目录
一、 总体方案的设计 .......................................................................................... 1
二、单元电路的设计 ........................................................................................ 3 三、 仿真波形 .................................................................................................... 8 四、安装、调试步骤 ...................................................................................... 13 五、电路组装、调试过程中故障分析及解决的方法 .................................. 14 六、分析和总结 .............................................................................................. 15 七、附录（元器件清单） .............................................................................. 17 八、参考文献 .................................................................................................. 18
一、 总体方案的设计 1、总方案：
总体电路共分三大块。第一块实现花型的演示；第二块实现花型的控制及节拍控制；第三块实现时钟信号的产生。 主体框图如下： 时钟信号CP产生电路 花型控制节 拍控制电路 花型演示电路 花型演示电路：由74LS194 双向移位寄存器级联完成（可左移右移完成花型变化）；
花型控制节拍控制电路：由74LS161二进制同步计数器完成； 时钟信号CP产生电路：由实验板附带的秒脉冲发生器或函数发生器产生。
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U9(CLK)
U31174LS042、总电路图：
23456D0D1D2D3Q0Q1Q2Q315141312D9D10U974LS19498U9:C74LS081027119101SRSLCLKS0S1MRD11D12D13123456781615141312111091003456D0D1D2D3Q0Q1Q2Q315141312RN2D14U101211D1574LS194U9:D74LS08
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27119101SRSLCLKS0S1MR21D162U3274LS04U3374LS0413U674S3238123456D0D1D2D3Q0Q1Q2Q3RCO14131211152U8:C74LS00931074LS0874S32U61U1174LS0474LS161710291ENPENTCLKLOADMRU34112+5v3456D0D1D2D3Q0Q1Q2Q3RCO1413121115U7:AU1274LS161
1211710291ENPENTCLKLOADMR2
U8:D+5v74LS001213
二、 单元电路的设计
1、花型演示电路实现
由二片移位寄存器194实现。其八个输出信号端连接八个发光二极管，用其输出信号控制发光二级管的亮灭实现花型演示。而花型之间的变化通过花型控制电路的输出即161级联的计数器输出控制（它们由同一个CP脉冲控制） 2、 四种花型变换样式
花型1：8只彩灯，从左至右渐亮，全亮后；再从左至右渐灭，至全灭；
循环一次；
花型2：从右至左渐亮，全亮后；再从右至左渐灭，至全灭；循环一
次；
花型3：闪烁：同亮，同灭；循环四次；
花型4：8只彩灯分两半且这两部分同时进行：前4只，第1只先亮，
接着第2只亮，然后第1、3只亮，最后第2、4只亮，交替亮1.5次；后4只，第4只先亮，接着第3只亮，然后第2、4只亮，最后第1、3只亮，交替1.5次。
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移存器输出状态编码表
节拍 花型1 1 1000 0000 2 1100 0000 3 1110 0000 4 1111 0000 5 1111 1000 6 1111 1100 7 1111 1110 8 1111 1111 9 0111 1111 10 0011 1111 11 0001 1111 12 0000 1111 13 0000 0111 14 0000 0011 15 0000 0001 16
0000 0000
花型2 0000 0001 0000 0011 0000 0111 0000 1111 0001 1111 0011 1111 0111 1111 1111 1111 1111 1110 1111 1100 1111 1000 1111 0000 1110 0000 1100 0000 1000 0000 0000 0000
花型3 1111 1111 0000 0000 1111 1111 0000 0000 1111 1111 0000 0000 1111 1111 0000 0000
花型4 1000 0001 0100 0010 1010 0101 0101 1010 1010 0101 0101 1010 1010 0101 0000 0000
4
我的设计是每种花型完整显示一遍，所以四种花型完全显示一遍需要的总结拍数为48，即1~16显示第一个花型，17~32显示第二个花型，33~40显示第三个花型，41~48显示第四个花型。
要用194实现四个花型的连续显示必须对两片194的S1、S0和SL、SR一句节拍的变化进行相应的改变。现将两片194分为低位片1和高位片2，再将其输出端从低位到高位记为L1~L8。列出各花型和其对应的194的S1、S0、SL、SR的输入信号及节拍控制信号列表如下：(用^Li表示Li的取非) 花型 1 2 3 4
SL X L5 X X
低位片 SR ^L8 X X
X
高位片
S1 0 1 1 0
SL X ^L1 X X
SR L4 X X X
S0 1 0 1 0
S1 0 1 1 1
节拍控制信号
QA~QH 0000 0001 0001 0001 0010 0001 0010 1001
S0 1 0 1 1
5
3、花型演示控制电路图：
U6:D13111274S32151413121115141312U15:B474LS043QH0QH1Q0Q1Q2Q3Q0Q1Q2Q3U3:E74LS04D0D1D2D310U1374LS194SRSLCLKS0S1MRU1474LS194U3:F74LS04U6:C1074S32QH1QH03456271191013456CLRCP26827119101SRSLCLKS0S1MRD0D1D2D3U15:A74LS041QL0U7:B74LS08U16:AU7:C74LS0823174LS00QL3QH145910
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4、花型控制信号电路图： 141312111514131211155Q0Q1Q2Q3RCOQ0Q1Q2Q3RCOU1774LS161ENPENTCLKLOADMRU1874LS161ENPENTCLKLOADMRU16:B74LS00D0D1D2D334567102913456D0D1D2D3710291CLRCP11U7:D74LS081312 5、时钟信号CP产生电路
时钟信号CP的产生由实验板附带有的秒脉冲或函数发生器来产生。
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三、仿真波形
电路组装完成后，实际测量的各个单元电路的输入、输出信号波形 1．基本CP脉冲产生电路波形图
2. 测试波形: (列依次为CP脉冲,低位片194A,B,C,D,高位片194A,B,C,D)
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花型一：
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花型二：
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花型三
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花型四
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四、安装、调试步骤
1. 根据自己所设计的电路原理图进行材料的清算，领取相应的芯片； 2. 选好实验板并检查板子是否正常，插上各实验芯片；
3. 按照电路图从左至右或从上至下接线；接线时要认真、细心、严谨；
4. 接完线后要认真检查线路，看是否有短路或导线接不牢固的情况； 5. 检查无误后，打开电源开关，观察实验现象。
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五、 电路组装、调试过程中故障分析及解决的方法。
本次数字电路课程设计总共用了5天完成的，这几天每次在学习思考中都有所收获，都有所进步。过程中由于设计的时间较长所以差不多在星期四才开始花型控制部分的连接，由于设计时间长所以在连时的经验明显不如别的同学，尤其是在最后，电路图在再三检查下没有问题，可是在接线时由于管脚太短而使电路接触不良，这是后期调试的最大障碍，还好最后得到同学的帮助，将一些明显连接不牢的换掉，从而大功告成。
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六、 分析和总结。
本次课程设计我只用了一个星期的时间就全部做完，效率很高，因为在设计之前根据设计的要求，每个模块都仔细的设计分析了，正是整个过程我都认真的态度和方案选择合适，才有这么高的效率。而且从本次课程设计中收获很多。可以总结为以下的几点：
1、巩固数电知识
这次课程设计主要是运用数字电路逻辑设计的一些相关知识，在整个实习过程中，都离不开对数字电路课程知识的再学习。我在最开始，就先将实习用到的知识通过翻阅数电书回顾了一遍（这也是对这门课的复习，给以后的复习备考减少了很多负担），这样的回顾让我对知识的理解更加透彻，对后来的快速设计起了很好的铺垫作用。而且还参考了数字电路实验指导书， 关于芯片的管脚，里面有清晰的描述。
2、学会用电路板、芯片、导线等组装各种功能的电路； 虽然这不是第一次用电路板，因为之前的课内实验也用过，但当时的运用也只是插些导线和电阻电容之类的，用了电路板的很小部分。这次的实习中应用了整块板子，实习后对电路板的组成完全了解了，并能熟练运用。实习中通过对电路的连接也懂得了如何通过设计的分析对所连电路的整体布局，如何更好的放置芯片在最合适的位置。在导线的连接上，如何选择导线走向是关键，我们应该尽量保证所连电路的简捷，
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宁短勿长，合理布线。一个完美的作品不仅要能很好的完成要求实现功能，还要在感官上给人美的享受。所以站在美的角度对自己的电路进行改良是很必要的。
3、理论联系实际
课程设计，通过选择的题目，根据要求，运用所学知识将其付诸实践来完成。这并不是在课堂上的单纯听懂，或者课后看书过程中的深入理解，这需要的是一种理论联系实践的能力。理论知识往往都是在一些理想状态下的假设论，而实际的动手操作则完全不同，需要考虑实际中的很多问题。有些知识在理论上可能完全没错但到了实际中则不然。比如在动笔做题时我们是不用考虑导线、电阻是否连接的牢固合理，但在实际中，导线电阻有时是会带来时延造成花型变化的错乱，所以我们应尽量在连接电路时选择最短路径。平时试验中，我就很认真，所以会比平时不动手的要轻松地多。
4、和同学共同合作、互相学习、共同进步
实习中经常会遇到一些自己可能暂时无法想明白的问题，请教同学或老师是很好的做法，节省时间，也会从别人身上学到更多。在设计时和同学相互交流各自的想法也是很重要的，不同的人对问题的看法总有差异，我们可以从交流中获得不同的想法，其他人的设计也可能有比你
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出色的地方，很好的借鉴，并在大家的商讨中选择最优方案最终一定会得到最好的设计方法。
总结
从电路图的设计、实现、仿真、实验报告，都是自己思考和动手。掌握了一些模拟软件的操作，用所学习过的芯片设计电路，并用面包板来实现，实现的过程中排错、检查的能力也得到锻炼。
总而言之，好好利用了学校给我们提供的此次实习的机会，努力按要求完成了任务，提高了自己的综合思考能力和动手实践能。 七、附录（材料清单） 设计所使用的元件及工具： 74LS161 2个； 74LS194 2个； 74LS00 1个； 74LS04 1个； 74LS08 1个； 74LS32 1个； 发光二极管 8个； 导线若干。
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八、 参考文献
《数字电子技术基础》 康华光编著 高等教育出版社
《电子技术基础实验、设计与仿真》 贾更新编著 郑州大学出版社。
《数字电路逻辑设计》王毓银编著 高等教育出版社 《数字系统设计——数字电路课程设计指南》高书莉编著电学院出版社
北京邮
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