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：2013.06.09肇庆学院计算机学院软件学院目录第一章课程设计内容与要求分析 ................................................................................................... - 3 -1．1任务与要求 (3)1．2设计要求 (3)1．3主要设计条件 (3)第二章设计总思路........................................................................................................................... - 4 -2．1基本原理 (4)2．2框图 (4)第三章单元电路设计......................................................................................................................... - 5 -3．1时钟脉冲产生电路 (5)3．1．1....................................................................................................................................... - 5 -3．1．2具体实现...................................................................................................................... - 5 -3．2循环控制电路 (6)3．2．1....................................................................................................................................... - 6 -3．2．2....................................................................................................................................... - 6 -3．3彩灯花样输出电路.. (6)3．3．1运用到74LS194功能表.............................................................................................. - 6 -3．3．2通过12进制计数器的输出端的C、D信号控制移位寄存器的S0和S1及其ＣＬＲ＇端真值表..................................................................................................................................... - 7 -第四章总电路设计......................................................................................................................... - 8 -第五章实验、调试及测试结果分析 ............................................................................................... - 8 -5．1结果的调试及分析 (8)5．2调试中出现的故障、原因及排除方法 (9)5．2．1彩灯只有一种花样变化，没有其它的花样：.......................................................... - 9 -5．2．2彩灯无规律变化：...................................................................................................... - 9 -5．2．3彩灯的四种花样都有，但一次循环结束到另一次循环开始中间有段时间彩灯不亮：..................................................................................................................................................... - 9 -第六章课程设计总结..................................................................................................................... - 10 -参考文献........................................................................................................................................... - 10 -附录................................................................................................................................................... - 10 -第一章课程设计内容与要求分析1．1 任务与要求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。
每个节拍费时都为4秒，执行一次程序共需12秒3、用发光二极管显示彩灯系统的各节拍；4、功能扩展（自选）1．2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；1．3主要设计条件提供直流稳压电源、示波器、TTL集成电路芯片、电阻、电容及插接用面包板、导线若干。
器件清单：555定时就器(1)，模十六计数器74LS163(1)，与门74LS09(2)，与非门74LS20(1)，非门74LS04(2)，或门74LS32(5)。
74LS194双向移位寄存器(1)，发光二极管(4)，导线若干。
第二章设计总思路2．1基本原理由设计要求出发可知彩灯的三个节拍可以用移位寄存器74LS194实现，通过控制S0和S1实现右移、左移和送数，通过控制CLR＇控制清零。
第一节拍为1右移，第二节拍为0左移，第三节拍全亮为置数1，全灭为清零。
由于程序循环一次要12秒，故需要一个12进制的计数器控制循环。
第三节拍时要求1秒内全灭全亮各一次，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CLR’。
可以用一个16进制计数器产生脉冲号一路送到控制12进制的计数器，一路经逻辑电路送到移位寄存器。
2．2框图第三章单元电路设计3．1时钟脉冲产生电路3．1．1用555定时器构成多谐振荡器,电路输出便得到一个周期性的矩形脉冲,其周期为: T=0.7(R1+2R2)C………………………(1-1)控制74LS161模十六计数器电阻值和电容值可设为：R1=1KΩ，R2=20KΩ，C=0.01μF由公式（1-1）计算得：T=0.287S3．1．2 具体实现U11DIS7OUT3RST48T H R6CON5T R I2GNDVCC555_VIRTUA LR11k ohmR251kohmC10.01u FC210uF5V VC C用555定时器构成多谐振荡器,电路输出便得到一个周期性的矩形脉冲,控制74LS161模十六计数器，74LS161A输出2倍T的脉冲信号；B输出4倍T的脉冲信号，大约为1S。
3．2 循环控制电路3．2．112进制循环控制电路示意图(74LS161由74163代替)3．2．2如果模N计数器的计数序列从最小0到最大数N-1，那么N是多余的，可用与非门检测N,当N出现时，与非门输出为低，用它控制清零端CR’，将计数器清零。
此处工作状态从0000~1011，检测1100（异步清零）。
3．3彩灯花样输出电路3．3．1运用到74LS194功能表输入输出功能/CR S1 S0 CP SL SR D0 D1 D2 D3 Q0 Q1 Q2 Q30 ×××××××××0 0 0 0 清零1 1 1 ↑××d0 d1 d2 d3 d0 d1 d2 d3 送数1 0 1 ↑× 1 ×××× 1 Q0n Q1n Q2n 右移1 1 0 ↑0 ×××××Q1n Q2n Q3n 0 左移3．3．2通过12进制计数器的输出端的C、D信号控制移位寄存器的S0和S1及其ＣＬＲ＇端真值表Ｓ０＝ＱＣ＇Ｓ１＝ＱＤ＋ＱＣCLR＇＝（ＱＤ*A+QD＇）进一步分析可知７４ＬＳ１９４脉冲控制：ＣＬＫ＝（ＱＤ*A+QD＇）*ＱＤ+B第四章总电路设计第五章实验、调试及测试结果分析5．1结果的调试及分析（1）调试使用的主要仪器: 数字万用表直流稳压电源示波器函数信号发生器（2）测试电路的方法和技巧:先检查各芯片的电源和地是否接上，检查线路是否连好；前面的检查无问题后，再根据彩灯的变化情况，确定可能的原因，分析是哪个功能模块出了问题，用数字万用表检查各模块的功能，发现并改正错误，直到符合要求为止5．2调试中出现的故障、原因及排除方法5．2．1彩灯只有一种花样变化，没有其它的花样：可能是移位计数器的S0，S1端控制出现问题，应该检查循环控制逻辑电路。