哈尔滨工业大学。
2011级电工学大作业。
彩灯控制电路的设计。
年级： 2011级
学号： 1110810426
姓名： 柏添
班级： 08104
指导老师： 姜三勇
二零一三年六月。
本**主要研究逻辑器件在彩灯控制电路中的应用，设计出了符合要求的彩灯控制电路。主要利用了d触发器和移位寄存器的功能。设计出的彩灯电路1.
合上电源开关后，彩灯以0.5秒的时间间隔依次点亮，再以0.5秒的时间间隔依次熄灭，循环进行；2.
合上电源开关后，彩灯以1秒的时间间隔按一亮一灭的形式顺时针旋转3次，然后再逆时针旋转3次，循环进行。
关键词数字逻辑电路计数器彩灯。
目录。摘要 2
第1章设计要求 4
第2章设计方案 6
第3章设计电路 10
第5章设计总结 12
一、设计要求：
1）合上电源开关后，彩灯以0.5秒的时间间隔依次点亮，再以0.5秒的时间间隔依次熄灭，循环进行；
2）合上电源开关后，彩灯以1秒的时间间隔按一亮一灭的形式顺时针旋转3次，然后再逆时针旋转3次，循环进行。
二、设计方案：
1. 设计原理及设计方案选择。
1）设计原理。
维持阻塞型d触发器。
逻辑功能分析：
1） cp=0时，c、d封门，c=d=1，q维持原态，为cp到来做好准备；
2） cp=1到来（上升沿到来）时：
正脉冲到来和存在期间，c、d门开门，触发器状态受d端控制；此命令道来，触发器才能动作，从而实现了同步控制的作用。与此同时，置1阻塞线、置1维持线和置0阻塞线、置0维持线将克服“空翻”现象。
具体分析：1 data=0：
c=d=1，f=1，e=0。 当cp上升沿到来时， d、c开门，d=0，c=1，q=0；
其中d=0连接的置0维持线可以使f维持f=1，从而q的数据保持不变，而f连接的置1阻塞线可以使c保持不变，从而克服“空翻”现象；
2 data=1：
c=d=1，f=0，e=1。当cp上升沿到来时，d、c开门，d=1，c=0，q=1；
其中c=0连接的置1维持线可以使e维持e=1，从而q的数据保持不变，而c连接的置0阻塞线可以使d保持不变，从而克服“空翻”现象；
3） 特性方程：qn+1=d；
4） 特性表：
5） 异步输入。
在原有基础上添加异步输入端，均为低电平有效。如下图：
移位寄存器。
移位寄存器使用到了4个维持阻塞型d触发器，其组合电路如图：
1） 使用信号：
1 清零脉冲：与复位端相连，低电平有效。
2 存数脉冲：与置数通过与非门相连，接到置位端，将置数并行输入；
3 置数：见②；
4 移位脉冲：上升沿触发四个维持阻塞型d触发器；
5 串行输入：连接维持阻塞型d触发器的data端，首位依次连接，达到移位目的；
6 并行输出：连接各个触发器的q端，彩灯实验用到此信号；
7 串行端口：将移位出来的信号由q一一输出；
2） 驱动方程：
3） 特性表：
可见，能够实现移位功能。
4） 双向移位器存器。
可以通过此电路图实现双向移位作用，当k=0时，从q2输入，即左移；当k=1时，从q0输入，即右移。
集成电路组件74ls194
1） 引脚说明：
2） 功能表：
2）方案选择。
合上电源开关后，彩灯以0.5秒的时间间隔依次点亮，再以0.5秒的时间间隔依次熄灭，循环进行；
采用如下电路图：
a、 电路图（multisim**软件绘制)
b、操作及功能。
1）按上图接好电路，选择5v电压源，因为要求时间间隔为0.5秒，所以函数发生器选择2hz。
因为**时计算机本身的原因，信号源会选择比实际大的，好加快现象显示速度，但是实际中还是采用2hz的）
2）闭合开关a，会看到x1到x8逐一变亮，x8变亮后，从x1到x8又逐一熄灭。周期性重复。
3）若过程中闭合开关b，则电路被清零。断开开关b，彩灯又重新点亮。
其特性表应为如下：
2. 元器件选择及参数计算。
三、设计电路：
用multisim 10软件实现的电路（抓屏图，与提交的电路文件相同）。可用multisim 10软件自带的抓屏功能，也可用snagit等抓屏软件抓屏。
1、合上电源开关后，彩灯以0.5秒的时间间隔依次点亮，再以0.5秒的时间间隔依次熄灭，循环进行。
四、设计总结：
1. 调试过程中遇到的问题。
彩灯无反应。
2. 对所遇到问题的分析、处理、解决方法。
有的地方导线连错了，经过重新连接之后发现彩灯正常工作。
3. 设计收获和心得体会。
设计连接电路是一个既有创新又需要细心的活，在导线很多的情况下，一旦导线连错，就会浪费很大的时间去纠错和改正，所以细心是必须的。
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