序列信号发生器的设计方法及应用实例
2 用计数器和组合电路构成序列信号发生器
如果序列长度为L，则首先将计数器接成L进制的计数器，然后根据计数器的状态和要产生的序列信号得到产生序列信号的函数，此函数可以用门电路实现，也可以用数据选择器实现。因此设计方法又分为两种：一种是用计数器和必要的门电路实现；另一种是用计数器和数据选择器实现，序列信号发生器的构成方法很多，在这些方法中，这是一种比较简单和直观的构成方法。
仍然以产生01101序列信号为例。
由于序列长度为5，首先将计数器接成5进制的计数器。这里用十进制芯片74160通过置入数据0的方法实现。计数器的5个状态为000～101。利用这5个计数状态和要产生的序列信号01101，列出输出函数D的真值表。根据真值表，得到输出信号的函数。该函数可以用门电路实现，也可以用数据选择器实现。如果用门电路实现，则需要画出函数的卡诺图(未使用状态作无关项处理)，然后化简。化简后的结果为：
，使用最少数目的门电路实现，函数可转化为
，电路图如图5所示。如果用数据选择器实现，选用芯片74HC1 51，可把五进制计数器的Q0Q1Q2接给数据选择器的地址端A0A1A2，把数据输入端D0～D4接为01101，以数据选择器的输出作为序列信号的输出端，则在时钟脉冲的作用下，电路依次产生所需序列01101。电路图如图6所示。本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/175848.htm
3 应用电路
使用这种电路可以驱动一路多个彩灯按照一定的规律亮灭，构成灯光控制器。在图3所示电路的基础上，设计出仿真电路，和理论电路不完全相同。Proteus软件中没有74HCT151芯片的模型，在下图中以74HC151代之。存在用TTL电路驱动CMOS电路的问题，TTL电路输出高电平下限值低于74HC系列输入高电平的下限值，解决办法是在TTL电路的输出端与电源之间接入上拉电阻以提高TTL电路输出的高电平。该电阻阻值不能过小，太小时，TTL门电路输出为低电平时流过三极管的电流过大，容易把器件烧坏；该电阻阻值也不能过大，过大会导致TTL门电路输出为高电平时上拉电阻上压降过大，引起输出高电平值的降低。综合考虑以上两种情况，取上拉电阻为1kΩ。设计的灯光控制器由555定时器构成的时钟脉冲信号产生电路、开关控制电路、移位寄存器、数据选择器以及灯光电路五个部分组成，可以驱动1路3个彩灯。图中Q0为序列信号输出端，驱动彩灯电路。为了使得Q0在驱动彩灯电路时输出高电平不致降低，采用U4：A和U5：A两个反相器串联，以减小该负载电路的驱动电流。开始仿真时，首先把开关掷向上方，S0=1，寄存器置入初始数据0110，然后把开关掷向下方，S0=0，寄存器中的数据按照指定规律移位。3个彩灯同时点亮，同时熄灭。亮灭的规律为：灭亮亮灭亮。彩灯亮灭的速度可由时钟信号CLK的频率控制。图中555定时器构成多谐振荡器产生频率为1Hz的时钟信号，因此彩灯亮和灭所持续的时间均为1s。时钟信号的仿真图如图7，周期为1s，占空比为63．83％。产生的序列输出信号仿真结果如图8所示。当第6个时钟信号到来时，Q0Q1Q2Q3=1101，此时序列信号输出端Q0输出高电平，彩灯全部点亮，电路的仿真结果如图9所示，图中还接入了频率计，显示时钟频率为1Hz。
4 结束语
序列信号发生器的构成方法很多，本文对其进行了详细介绍，结合具体例子给出了设计的全过程。并运用构成的序列信号发生器设计了灯光控制电路，分析和解决了电路设计过程中所遇到的各种问题，用Poteusr软件进行了仿真并分析了输出结果，使所介绍理论设计变成了实际应用。设计的灯光控制电路由集成芯片和门电路组成，电路成本低，具有很强的实用性，有一定的应用价值。
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