左依次亮共 4秒 ,当012Y YY=010 01S S =10 左移串行数据输入端 SL 经脉冲旌旗灯号经四分频电路和 经由过程两或门构成的节奏电路,使四路彩灯从左到右依次灭共 4秒,012Y YY=001 01S S =11 并行数据输入端 A.B.C.D 经脉冲旌旗灯号经四分频电路和 经由过程两或门构成的节奏电路,使四路彩灯同时为“1”0.5秒.同时为“0”0.5秒,反复4遍共4秒,完成一个轮回共需12秒,12个CP 脉冲. 3. 设计计划剖析以上设计义务,该掌握体系完成如图3-4所示的掌握流程,体系构造框图如图3-5所示.个中脉冲源采取秒脉冲产生器,用以供给频率为1Hz 的时钟旌旗灯号;分频器将1Hz 的时钟旌旗灯号四分频,用以产生（即4S ）的时钟旌旗灯号;节奏掌握器产生三个节奏轮回的掌握旌旗灯号;节奏程序履行器完成在每个节奏下的体系动作,即数据的左移.右移和送数功效,可以应用双向通用移位存放器74LS194完成;显示电路完成体系轮回演示的指导,可以用发光二极管模仿.体系掌握流程图及掌握体系构造框图如下图所示：图1：四路彩灯掌握流程图 图2：四路彩灯掌握体系构造框图4. 设计实现下图为四路彩灯显示的一种简略单纯实现电路.该电路选用同步十六进制计数器74161实现模12分频及节奏掌握,用4位双向移位存放器74191实现彩灯的渐亮.渐灭功效.图3：四路彩灯显示体系的一种实现电路四路彩灯显示体系的工作进程如表2所示.74161的输出为0123Q QQ Q ;74194的输出为A B C D Q Q Q Q ;四路彩灯的输出为a b c d Q Q Q Q .74194的工作方法掌握端132M Q Q =+,032M Q Q =+.在第一节奏中,1001M M =,74194实现右移功效,即在时钟脉冲感化下,把1SR D =逐次移进;在第二节奏中,1010M M =,74194实现左移功效,即在时钟脉冲感化下,把0SR D =逐次反偏向移进.因为前两个节奏中30Q =,门G 封闭,输出为0,是以四路彩灯的输出a b c d A B C D Q Q Q Q Q Q Q Q =.在第三节奏中,1010M M =,74194仍然左移,A B C D Q Q Q Q 一向保持为0000.此时31Q =,门G 打开,时钟脉冲CP 同时加到四个输出端a b c d Q Q Q Q ,因为CP是1Hz 秒脉冲,在1s 时光内高电温和低电平中断时光均为0.5s,是以a b c d Q Q Q Q ,在4s 内共进行4次.第三节奏停止后返回第一节奏,如斯反复,实现四路彩灯轮回显示.表2 四路彩灯工作进程注：时钟由第三节奏的1011返回到第一节奏的0000轮回进行5. 四路彩灯体系程序表6. 设计解释应用74LS02N节奏掌握器.74LS74D构成的四分频电路,74LS194D阁下双向移位.下面是它们的引脚图：7. 所需器件74LS32 5个.74LS194D 1个.74LS00 4个.74LS10 2个.74LS161 1个开关 1个.时钟源10000 HZ 5V 1个.5V 电压源 1个.探灯4个.导线若干条.8. Multisim仿真电路图经由过程Multisim仿真,该电路可以实现试验请求的四路彩灯显示体系及其轮回.9. 设计实现功效体系启动后按开关两次, 主动从初始状况按照划定程序完成3个节奏的轮回演示.第一节奏：四路彩灯从左向右逐次渐亮.第二节奏：四路彩灯从右向左逐次渐灭.第三节奏：四路彩灯同时亮,然后同时变暗.10. 实际电路的衔接和调试按照仿真的电路图和上面芯片的引脚图在面包板上连好线路,经检讨无误后,接通电源可看到四个二极管都亮,拔动开关,调好脉冲,不雅察二极管的变更,可以看到电路和仿真的一样.11. 设计应用该设计制造成饰灯,增长彩灯的数目可实际所须要的图形输出,作闪耀灯光应用可应用于贸易告白或者霓虹灯和家居装潢品.12.经验总结经由过程本学期对数字电路逻辑设计一书的进修,经由过程查找材料和网上搜刮相干材料,完成了本次课程设计.我又一次应用了所学常识,进一步懂得到本身所学的常识的感化.下面是我此次课程设计的心得领会.起首是四路彩灯电路的设计,我发明本身对芯片的功效照样不太懂得,后来又从新查了一遍,选择了适合的芯片.但又在连线时出了问题,出了问题其实不主要,主要的是让本身沉着下来,居心去找出问题的地点.然后用本身所学常识解决失落问题,硬是不克不及解决的,可以去就教他人,但在问他人的时刻,必定要懂得对方是如何解决失落这个问题的,不然你将一无所得,下次碰到这个问题你一样又不知道.其次是电路的衔接,线路衔接比划图难多了.在衔接的时刻先要检讨芯片.电线等.在衔接的时刻也要异常的仔细,并且要有耐烦,只要接错一根,就前功尽弃了.是以,要学会耐烦过细的做一件事,不要毛躁,不要粗心.当然,和他人的合作也异常主要.未来走入社会,可否找到好工作,或者说事业顺遂,团队合作占了很重的分量,而当今社会,许多公司.企业都异常看重团队合作精力.最后,我要感激黉舍给我们如许的实践机遇,也感激先生对我们的耐烦教诲.总之,此次设计,让我领会到了团队合作的主要性,让我今后做事更有耐烦,加倍仔细.。
四路彩灯显示系统逻辑电路设计
哈尔滨工程大学数字逻辑综合性实验设计报告课程名称数字逻辑实验题目名称四路彩灯显示系统逻辑电路设计班级学号学生姓名同组班级同组学号同组姓名指导教师武俊鹏、孟昭林、刘书勇、赵国冬2013 年 06 月摘要四路彩灯常有于节庆场合，依据某种规则点亮或许闪耀彩灯，本次数字逻辑电路设计实验主要达成四路彩灯的控制流程，控制流程以下：第一路彩灯先点亮，而后挨次点亮第二路、第三路、第四路；第四路先灭，而后第三路、第二路、第一路挨次灭；四路彩灯均亮灭，共四次；从 1)开始循环。
本次实验采纳中小规模集成电路进行彩灯显示系统的设计，详细使用74LS161作为循环控制电路，74LS194控制彩灯花型显示，并用若干基本与门、非门、与非门等芯片基本逻辑电路。
重点词：四路彩灯；计数器；移位存放器；中小规模集成电路；目录目录1 需求剖析错误!不决义书签。
基本功能要求错误 ! 不决义书签。
创新拓展功能错误 ! 不决义书签。
设计原理错误!不决义书签。
系统逻辑构造设计错误 ! 不决义书签。
循环控制电路错误 !不决义书签。
四路彩灯状态显示错误 ! 不决义书签。
系统物理构造设计错误 ! 不决义书签。
循环控制电路物理构造错误 !不决义书签。
状态显示电路物理构造错误 !不决义书签。
完好系统电路物理构造错误 !不决义书签。
3 系统实现错误!不决义书签。
系统实现过程错误 !不决义书签。
系统测试错误 !不决义书签。
系统最后电路图错误 ! 不决义书签。
系统团队分工错误 !不决义书签。
4 总结错误!不决义书签。
参照文件错误!不决义书签。
1需求剖析基本功能要求用小规模集成电路设计并制作一个四路彩灯显示系统的要求以下：开机自动置入初始状态后即能按规定的程序进行循环显示。
程序由三个节拍构成：第一节拍时，四路输出 Q1~Q4挨次为 1，使第一路彩灯先点亮，接着第二路、第三路、第四路彩灯挨次点亮；第二节拍时， Q4~Q1挨次为 0，使第四路先灭，而后第三路、第二路、第一路彩灯挨次灭；第三节拍时， Q1~Q4 输出同时为 1 态，而后同时为 0 态，使四路彩灯同时点亮，而后同时灭，共进行 4 次。
数字逻辑四路彩灯设计
电子课程设计-四路彩灯显示系统学院：电气信息工程学院专业班级：姓名：学号：指导老师：2011年12月1、设计任务与要求1、设计任务用中规模集成电路设计并制作一个四路彩灯显示系统，要求如下：1、机自动置入初始状态后即能按规定的程序进行循环显示。
2、程序由三个节拍组成：第一节拍时，四路输出Q1～Q4依次为1，使第一路彩灯先点亮，接着第二，第三，第四路彩灯点亮。
第二节拍时，Q4～Q1依次为0，使第四路彩灯先灭，然后使第三，第二，第一路彩灯灭。
第三节拍时，Q1～Q4输出同时为1态0.5秒，然后同时为0态0.5秒，使四路彩灯同时点亮0.5秒然后同时灭0.5秒，共进行4次。
每个节拍费时都为4秒，执行一次程序共需12秒1、用发光二极管显示彩灯系统的各节拍；2、 功能扩展（自选）2、设计要求1、设计思路清晰，给出整体设计框图；2、设计各单元电路，给出具体设计思路、电路器件；3、总电路设计；4、计算机仿真5、安装调试电路；6、写出设计报告；二、总体框图1、框图移位计数器74LS19112进制循环控制器多谐振荡器彩灯显示输出16进制分频计数器图12、设计方案分析以上设计任务，该控制系统完成如图3-4所示的控制流程，系统结构框图如图3-5所示。
其中脉冲源采用秒脉冲发生器，用以提供频率为1Hz的时钟信号；分频器将1Hz的时钟信号四分频，用以产生0.25Hz（即4S）的时钟信号；节拍控制器产生三个节拍循环的控制信号；节拍程序执行器完成在每个节拍下的系统动作，即数据的左移、右移和送数功能，可以使用双向通用移位寄存器74LS194完成；显示电路完成系统循环演示的指示，可以用发光二极管模拟。
图23、设计分析：记第一，二，三节拍分别为Y0Y1Y2有效时间应为4秒，Y0结束Y1马上开始，Y1后Y2马上开始，如此循环不断。
为此可考虑采用移位寄存器构成的移位型控制器。
由于有三个状态，因此需要用三个触发器对现时状态进行记忆，为使各状态的有效时间间隔为4秒，则驱动该移位控制器动作时钟周期应为4秒。
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四路彩灯显示电路_数字逻辑_课程设计
数字电路逻辑设计
课
程
设
计
设计题目：四路彩灯显示系统
专业班级：
姓名：
学号：
设计课题：四路彩灯显示系统设计
1. 设计任务和要求
设计一个四路彩灯控制器,设计要求如下：
（1） 接通电源后，彩灯可以自动按预先设置的程序循环闪烁。
（2） 设置的彩灯花型由三个节拍组成：
第一节拍：四路彩灯从左向右逐次渐亮，灯亮时间1s ，共用4s ； 第二节拍：四路彩灯从右向左逐次渐灭，也需4s ；
第三节拍：四路彩灯同时亮0.5s,然后同时变暗,进行4次,所需时间
也为4s 。
（3）三个节拍完成一个循环，一共需要12s 。
一次循环之后重复进行闪烁。
2. 设计分析
四路彩灯既有四路输出，设依次为
d
Q 、
c
Q 、
b
Q 、
a
Q ，若“1”表示灯亮，
“0”表示灯灭，由课题要求可知四路彩灯显示系统要求如下表1所示的输出显示。
表1 四路彩灯输出显示
由上表可知，需要一个分频器起节拍产生和控制作用，每4s 一个节拍，3个节拍共12s 后反复循环。
一个节拍结束后应产生一个信号到节拍程序执行器，完成彩灯渐亮、渐灭、同时亮、同时灭等功能。
分频及节拍控制可以用一个模12计数器来完成；彩灯渐亮、渐灭可以用器件的左移、右移功能来实现，因此可选用移位寄存器74194来完成。
同时亮0.5s 、同时灭0.5s 可考虑把1Hz 的秒脉冲信号直接加到输出显示端来完成。
综上所述，要完成四路彩灯显示功能需要有分频器、节拍控制器、节拍程序执行器及脉冲源等电路。
记第一，二，三节拍分别为012Y Y Y 有效时间应为4秒，0Y 结束1Y 马上开始，
1Y 后2Y 马上开始，如此循环不断。
为此可考虑采用移位寄存器构成的移位型控制
器。
由于有三个状态，因此需要用三个触发器对现时状态进行记忆，为使各状态的有效时间间隔为4秒，则驱动该移位控制器动作时钟周期应为4秒。
应在开机瞬间，使移位型控制器的状态被确定下来，即012Y Y Y 节拍应为100，可控制输入信号使触发器置位、复位来实现。
为实现0Y 功能要求器件具有右移功能，为实现1Y 功能要求器件有左移功能；而且左、右移输入可为“0”也可为“1”；为实现
2
Y 功能，要求器件同时具有并行置
数功能。
因此可选用一种具有左移、右移和并行置数功能的通用移位寄存器74LS194。
74LS194具有并行输入端A 、B 、C 、D ，并行输出端
A
Q 、
B
Q 、
C
Q 、
D
Q ，右移输入端SR ，左移输入端SL 和模式控制输入端
S ，
1
S 以及一个无条件
直接清除端CLR 。
模式控制输入0
S ，
1
S 有00、01、10、11四种组合方式，分别
表示双向移位寄存器所具有的四种功能，即禁止、右移、左移和并行置数。
为了使当
012
Y Y Y =100时，
01
S S =01（右移），
012
Y Y Y =010时，
01
S S =10（左移），当
012
Y Y Y =001时01
S S =11（并行置数）。
74LS194的输出端初态均为零，在开机瞬间，使移位控制端01
S S 的状态被确
定下来，即
012
Y Y Y =100时，
01
S S =01 右移串行数据输入端 SR 经脉冲信号经四分
频电路和 通过两或门组成的节拍电路，使四路彩灯从右到左依次亮共 4秒 ，当
012
Y Y Y =010
01
S S =10 左移串行数据输入端 SL 经脉冲信号经四分频电路和 通过两
或门组成的节拍电路，使四路彩灯从左到右依次灭共 4秒，012
Y Y Y =001
01
S S =11
并行数据输入端 A 、B 、C 、D 经脉冲信号经四分频电路和 通过两或门组成的节拍电路，使四路彩灯同时为“ 1”0.5秒、同时为“0”0.5秒，重复4遍共4秒，完成一个循环共需12秒，12个CP 脉冲。
3. 设计方案
分析以上设计任务，该控制系统完成如图3-4所示的控制流程，系统结构框图如图3-5所示。
其中脉冲源采用秒脉冲发生器，用以提供频率为1Hz 的时钟信号；分频器将1Hz 的时钟信号四分频，用以产生0.25Hz （即4S ）的时钟信号；节拍控制器产生三个节拍循环的控制信号；节拍程序执行器完成在每个节拍下的系统动作，即数据的左移、右移和送数功能，可以使用双向通用移位寄存器74LS194完成；显示电路完成系统循环演示的指示，可以用发光二极管模拟。
系统控制流程图及控制系统结构框图如下图所示：
图1：四路彩灯控制流程图
图2：四路彩灯控制系统结构框图
4. 设计实现
下图为四路彩灯显示的一种简易实现电路。
该电路选用同步十六进制计数器74161实现模12分频及节拍控制，用4位双向移位寄存器74191实现彩灯的渐亮、渐灭功能。
图
3：四路
彩灯显示
系统的一
种实现电路
四路彩灯显示系统的工作过程如表2所示。
74161的输出为0123Q Q Q Q ；74194的输出为A B C D Q Q Q Q ；四路彩灯的输出为a b c d Q Q Q Q 。
74194的工作方式控制端
132M Q Q =+，032M Q Q =+。
在第一节拍中，1001M M =，74194实现右移功
能，即在时钟脉冲作用下，把1SR D =逐次移进；在第二节拍中，1010M M =，74194实现左移功能，即在时钟脉冲作用下，把0SR D =逐次反方向移进。
由于前两个节拍中30Q =，门G 关闭，输出为0，因此四路彩灯的输出
a b c d A B C D Q Q Q Q Q Q Q Q =。
在第三节拍中，1010M M =，74194仍然左移，A B C D Q Q Q Q 一直保持为0000。
此时31Q =，门G 打开，时钟脉冲CP 同时加到四
个输出端a b c d Q Q Q Q ，由于CP 是1Hz 秒脉冲，在1s 时间内高电平和低电平持续时间均为0.5s ，因此a b c d Q Q Q Q 实现同时亮0.5s 、同时灭0.5s ，在4s 内共进行4次。
第三节拍结束后返回第一节拍，如此反复，实现四路彩灯循环显示。
表2 四路彩灯工作过程
注：时钟由第三节拍的1011返回到第一节拍的0000循环进行
5. 四路彩灯系统程序表
6. 设计说明
利用74LS02N节拍控制器、74LS74D组成的四分频电路，74LS194D左右双向移位。
下面是它们的引脚图：
7. 所需器件
74LS32 5个、74LS194D 1个、74LS00 4个、74LS10 2个、74LS161 1个开关 1个、时钟源10000 HZ 5V 1个、5V 电压源 1个、探灯4个、导线若干条。
8. Multisim仿真电路图
通过Multisim仿真，该电路可以实现实验要求的四路彩灯显示系统及其循环。
9. 设计实现功能
系统启动后按开关两次, 自动从初始状态按照规定程序完成3个节拍的循环演示。
第一节拍：四路彩灯从左向右逐次渐亮。
第二节拍：四路彩灯从右向左逐次渐灭。
第三节拍：四路彩灯同时亮,然后同时变暗。
10. 实际电路的连接和调试
按照仿真的电路图和上面芯片的引脚图在面包板上连好线路，经检查无误后，接通电源可看到四个二极管都亮，拔动开关，调好脉冲，观察二极管的变化，可以看到电路和仿真的一样。
11. 设计应用
该设计制作成饰灯,增加彩灯的数量可现实所需要的图形输出，作闪烁灯光使用可应用于商业广告或者霓虹灯和家居装饰品。
12. 经验总结
通过本学期对数字电路逻辑设计一书的学习，通过查找资料和网上搜索相关资料，完成了本次课程设计。
我又一次运用了所学知识，进一步了解到自己所学的知识的作用。
下面是我这次课程设计的心得体会。
首先是四路彩灯电路的设计，我发现自己对芯片的功能还是不太了解，后来又重新查了一遍，选择了合适的芯片。
但又在连线时出了问题，出了问题并不重要，重要的是让自己冷静下来，用心去找出问题的所在。
然后用自己所学知识解决掉问题，硬是不能解决的，可以去请教别人，但在问别人的时候，一定要理解
对方是怎样解决掉这个问题的，否则你将一无所获，下次遇到这个问题你一样又不知道。
其次是电路的连接，线路连接比画图难多了。
在连接的时候先要检查芯片、电线等。
在连接的时候也要非常的细心，而且要有耐心，只要接错一根，就前功尽弃了。
因此，要学会耐心细致的做一件事，不要毛躁，不要粗心。
当然，和别人的合作也非常重要。
将来走入社会，能否找到好工作，或者说事业顺利，团队合作占了很重的分量，而当今社会，很多公司、企业都非常重视团队合作精神。
最后，我要感谢学校给我们这样的实践机会，也感谢老师对我们的耐心教导。
总之，这次设计，让我体会到了团队合作的重要性，让我以后做事更有耐心，更加细心。