序列信號發生器的設計方法及應用實例
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2 用計數器和組合電路構成序列信號發生器
如果序列長度為L，則首先將計數器接成L進制的計數器，然后根據計數器的狀態和要產生的序列信號得到產生序列信號的函數，此函數可以用門電路實現，也可以用數據選擇器實現。因此設計方法又分為兩種：一種是用計數器和必要的門電路實現；另一種是用計數器和數據選擇器實現，序列信號發生器的構成方法很多，在這些方法中，這是一種比較簡單和直觀的構成方法。
仍然以產生01101序列信號為例。
由于序列長度為5，首先將計數器接成5進制的計數器。這里用十進制芯片74160通過置入數據0的方法實現。計數器的5個狀態為000～101。利用這5個計數狀態和要產生的序列信號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。該函數可以用門電路實現，也可以用數據選擇器實現。如果用門電路實現，則需要畫出函數的卡諾圖(未使用狀態作無關項處理)，然后化簡。化簡后的結果為：
，使用最少數目的門電路實現，函數可轉化為
，電路圖如圖5所示。如果用數據選擇器實現，選用芯片74HC1 51，可把五進制計數器的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，則在時鐘脈沖的作用下，電路依次產生所需序列01101。電路圖如圖6所示。本文引用地址：http://www.104case.com/article/175848.htm
3 應用電路
使用這種電路可以驅動一路多個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軟件中沒有74HCT151芯片的模型，在下圖中以74HC151代之。存在用TTL電路驅動CMOS電路的問題，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。該電阻阻值不能過小，太小時，TTL門電路輸出為低電平時流過三極管的電流過大，容易把器件燒壞；該電阻阻值也不能過大，過大會導致TTL門電路輸出為高電平時上拉電阻上壓降過大，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定時器構成的時鐘脈沖信號產生電路、開關控制電路、移位寄存器、數據選擇器以及燈光電路五個部分組成，可以驅動1路3個彩燈。圖中Q0為序列信號輸出端，驅動彩燈電路。為了使得Q0在驅動彩燈電路時輸出高電平不致降低，采用U4：A和U5：A兩個反相器串聯，以減小該負載電路的驅動電流。開始仿真時，首先把開關擲向上方，S0=1，寄存器置入初始數據0110，然后把開關擲向下方，S0=0，寄存器中的數據按照指定規律移位。3個彩燈同時點亮，同時熄滅。亮滅的規律為：滅亮亮滅亮。彩燈亮滅的速度可由時鐘信號CLK的頻率控制。圖中555定時器構成多諧振蕩器產生頻率為1Hz的時鐘信號，因此彩燈亮和滅所持續的時間均為1s。時鐘信號的仿真圖如圖7，周期為1s，占空比為63．83％。產生的序列輸出信號仿真結果如圖8所示。當第6個時鐘信號到來時，Q0Q1Q2Q3=1101，此時序列信號輸出端Q0輸出高電平，彩燈全部點亮，電路的仿真結果如圖9所示，圖中還接入了頻率計，顯示時鐘頻率為1Hz。
4 結束語
序列信號發生器的構成方法很多，本文對其進行了詳細介紹，結合具體例子給出了設計的全過程。并運用構成的序列信號發生器設計了燈光控制電路，分析和解決了電路設計過程中所遇到的各種問題，用Poteusr軟件進行了仿真并分析了輸出結果，使所介紹理論設計變成了實際應用。設計的燈光控制電路由集成芯片和門電路組成，電路成本低，具有很強的實用性，有一定的應用價值。
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