1）编码发生器

编码发生器要求根据花型按节拍送出8位状态编码信号，以控制彩灯按规律亮灭。因为彩灯路数少，花型要求不多，该设计课题宜选用移位寄存器输出8路数字信号控制彩灯发光。

编码发生器采用两片4位通用移位寄存器74LS194来实现。74LS194具有异步清除和同步预置、左移、右移、保持等多种功能，控制方便灵活。8路彩灯用两片74LS194组成8位移位寄存器进行控制。花型选择比较灵活。

需要注意的是，一般情况下左移是指由低位向高位移。但是由于74LS194中高低位的几何位置和一般的书写习惯相反，因此由低位向高位移时在74LS194中应该执行右移操作。

移位寄存器的8个输出信号送至LED发光二极管，编码器中数据输入端和控制端的接法由花型决定。这里选择下列两种花型：

花型Ⅰ——8路彩灯由中间到两边对称地依次亮，全亮后仍由中间向两边依次灭。

花型Ⅱ——8路彩灯分成两半，从左至右顺次亮，再顺次灭。

根据选定的花型可列出移存器（编码发生器）的输出状态编码，如表6.8所示。

表6.8　输出状态编码

2）控制电路

控制电路为编码器提供所需的节拍脉冲和驱动信号，控制整个系统工作。控制电路的功能有两个：一是按需要产生节拍脉冲；二是产生移存器所需要的各种驱动信号。控制电路设计通常按照下述步骤进行。

（1）逐一分析单一花型运行时移位寄存器的工作方式和驱动要求

表6.8是74LS194移位寄存器工作的状态顺序表，它是分析移位寄存器工作方式和驱动要求的依据。

以花型Ⅱ为例：

花型Ⅱ是8拍为一次循环，第9拍自动清零。这样，74LS194的清零端就不需要特别控制，可以始终接“1”。74LS194-1和74LS194-2需要实现的都是Q0向Q3移位，对74LS194来讲都是右移。DSR1和DSR2都应接，而DSL1和DSL2都可以接任意电平。两片74LS194的控制端M0都应接“1”，而M1都应接“0”。具体接线如图6.53所示。

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图6.53　花型Ⅱ接线图

同样，花型Ⅰ也是8拍为一次循环，自动清零，状态变化两半对称。将74LS194-1接成4位左移扭环形计数器，74LS194-2接成4位右移扭环形计数器就可实现。

控制端的接线如下：

图6.54　节拍脉冲产生框图

（2）节拍控制脉冲的产生

按照上面分析可知，每种花型都是8拍为一次循环，一种花型循环两次需要16拍。实现一个大循环共需32拍。因此节拍控制脉冲需要基本节拍脉冲、16拍的节拍脉冲、32拍的节拍脉冲。节拍控制脉冲产生电路框图如图6.54所示。

74LS194移存器所需的控制信号和节拍控制信号的时序关系如图6.55所示。各控制端和信号的相应关系如表6.9所示。

图6.55　节拍控制时序

表6.9　控制端和信号关系

图6.56　数据选择器

有些时候，同样的花型需要不同的工作状态，可以采用数据选择器来协调它们的关系。比如上述实例中想要实现慢节拍32拍和快节拍32拍，一共64拍的大循环，就可以采用如图6.56所示电路来控制两片74LS194的时钟控制端。其中74LS157是2选1的数据选择器，当控制端为“0”时，输出端输出A1路信号（快节拍），当控制端为“1”时，输出端输出B1路信号（慢节拍）。