数字电子技术实验报告一、实验目的1.进一步掌握数字电路课程所学的理论知识。2.进一步熟悉各种常用数字集成芯片掌握其工作原理并学会熟练使用其进行电路设 计。3.了解数字系统设计的基本思想和方法注重培养学生正确的设计思想掌握综合实验 的主要内容、步骤和方法。4.提高学生运用所学的理论知识和技能解决实际问题的能力及其基本工程素质。二、实验内容及要求1 、实验内容采用移位寄存器设计一个彩灯控制电路利用 LED 灯演示花型变换结果。2 、设计要求花型 18 路彩灯分两半从左至右顺次渐亮全亮后再分两半从左至右依次渐灭循环 1次。花型 28路彩灯分两半从右至左顺次渐亮全亮后再分两半从右至少依次渐灭循环1次花型 38 路彩灯从左至右顺次渐亮全亮后逆序渐灭循环 1 次。三、基本原理与设计方法1、总体方案设计彩灯控制器以某种节拍按一定规律改变彩灯的输入电平值控制彩灯的亮与暗按预定规 律显示一定的花型。因此彩灯控制器需要一个能按一定规律输出不同高低电平编码信号的编码 发生器同是还需要编码发生器所要求的时序信号和控制信号。彩灯控制器的原理框图如下图所示。根据上述原理设计自己的方案原理框图。添加图片注释不超过 140 字可选2、各单元电路设计1花型控制电路设计2节拍控制电路设计3脉冲信号产生电路设计4移位寄存器花型演示电路设计3、电路仿真与实物制作1运用 Multisim 或 Proteus 软件进行电路仿真2运用 EDA 软件制作 PCB 电路板4、仿真结果分析与实物测试分析四、各单元电路的设计及电路设计详细过程、工作原理分析、参数计算等1 、脉冲信号产生电路设计思路设计实现40HZ脉冲信号电路采用NE555构成多谐振荡器产生信号暂稳态持续时间为tpH0.7R1R2C tpL0.7R2C 脉冲周期为:TtpHtpL取R11.58KΩR21KΩC110uF滤波电容C20.01uF则T0.02506s则经过计算得 f40HZ图2555构成的多谐振荡器添加图片注释不超过 140 字可选分析所给花型变化的要求如下表1所示每种花型完整显示一遍所以三种花型完全显示一遍需要的总结拍数为64即1-8为第一个花型9-16为第二个花型17-32为第三个花型。所以设计一个计数状态为32的二进制计数器。表1 花型变化状态编码表添加图片注释不超过 140 字可选图3节拍计数器模块该单元电路模块采用2片74LS161级联为一个模为32的计数器。级联方式采用同步级联计数器的低5位Q4-Q0的输出状态作为计数结果。计数器计数结果从00000-11111。花型变化控制电路 因为花型变化的输出采用移位寄存器输出结果移位寄存器采用常用的74LS194芯片所以需要控制移位寄存器的S1、S0、SL、SR的控制信号达到寄存器所需要的结果。 实现8位彩灯循环显示需要使用2片74LS194芯片依据花型变化的节拍对S1,S0,SL,SR控制信号进行改变。现将2片74LS194芯片分位低位片1和高位片2再将SR的输入信号L1-L8的输出信号节拍计数器的状态列表如表2所示。 表2 花型与计数器状态、移位寄存器控制信号关系表添加图片注释不超过 140 字可选通过对表格数据的分析采用观察和卡渃图相结合的方式求出2片74LS194芯片各自的控制信号的逻辑函数表达式结果如下所示。(用~A表示变量A的取非,*表示1与运算表示或运算) 通过对图表的分析 S1(1)Q3DSL(1)~Q2 S0(1)~Q3DSL(2)~L1 S1(2)Q3DSR(1)~L8 S0(2)~Q3DSR(2)~Q4*~L4Q4*L46、完整电路模块添加图片注释不超过 140 字可选添加图片注释不超过 140 字可选mutisim14.0仿真链接https://pan.baidu.com/s/1TmZ2r-uzuVSriA4QZ7ymhg?pwdakgh提取码akgh