數字電路邏輯設計
課
程
設
計
設計題目：
四路彩燈顯示系統
專業班級：
姓
名：
學
號：
設計課題：四路彩燈顯示系統設計
1.
設計任務和要求
設計一個四路彩燈控制器
,
設計要求如下：
（
1
）
接通電源后，彩燈可以自動按預先設置的程序循環閃爍。
（
2
）
設置的彩燈花型由三個節拍組成：
第一節拍：四路彩燈從左向右逐次漸亮，燈亮時間
1s
，共用
4s
；
第二節拍：四路彩燈從右向左逐次漸滅，也需
4s
；
第三節拍：四路彩燈同時亮
0.5s,
然后同時變暗
,
進行
4
次
,
所需時間
也為
4s
。
（
3
）三個節拍完成一個循環，一共需要
12s
。一次循環之后重復進行閃爍。
2.
設計分析
四路彩燈既有四路輸出，設依次為
d
Q
、
c
Q
、
b
Q
、
a
Q
，若“
1
”表示燈
亮，“
0
”表示燈滅，由課題要求可知四路彩燈顯示系統要求如下表
1
所示的輸
出顯示。
表
1
四路彩燈輸出顯示
說
明
輸
出
所用時間
開機初態
0 0 0 0
第一節拍
逐次漸亮
1 0 0 0
1 1 0 0
1 1 1 0
1 1 1 1
1s
1s
1s
1s
第二節拍
逆序漸滅
1 1 1 0
1 1 0 0
1 0 0 0
0 0 0 0
1s
1s
1s
1s
第三節拍
同時亮
0.5s
，然
后同時滅
0.5s
，
進行四次
1 1 1 1
0 0 0 0
1 1 1 1
0 0 0 0
1 1 1 1
0 0 0 0
1 1 1 1
0 0 0 0
0.5s
0.5s
0.5s
0.5s
0.5s
0.5s
0.5s
0.5s
由上表可知，需要一個分頻器起節拍產生和控制作用，每
4s
一個節拍，
3
個
節拍共
12s
后反復循環。一個節拍結束后應產生一個信號到節拍程序執行器，完
成彩燈漸亮、漸滅、同時亮、同時滅等功能。
分頻及節拍控制可以用一個模
12
計數器來完成；彩燈漸亮、漸滅可以用器
件的左移、右移功能來實現，因此可選用移位寄存器
74194
來完成。同時亮
0.5s
、同時滅
0.5s
可考慮把
1Hz
的秒脈沖信號直接加到輸出顯示端來完成。
綜上所述，要完成四路彩燈顯示功能需要有分頻器、節拍控制器、節拍程序
執行器及脈沖源等電路。
記第一，二，三節拍分別為
0
1
2
Y
Y
Y
有效時間應為
4
秒，
0
Y
結束
1
Y
馬上開始，
1
Y
后
2
Y
馬上開始，如此循環不斷。為此可考慮采用移位寄存器構成的移位型控制