一、電路設(shè)計原理方框圖

　　1.振蕩電路設(shè)計

　　主要用來產(chǎn)生時間基準信號（脈沖信號），因為流水燈對頻率的要求 不高，只要能產(chǎn)生高低電平就可以了，且脈沖信號的頻率可調(diào)，所以采用 555定時器組成的震蕩器，其輸出的脈沖作為下一級的時鐘信號。電路圖 如圖1所示。

　　2.循環(huán)電路設(shè)計

　　主要用來實現(xiàn)八個彩燈的循環(huán)點亮，本設(shè)計采用兩個74LS194雙向移位寄存器的級聯(lián)來實現(xiàn)彩燈電路的循環(huán)控制。

　　74LS194是4位雙向移位寄存器，它具有并行輸入、并行輸出、左移和右移。74LS194的操作主要由兩個工作方式控制端M1、M0來決定，當M1M0＝00時，為保持狀態(tài)。當M1M0＝01時，進行右移操作。當M1M0＝10時，進行左移操作。當M1M0＝11時，進行置數(shù)操作。在后三種操作中，都是同步的，即必須有時鐘信號，在時鐘信號的上升沿到來時，進行左移右移操作和置數(shù)操作。此外，芯片為異步清零，只要當CR端為低電平有效時，即實現(xiàn)清零，而與脈沖無關(guān)。

　　3.整體電路圖

　　二、電路參數(shù)設(shè)置和元件介紹

　　1.電路參數(shù)的設(shè)置

　　電阻設(shè)置情況和器件的設(shè)置都跟原器件提供一致。

　　2.元件清單

　　三、主要芯片介紹

　　1.555定時器

　　555特點：

　　1.只需簡單的電阻器、電容器，即可完成特定的振蕩延時作用。其延時范圍極廣，可由幾微秒至幾小時之久。

　　2.它的操作電源電壓范圍極大，可與TTL，CMOS等邏輯電路配合，也就是它的輸出準位及輸入觸發(fā)準位，均能與這些邏輯系列的高、低態(tài)組合。

　　3.其輸出端的供給電流大，可直接推動多種自動控制的負載。

　　4.它的計時精確度高、溫度穩(wěn)定度佳，且價格便宜。

　　工作原理：

　　它含有兩個電壓比較器，一個基本RS觸發(fā)器，一個放電開關(guān)T，比較器的參考電壓由三只5KΩ的電阻器構(gòu)成分壓，它們分別使高電平比較器C1同相比較端和低電平比較器C2的反相輸入端的參考電平為2/3Vc和1/3Vcc。C1和C2的輸出端控制RS觸發(fā)器狀態(tài)和放電管開關(guān)狀態(tài)。當輸入信號輸入并超過2/3Vcc時，觸發(fā)器復(fù)位，555的輸出端3腳輸出低電平，同時放電，開關(guān)管導(dǎo)通；當輸入信號自2腳輸入并低于1/3Vcc時，觸發(fā)器置位，555的3腳輸出高電平，同時放電，開關(guān)管截止。

　　Ro是復(fù)位端，當其為0時，555輸出低電平。平時該端開路或接Vcc。

　　Vco是控制電壓端（5腳），平時輸出2/3Vcc作為比較器A1的參考電平，當5腳外接一個輸入電壓，即改變了比較器的參考電平，從而實現(xiàn)對輸出的另一種控制，在不接外加電壓時，通常接個0.01F?的電容器到地，起濾波作用，以消除外來的干擾，以確保參考電平的穩(wěn)定。

　　T為放電管，當T導(dǎo)通時，將給接于腳7的電容器提供低阻放電電路。

　　555引腳圖和功能配置說明如下：

　　2.74LS194移位寄存器

　　移位寄存器的應(yīng)用：

　　移位寄存器的應(yīng)用范圍很廣，可構(gòu)成移位寄存器型計數(shù)器；順序脈沖發(fā)生器；串行累加器；可用作數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，即把串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為并行數(shù)據(jù)，或把并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)等。

　　引腳圖和功能配置說明如下：

　　功能如下：

　　清零：當CR＝0時，不管其他輸入為何種狀態(tài)，輸出全為0狀態(tài)。 保持：CP＝0，CR＝1時，其他輸入為任意狀態(tài)，輸出狀態(tài)保持，或者CR＝1，M1、M0為0，輸入為任意狀態(tài)，輸出狀態(tài)也保持。

　　置數(shù)：CR＝1，M1＝M0＝1，在CP脈沖上升沿時將數(shù)據(jù)輸入端數(shù)據(jù)D0、D1、D2、D3置入Q0、Q1、Q2、Q3中并寄存。

　　右移：CR＝1，M0＝1，M1＝0，在CP脈沖上升沿時，實現(xiàn)右移操作，此時，若DSR＝0，則0向Q0移位，若DSR＝1，則1向Q0移位。

　　左移：CR＝1，M0＝0，M1＝1，在CP脈沖上升沿時，實現(xiàn)左移操作，此時，若DSL＝0，則0向Q3移位，若DSL＝1，則1向Q3移位。

　　四、實驗調(diào)試及測試結(jié)果分析

　　1.調(diào)試使用的主要儀器

　　數(shù)字萬用表 直流穩(wěn)壓電源 示波器

　　2.測試電路的方法和技巧

　　先檢查各芯片的電源和地是否接上，檢查線路是否連好。前面的檢查無問題后， 再根據(jù)彩燈的變化情況，確定可能的原因，分析是哪個功能模塊出了問題，用數(shù)字萬用表檢查各模塊的功能，發(fā)現(xiàn)并改正錯誤，直到符合要求為止。

　　3.調(diào)試中出現(xiàn)的故障、原因及排除方法

　　（1）彩燈不循環(huán)：可能是移位計數(shù)器的 S0 端控制出現(xiàn)問題， S1 應(yīng)該檢查循環(huán)控制邏輯電路。 還可能是芯片 74LS194 移位寄存器沒有正常工作，檢查是否正確接線，芯片是否功能完好。

　?。?）彩燈無規(guī)律變化：原因可能是由 555 定時電路產(chǎn)生的時鐘脈沖信號不穩(wěn)定， 或者是在 555 電路中沒有標準的計算各電阻的阻值，電解電容，陶瓷電容的使用是否正確。

　?。?）實驗過程中燈一會亮一會不亮最后可能是導(dǎo)線的接觸不良問題， 應(yīng)該首先從電源是否良好的接入電路開始檢查， 再檢查 555 定時電路時候正常工作，最后檢查芯片管腳電壓。

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