序列信號發(fā)生器的設計方法及應用實(shí)例
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2 用計數器和組合電路構成序列信號發(fā)生器
如果序列長(cháng)度為L(cháng)，則首先將計數器接成L進(jìn)制的計數器，然后根據計數器的狀態(tài)和要產(chǎn)生的序列信號得到產(chǎn)生序列信號的函數，此函數可以用門(mén)電路實(shí)現，也可以用數據選擇器實(shí)現。因此設計方法又分為兩種：一種是用計數器和必要的門(mén)電路實(shí)現；另一種是用計數器和數據選擇器實(shí)現，序列信號發(fā)生器的構成方法很多，在這些方法中，這是一種比較簡(jiǎn)單和直觀(guān)的構成方法。
仍然以產(chǎn)生01101序列信號為例。
由于序列長(cháng)度為5，首先將計數器接成5進(jìn)制的計數器。這里用十進(jìn)制芯片74160通過(guò)置入數據0的方法實(shí)現。計數器的5個(gè)狀態(tài)為000～101。利用這5個(gè)計數狀態(tài)和要產(chǎn)生的序列信號01101，列出輸出函數D的真值表。根據真值表，得到輸出信號的函數。該函數可以用門(mén)電路實(shí)現，也可以用數據選擇器實(shí)現。如果用門(mén)電路實(shí)現，則需要畫(huà)出函數的卡諾圖(未使用狀態(tài)作無(wú)關(guān)項處理)，然后化簡(jiǎn)?；?jiǎn)后的結果為：
，使用最少數目的門(mén)電路實(shí)現，函數可轉化為
，電路圖如圖5所示。如果用數據選擇器實(shí)現，選用芯片74HC1 51，可把五進(jìn)制計數器的Q0Q1Q2接給數據選擇器的地址端A0A1A2，把數據輸入端D0～D4接為01101，以數據選擇器的輸出作為序列信號的輸出端，則在時(shí)鐘脈沖的作用下，電路依次產(chǎn)生所需序列01101。電路圖如圖6所示。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/175848.htm
3 應用電路
使用這種電路可以驅動(dòng)一路多個(gè)彩燈按照一定的規律亮滅，構成燈光控制器。在圖3所示電路的基礎上，設計出仿真電路，和理論電路不完全相同。Proteus軟件中沒(méi)有74HCT151芯片的模型，在下圖中以74HC151代之。存在用TTL電路驅動(dòng)CMOS電路的問(wèn)題，TTL電路輸出高電平下限值低于74HC系列輸入高電平的下限值，解決辦法是在TTL電路的輸出端與電源之間接入上拉電阻以提高TTL電路輸出的高電平。該電阻阻值不能過(guò)小，太小時(shí)，TTL門(mén)電路輸出為低電平時(shí)流過(guò)三極管的電流過(guò)大，容易把器件燒壞；該電阻阻值也不能過(guò)大，過(guò)大會(huì )導致TTL門(mén)電路輸出為高電平時(shí)上拉電阻上壓降過(guò)大，引起輸出高電平值的降低。綜合考慮以上兩種情況，取上拉電阻為1kΩ。設計的燈光控制器由555定時(shí)器構成的時(shí)鐘脈沖信號產(chǎn)生電路、開(kāi)關(guān)控制電路、移位寄存器、數據選擇器以及燈光電路五個(gè)部分組成，可以驅動(dòng)1路3個(gè)彩燈。圖中Q0為序列信號輸出端，驅動(dòng)彩燈電路。為了使得Q0在驅動(dòng)彩燈電路時(shí)輸出高電平不致降低，采用U4：A和U5：A兩個(gè)反相器串聯(lián)，以減小該負載電路的驅動(dòng)電流。開(kāi)始仿真時(shí)，首先把開(kāi)關(guān)擲向上方，S0=1，寄存器置入初始數據0110，然后把開(kāi)關(guān)擲向下方，S0=0，寄存器中的數據按照指定規律移位。3個(gè)彩燈同時(shí)點(diǎn)亮，同時(shí)熄滅。亮滅的規律為：滅亮亮滅亮。彩燈亮滅的速度可由時(shí)鐘信號CLK的頻率控制。圖中555定時(shí)器構成多諧振蕩器產(chǎn)生頻率為1Hz的時(shí)鐘信號，因此彩燈亮和滅所持續的時(shí)間均為1s。時(shí)鐘信號的仿真圖如圖7，周期為1s，占空比為63．83％。產(chǎn)生的序列輸出信號仿真結果如圖8所示。當第6個(gè)時(shí)鐘信號到來(lái)時(shí)，Q0Q1Q2Q3=1101，此時(shí)序列信號輸出端Q0輸出高電平，彩燈全部點(diǎn)亮，電路的仿真結果如圖9所示，圖中還接入了頻率計，顯示時(shí)鐘頻率為1Hz。
4 結束語(yǔ)
序列信號發(fā)生器的構成方法很多，本文對其進(jìn)行了詳細介紹，結合具體例子給出了設計的全過(guò)程。并運用構成的序列信號發(fā)生器設計了燈光控制電路，分析和解決了電路設計過(guò)程中所遇到的各種問(wèn)題，用Poteusr軟件進(jìn)行了仿真并分析了輸出結果，使所介紹理論設計變成了實(shí)際應用。設計的燈光控制電路由集成芯片和門(mén)電路組成，電路成本低，具有很強的實(shí)用性，有一定的應用價(jià)值。
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