彩燈控制器的設計

1. 題目要求

節日的彩燈五彩繽紛，彩燈的控制電路種類繁多。用移位暫存器為核心元件設計製作乙個8路彩燈控制器。

① 彩燈控制電路要求控制8個彩燈；

②要求彩燈組成以下兩種花型，每種花型連續迴圈兩次，兩種花型輪流交替。彩燈閃爍變化一下間隔1s。

2. 設計框圖

3. 設計思路

①編碼發生器：因為彩燈路數少，花型要求不多，該題宜選用移位暫存器輸出8路數碼訊號控制彩燈發光。編碼發生器可以採用兩片4位通用移位暫存器74ls194來實現。

很顯然花型i的左邊是進行通過對最左邊一位反相後輸入最右側，然後乙個時鐘週期左移一次，右邊類似。

②控制電路：控制電路為編碼器提供所需的節拍脈衝和驅動訊號，控制整個系統工作。控制電路的功能有兩個：一是按所需產生節拍脈衝；二是產生移位暫存器所需的各種驅動訊號。由於要求每種花型連續迴圈兩次，兩種花型輪流交替，因此，實際的迴圈週期是32個時鐘脈衝。

所以時鐘的設計十分的重要，我們用555定時器構成的多諧振盪器來產生時鐘週期訊號來驅動74ls194工作，還得需要分頻電路分頻成16個時鐘週期來控制花型的變換（分頻本質就是計數器）。

這個分頻電路的設計很簡單的想法是用74ls161來實現，16個clock輸出乙個脈衝，然後通過74ls112（jk）實現對狀態的儲存去驅動74ls194的工作。當然74ls161可以使用4個jk來實現，不過這樣下來得用3個74ls112,複雜了許多，成本更高，得不償失。

然而我們從74ls194入手，我們發現他的右側花型在32個週期都是不變的，而且總共是迴圈了4遍，靈感來了，就用乙個jk實現2進製計數，8*2=16，滿足了我們的需要，當然還需要使用另外乙個jk來儲存狀態（當t觸發器使用）。

③清零電路：可以設計也可以不用，主要怕花型亂了，方便檢查，通過乙個上拉電阻接到高電平，並加乙個按鈕接低電平。

4. 原理圖

基礎版本（74ls161）：

提高版本（jk實現）：

5. pcb布板（部分）

ps：該pcb由某位大佬完成，在此謝過，在此圖中未設計按鈕清零，要設計的可以參考下。