數(shù)電自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

1、數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)名稱(chēng) :自動(dòng)循環(huán)交替8 路彩燈控制系統(tǒng)院系：*專(zhuān)業(yè)： *班級(jí)：*學(xué)號(hào)：*姓名：傅程姓名實(shí)驗(yàn)日期*班級(jí)*節(jié)次 *學(xué)號(hào)教師簽字*成績(jī)實(shí)驗(yàn)名稱(chēng) :自動(dòng)循環(huán)交替 8 路彩燈控制系統(tǒng)1,實(shí)驗(yàn)?zāi)康?:設(shè)計(jì)能輸出指定循環(huán)花型彩燈的控制電路2,總體設(shè)計(jì)方案或技術(shù)路線:總體設(shè)計(jì)方案：以移位寄存器為核心器件,設(shè)計(jì) 8 路彩燈控制系統(tǒng)。要滿足以下要求：a,實(shí)現(xiàn)花型I：由中間到兩邊對(duì)稱(chēng)地依次點(diǎn)亮，全亮后仍然由中間向兩邊依次熄滅。b,實(shí)現(xiàn)花型II :分成兩半 ,從左自右順次點(diǎn)亮,再順次熄滅。c,實(shí)現(xiàn)花型I,II 的自動(dòng)交替。d,能夠?qū)崿F(xiàn)手動(dòng)開(kāi)關(guān)清零。利用 555 定時(shí)電路組成一個(gè)多諧振蕩

2、器， 發(fā)出連續(xù)脈沖， 作為移位寄存器和計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘脈沖。設(shè)計(jì)原理圖如下：譯碼顯示移位寄存器譯碼驅(qū)動(dòng)控制電路技術(shù)路線：花型電路： 由 74LS194雙向移位寄存器完成 （可左移右移完成花型變化） ：當(dāng) S0=0，S1=1時(shí)，實(shí)現(xiàn)左移功能，把 DSL的數(shù)移到 Q3， Q3 的數(shù)移到 Q2， Q2 的數(shù)移到 Q1， Q1 的數(shù)移到Q0。當(dāng) S0=1,S1=0 時(shí)，實(shí)現(xiàn)右移功能，把 DSR的數(shù)移到 Q0，Q0 的數(shù)移到 Q1， Q1 的數(shù)移到Q2， Q2 的數(shù)移到 Q3。花型變換控制電路：由一片74LS161（兩種花型每種顯示一遍）計(jì)數(shù)器。74LS161 芯片用的是同步置數(shù)，并清零。74LS161可預(yù)

3、置四位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器(并清除異步 )。時(shí)鐘信號(hào)電路：555 定時(shí)電路組成一個(gè)多諧振蕩器。3,實(shí)驗(yàn)電路圖 :花型電路：左邊4 個(gè)燈的花型電路：右邊 4 個(gè)燈的花型電路：花型變換控制電路：時(shí)鐘信號(hào)電路：總的電路：RA=10 K ,RB=47K,RC=20K,C1=1 F,C2=0.01F4,儀器設(shè)備名稱(chēng)、型號(hào)和技術(shù)指標(biāo):a,EEL-69 型模擬、數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)箱b, “集成運(yùn)算放大器應(yīng)用”實(shí)驗(yàn)插板c,直流穩(wěn)壓電源d,芯片： 74LS161,74LS194,74LS00,555定時(shí)器74LS161 管腳圖：74LS194 管腳圖：74LS00 管腳圖：5,理論分析或仿真分析結(jié)果 : 理論分析 :由電

4、路圖：計(jì)數(shù)器有16 個(gè)狀態(tài)，連接到Q3，前 8 個(gè)狀態(tài) Q3=0，后 8 個(gè)狀態(tài) Q3=1。在前8 個(gè)狀態(tài)時(shí)，左邊計(jì)數(shù)器S0=1,S1=0（右移），右邊計(jì)數(shù)器 S0=1，S1=0（右移）。列出理論數(shù)據(jù)（設(shè)輸出已清零） ：CP左邊四個(gè)燈（ Q0Q1Q2Q3）右邊四個(gè)燈（ Q0Q1Q2Q3）110001000211001100311101110411111111501110111600110011700010001800000000這實(shí)現(xiàn)了花型II。之后 8 個(gè)狀態(tài)時(shí)，左邊計(jì)數(shù)器S0101=0， S =1（左移），右邊計(jì)數(shù)器 S =1， S =0（右移）。列出理論數(shù)據(jù) :CP左邊四個(gè)燈（ Q0Q1

5、Q2Q3）右邊四個(gè)燈（ Q0Q1Q2Q3）9000110001000111100110111111012111111111311100111141100001115100000011600000000這實(shí)現(xiàn)了花型I。之后 8 個(gè)狀態(tài)時(shí)Q3 又變?yōu)?0，實(shí)現(xiàn)了花型的自動(dòng)切換和循環(huán)。清零開(kāi)關(guān)置于低電平時(shí)，輸出清零。仿真結(jié)果 :仿真電路圖 (RA+RB=10K,與非門(mén)等效的非門(mén)直接用非門(mén)表示):555 組成的多謝振蕩器輸出波形:花型 II:花型 I:之后的花型成周期循環(huán),花型 I 和花型 II 交替循環(huán)6,詳細(xì)實(shí)驗(yàn)步驟及實(shí)驗(yàn)測(cè)量數(shù)據(jù)記錄:按照實(shí)驗(yàn)電路圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)電路圖連接， 連接無(wú)誤后接通電源， 觀察

6、花型變化， 并寫(xiě)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換表：CPQ0Q1Q2Q3Q0 Q1 Q2 Q30000000001100010002110011003111011104111111115011101116001100117000100018000000009000110001000111100110111111012111111111311100111141100001115100000011600000000調(diào)節(jié) RB 的大小，觀察其對(duì)輸出結(jié)果的影響并記錄:RB 調(diào)小時(shí) ,彩燈的閃爍頻率變快 .頻率變快后 ,左四盞燈較右四盞燈有很小很小的時(shí)間延遲,并不是完全同步的 .7,實(shí)驗(yàn)結(jié)論 :經(jīng)過(guò)微小改動(dòng) ,使得滿足設(shè)計(jì)要

7、求的 ”自循環(huán)交替 8 路彩燈控制電路 ”成功實(shí)現(xiàn) ,實(shí)驗(yàn)獲得圓滿成功 .8,實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題及解決對(duì)策:實(shí)驗(yàn)找電路連接好后,花型不正確 ,經(jīng)查是左側(cè)74LS194 連線有誤， Q3 先非再接DSR，Q0 先非再接 DSL，花型變成正常（仿真時(shí)并沒(méi)有出現(xiàn)該錯(cuò)誤）。實(shí)驗(yàn)中 RB,RC,C1 參數(shù)設(shè)計(jì)不太對(duì)，導(dǎo)致閃爍頻率太高，無(wú)法看見(jiàn)花型（常亮）。改正后，閃爍變慢。閃爍頻率變快后， 左四盞燈與右四盞燈出現(xiàn)很小很小的延遲，這主要是因?yàn)樽筮呺娐繁扔疫呺娐窂?fù)雜得多，門(mén)電路更多產(chǎn)生的。9,本次實(shí)驗(yàn)的收獲和體會(huì)、對(duì)實(shí)驗(yàn)室的意見(jiàn)或建議:通過(guò)本次實(shí)驗(yàn) ,我更加理解了 74LS161,74LS194的功能 ,并且

8、能夠更靈活地使用 ,實(shí)驗(yàn)中連接線路比較復(fù)雜 ,排查錯(cuò)誤時(shí)比較困難 ,這更加鍛煉了我的實(shí)際動(dòng)手能力 .實(shí)驗(yàn)室中有些設(shè)備有故障 ,導(dǎo)線也有壞的 ,希望能夠更加細(xì)致的排查 ,免去我們自己排查導(dǎo)線等操作 .10,參考文獻(xiàn) :1 楊春玲 ,王淑娟 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) 北京 :高等教育出版社2 廉玉欣 電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教程北京 :機(jī)械工業(yè)出版社原始數(shù)據(jù)記錄姓名 :學(xué)號(hào)：1，狀態(tài)轉(zhuǎn)換表：CPQ0Q1Q2Q3Q0 Q1 Q2 Q3000000000110001000211001100311101110411111111501110111600110011700010001800000000900011000100011110011011111101211