南华大学电气工程学院
《电子技术课程设计》任务书
设计题目：16路循环彩灯控制器
专业：本11通信01班
学生姓名: 周世闻学号：20114400123 起迄日期: 2013年12月9日~2013年12月20日指导教师:黄智伟
教研室主任：王彦
课程设计目录
一、内容摘要及关键词 (3)
二、课程设计任务书 (5)
三、课程设计方案及结构框图 (7)
四、课程设计原理 (8)
五、各单元电路的设计、计算及说明 (8)
六、课题整体电路图 (13)
七、芯片功能及其原理介绍 (14)
八、所用元器件清单 (24)
九、课程设计的心得体会 (25)
十、参考文献 (26)
摘要
数字电路是一门专业的基础课程，它具有很强的理论性与十分广泛的工程应用，本次课程设计的主要目的是掌握数字电子技术的一些基础知识，能够在一定程度上应用数电子技术的相关知识解决实际问题。
此次的课程设计是十六路循环彩灯控制器，此电路由四部分组成。如下：第一部分是由555计时器组成的信号发生器，控制频率的变化；
第二部分是由74HC163计数器组成的计数部分，其时钟信号由555计时器提供；
第三部分是由74HC154译码器组成的，计数器输出不同的计数结果，即可控制译码器译码得到不同的输出信号，决定彩灯的循环变化。如果使得计数器的控制端输入不同的控制信号，进行不同的计数，则在输出端可见不同的彩灯循环输出。
而最后一部分则主要是由十六个彩灯构成的输出显示部分，显示在输入的信号不同时的输出结果，方便得出实验结果，进行此次实验设计的总结。
关键词：555计时器、74HC163计数器、74HC154译码器、ＬＥＤ彩灯、控制器、原理。
summary
Digital circuit is a professional foundation courses,it has a strong theoretical and very extensive engineering applications,the main purpose of this course is to master the design of digital electronic technology some of the basics, to a certain extent, the number of electronic technology applications relevant knowledge to solve practical problems.
The curriculum is designed Sixteenth Street cycle lantern controller, this circuit consists of four parts.
The first part is composed of the timer signal generator 555 controls the frequency change;
The second part is composed of counting in part by the 74HC163 counter, the clock signal is provided by a 555 timer;
The third part is a 74HC154 decoder composed of different counting result of the counter output, the decoder can control an output signal obtained by decoding a different decision cycling lantern.If the control of the counter so that the different control input signal, a different count, the type seen at the output cycle of the output lights.
The last part is mainly constituted by the output of the sixteen lights display section not shown in the input signal while the output of a convenient experimental results obtained, the summary of the experimental design.
Key words:555 control、74HC163 counter、74HC154 decoder、
LED lights、controller、principle。
《电子技术课程设计》任务书
1．课程设计的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）：
一、课程设计内容
题目：16路循环彩灯控制器
要求：输出功率>0.1W，电源电压为DC5V，利用按键控制彩灯循环显示。
注：可以采用555、74HC163和74HC154作为控制器，LED作为彩灯制作。
二、课程设计要求
1.综合运用已学习过模拟电路和数字电路等知识，阅读相关集成电路芯片资料和相关文
献，了解电子电路设计的有关知识，方法和特点，掌握基本的电子电路设计和芯片使用方法。
2.一人一题，所设计的电路必须制作成功，并且全部或者部分通过计算机仿真。课程设
计必须自己独立完成，不得从网上下载，一经发现该课程成绩记零分。
3.课程设计设计说明书（报告）应包括有：
①电路工作原理分析
②电路元器件参数设计计算
③电路调试说明
④电原理图和PCB图（必须自己画）
⑤元器件装配图（必须自己画）
⑥元器件清单
⑦自己的收获和体会
⑧要求字数不得少于3500字
⑨要求图纸布局合理，符合工程要求，使用Protel等软件绘制电原理图（SCH）、
元器件布局图和印制电路板(PCB)。
4.所有的文档和表格必须采用Word形式。
5.同类型的设计题可以组成一个设计组，组员之间可以开展研究与讨论。雷同者均计0
分。
6.阅读有关芯片英文参考资料，理解资料内容。
7.英文资料中的曲线、参数、方框图、引脚端封装等图（不包括电原理图和PCB图）
可以直接采用（pdf文档中的图可放大300倍后裁剪到Word文档中），图中的英文可以采用英文（中文）方式翻译在图下。
8.英文资料中的一些词，如果翻译拿不准，可以采用英文（中文）方式标注。
9.设计资料中的有关的公式可以直接采用。
10.课程设计结束，需要交制作的作品、文字稿和电子稿，采用Word文档形式。
11.成绩评定：
①按ABCDE分档，其中：优秀为A，良好为B，中等为C，及格为D，不及格为
E。
②课程设计设计说明书占60%，实物制作占40%。
2．对课程设计成果的要求〔包括图表（或实物）等硬件要求〕：
设计电路，安装调试或仿真，分析实验结果，并写出设计说明书,语言流畅简洁，文字不得少于3500字。要求图纸布局合理，符合工程要求，使用Protel软件绘出原理图（SCH）和印制电路板(PCB),器件的选择要有计算依据。
3．主要参考文献：
（1）黄智伟．全国大学生电子设计竞赛技能训练[M]．北京：北京航空航天大学出版社，2011 （2）黄智伟．全国大学生电子设计竞赛制作实训[M]．北京：北京航空航天大学出版社，2011 （3）黄智伟．全国大学生电子设计竞赛系统设计[M]．北京：北京航空航天大学出版社，2011 （4）黄智伟．全国大学生电子设计竞赛电路设计[M]．北京：北京航空航天大学出版社，2011 （5）黄智伟．全国大学生电子设计竞赛常用电路模块制作[M]．北京：北京航空航天大学出版社，2011
（6）黄智伟等.基于NI multisim的电子电路计算机仿真设计与分析[M]．北京：电子工业出版社，2007
（7）黄智伟.印制电路板（PCB）设计技术与实践[M]．北京：电子工业出版社，2009
（8）高吉祥等.电子技术基础实验与课程设计[M]．北京：电子工业出版社，2002
（9）吴运昌.模拟集成电路原理与应用[M]．广州：华南理工大学出版社，2001年
（10）谭博学等. 集成电路原理及应用[M]．北京：电子工业出版社，2003
（11）魏立军.CMOS 4000系列60种常用集成电路的应用[M]．北京：人民邮电出版社，1993（12）杨宝清.实用电路手册[M]．北京：机械工业出版社.2002
（13）陈有卿.报警集成电路和报警器制作实例[M]．人民邮电出版社1996
（14）肖景和.红外线热释电与超声波遥控电路[M]．人民邮电出版社.2003
4．课程设计工作进度计划：
序号起迄日期工作内容
资料查找和阅读
1. 2013.1
2.9开始
电路方案选择，电路设计和计算，电路仿真2
材料购买，电路设计和PCB设计
3
PCB制作，电路元器件安装
4
作品调试
5
课程设计设计说明书写作
6 ~2013.12.20结束
主指导教师黄智伟日期： 2013年 10 月 25日
三、课程设计方案： 1、课题解析：
由设计要求及任务可知此次设计实际上是要我们在直流电源电压为5V 和输出功率在0.1W 以上时作出一个用按键控制的循环计数电路。而循环控制效果主要是使用一个74HC163、一个74HC154和一个555计时器三个芯片对16个LED 彩灯进行控制构成。
2、课题全篇预设：
把555定时器接成一多谐震荡器，其产生的脉冲信号输送到74HC163计数器上而计数器输出的信号则传送到74LS163译码器上，译码器产生的16个输出信号分别与16个LED 彩灯相连，通过不同彩灯的点亮、点亮彩灯的频率以及彩灯的功率来确定此课程设计电路的各个元器件参数和器件的选择。
电路结构框图：
74HC163计数
部分
74LS138译码电路部分
LED 彩灯显示部分
555多谐振荡器电路
四、课程设计原理：
此次课程设计16路彩灯循环控制电路要求：输出功率大于等于0.1W ，控制器多路输出，可使用开关按键来控制彩灯的循环显示。
该电路由555计时器、74HC163计数器、74HC154译码器及LED 彩灯显示电路四个部分组成。
附加电容及电阻把555计时器连接成一个多谐振荡器，产生脉冲信号，并且调节彩灯循环点亮的频率。此脉冲信号连接到74HC163，进行计数。在两个元件之间可连上开关，用来控制计数器使能端、时钟信号输入端和后面计数器的时钟信号输入端，可以控制时钟信号的计数、清零、置数、保持。74HC163计数器的输出端则连接上74HC154译码器的输入端，进行4线—16线的译码。显然，不同的计数器与译码器电路，得到的是不同的彩灯循环控制结果。若译码器不变，在计数器的控制端输入不同的控制信号，进行不同的计数，则在输出端可见不同的彩灯循环输出。最后则是把译码器的16个输出端分别连接上16个LED 彩灯，进行输出显示，为了保护电路，因此在LED 彩灯与电源之间接入一个负载，使电路在工作时不被烧坏。
五、各单元电路的设计、计算和说明 1、时钟脉冲产生电路
此电路是由555计时器构成一个多谐振荡器，电路输出得到一个周期性的矩形脉冲，其周期为T=0.7（21R 2R +）C
R1、R2、C 定时元件，要使得输出功率大于等于0.1W 则电阻值与电容值可设为：R1= 300K Ω ；R2=300K Ω ；C= 10nF 。
根据周期公式得：T=6.3 mS 555芯片引脚功能如下： 1．地（GND ） 2．触发 3．输出 4．复位
5．控制电压 6．门限（阈值）
7．放电
8．电源电压VCC
时钟脉冲产生的电路图如下页所示：
时钟脉冲产生电路图其输出的仿真波形如下：
2、计数电路
计数器接收555定时器产生的脉冲信号，对时钟脉冲进行计数，然后输出到译码器。
本实验因需要十六进制数（16路彩灯），因此采用了74HC163计数器，又要进行可按键控制的彩灯循环，故在计数器的几个输入端口分别连接按键，这样就可以进行计数器清零、置数、计数、保持等操作，从而控制彩灯的点亮。
如下图所示即为计数电路的电路图：
计数电路图计数器的输出端仿真时序图如下页：
3、译码电路
译码器的逻辑功能是将每个输入的二进制代码编译成对应的输出高、低电平信号或者另一些代码。译码器的输入端口与74HC163的输出端口QA、QB、QC、QD相接，通过译码器与计数器端口连接的顺序来控制彩灯点亮的顺序。
74HC154译码器构成的译码电路图如下：
译码电路
其输出端的仿真时序图如下：
4、显示电路
此次课程实验设计采用发光二极管代替彩灯来进行循环显示。
因为74HC154译码器输出端为低电平有效，所以LED显示部分采用共阳极接法，负极分别接在74HC154译码器的输出端上。
LED显示部分的电路图如下图所示：
六、课题整体实验电路仿真图：
16路循环彩灯控制器电路图
原理图
七、芯片功能及原理具体介绍：
（一）555计时器介绍：
图一：555计时器的内部结构
图二：外引脚排列图 DIP封装的NE555
555 定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。一般用双极性工艺制作的称为555，用CMOS工艺制作的称为7555，除单定时器外，还有对应的双定时器556/7556。555 定时器的电源电压范围宽，可在4.5V—16V工作，7555可在3—18V工作，输出驱动电流约为200mA，因而其输出可与TTL、CMOS 或者模拟电路电平兼容。
555 定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。它也常作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制等方面。555 定时器的内部电路框图和外引脚排列图分别如图一和图二所示。它内部包括两个电压比较器，三个等值串联电阻，一个RS触发器，一个放电管T及功率输出级。它提供两个基准电压VCC/3和2VCC/3。
555 定时器的功能主要由两个比较器决定。两个比较器的输出电压控制RS 触发器和放电管的状态。在电源与地之间加上电压，当5脚悬空时，则电压比较器 A1的反相输入端的电压为2VCC/3，A2的同相输入端的电压为VCC/3。若触发输入端TR的电压小于VCC/3，则比较器A2的输出为1，可使RS触发器置1，使输出端OUT=1。如果阈值输入端TH的电压大于 2VCC/3，同时TR端的电压大于VCC/3，则A1的输出为1，A2的输出为0，可将RS触发器置0，使输出为0电平。 555定时器可以说是模拟电路与数字电路结合的典范。
两个比较器C1和C2各有一个输入端连接到三个电阻R组成的分压器上，比较器的输出接到RS触发器上。此外还有输出级和放电管。输出级的驱动电流可达200mA。比较器C1和C2的参考电压分别为UA和UB，根据C1和C2的另一个输入端——触发输入和阈值输入，可判断出RS触发器的输出状态。当复位端为低电平时，RS触发器被强制复位。若无需复位操作，复位端应接高电平。
DIP封装的555芯片个引脚功能如下表：
引
脚
名称功能
1 GND（地）接地，作为低电平（0V）。
2 TRIG（触发）当此引脚电压降至1/
3 V CC（或由控制端决定的阈值电压）时
输出端给出高电平。
3 OUT（输出）输出高电平（+V CC）或低电平。
4 RST（复位）当此引脚接高电平时定时器工作，当此引脚接地时芯片复位，
输出低电平。
5 CTRL（控制）控制芯片的阈值电压。（当此管脚接空时默认两阈值电压为1/3 V CC与2/3 V CC）。
6 THR（阈值）当此引脚电压升至2/3 V CC（或由控制端决定的阈值电压）时
输出端给出低电平。
7 DIS（放电）内接OC门，用于给电容放电。
8
V+, V CC（供
电）
提供高电平并给芯片供电。
555计时器可以在以下三种状态工作：
①、单稳态模式：在此模式下，555功能为单次触发。应用范围包括定时器，脉冲丢失检测，反弹跳开关，轻触开关，分频器，电容测量，脉冲宽度调制（PWM）等。如下图：
图三：单稳态触发器波形图
暂稳态的持续时间w T （即延时）决定于外接元件R 、C 的大小：w T =1.1RC
即通过改变R 、C 的大小，可使延时时间在几个微秒和几十分钟之间变化。
（a)多谐振荡器电路 (b)工作波形
图四
②、无稳态模式：在此模式下，555以振荡器的方式工作。这一工作模式下555芯片常被用于频闪灯、脉冲发生器、逻辑电路时钟、音调发生器、脉冲位置调制（PPM ）等电路中。如果使用热敏电阻作为定时电阻，555可构成温度传感器，其输出信号的频率由温度决定。
多谐震荡器没有稳定的输出状态，只有两个暂稳态。如图四，在电路处于某
一暂稳态后，经过一段时间可以自行触发翻转到另一暂稳态。两个暂稳态自行相互转换而输出一系列矩形波。多谐振荡器可用作方波发生器。接通电源后，假定是高电平，则T 截止，电容C 充电。充电回路是VCC —R1—R2—C —地，按指数规律上升，当上升到时（TH 、端电平大于），输出翻转为低电平。是低电平，T 导通，C 放电，放电回路为C —R2—T —地，按指数规律下降，当下降到时（TH 、端电平小于），输出翻转为高电平，放电管T 截止，电容再次充电，如此周而复始，产生振荡，经分析可得：
输出高电平时间 ：T=(21R R +)*2ln *C ；
输出低电平时间：T=2ln *C *R 2；
振荡周期 ：T=(21R 2R +)2ln *C *；
输出方波的占空比：2
12
12t R R R R T D PH ++==
； ③、双稳态模式（或称施密特触发器模式：在DIS 引脚空置且不外接电容的情况
下，555的工作方式类似于一个RS 触发器，可用于构成锁存开关。
（二）74HC163芯片介绍
此芯片为可预置同步复位4位二进制计数器。 其特点为: ●
同步计数和装载；
● 两个计数使能输入为n 位级联； ● 正边沿触发时钟； ● 同步复位；
●
输出能力：标准；
● cc I 类别：MSI ；
74HC163是高速Si-gate CMOS 设备,且引脚兼容的低功率肖特基TTL （LSTTL ）。他们是在符合JEDEC 标准没有7A 。
该74HC163是同步的可预置设有一个内部的查找先行进位,可用于高速计数的二进制计数器.所提供的所有触发器的时钟频率上同时正向优势的时钟（CP ）同步操作.输出（Q0到Q3计数器）可能是预设为一高或低的水平.在并行使较低水平 输入（PE ）禁止计数的行动,并导致数据的数据输入（D0到D3）被加载到柜台上的正向优势的时钟提供的设置和保持时间的要求为PE 满足预设无论的水平计
数使能输入（CEP CET ）。
对于“163”清除功能是同步的。
在主复位输入（MR ）设置所有四个较低水平触发器（Q 的输出0到Q3）为低电平后,下一个正跳变的时钟（CP ）输入（前提是该集的建立和保持时间的要求MR 得到满足）.这个动作发生时,不管水平PE,CET 和CEP 输入。 此同步复位功能只有一个外部NAND 门,使设计人员可以修改最大计数。 级联计数器的最大时钟频率为由CP 被确定到TC 的传播延迟和CEP CP set-up 时间,根据下面的公式：
)
(t )(1
f (m ax)m ax CP CEP TC CP t SU p 到到+=
⑴ 此芯片的引脚功能表如下： PE Parallel Enable (Active LOW) Input 并行启用（低电平）输入
P0–P3 Parallel Inputs 并行输入
CEP Count Enable Parallel Input 计数启用并行输入 CET Count Enable Trickle Input 计数启用涓流输入 CP ClOCk (Active HIGH Going Edge) Input 时钟输入 MR Master Reset (Active LOW) Input 主复位（低电平）输入 SR Synchronous Reset (Active LOW) Input 同步复位（低电平）输入
Q0– Q3 Parallel Outputs (Note b)并行输出（注b ）
TC
Terminal Count Output (Note b)终端计数输出（注b ）
⑵ 选择开关方式真值表如下：
SR
PE
CET
CEP
工作模式 L X X X RESET (Clear)清零 H L X X LOAD (Pn Qn)置数 H H H H COUNT (Increment)计数 H H L X NO CHANGE (Hold)保持（不变） H H
X
L
NO CHANGE (Hold)保持（不变）
图五：74HC163逻辑引脚图
图六：引脚配置
图七：74HC163内部结构框图
南华大学电气工程学院 《电子技术课程设计》任务书 设计题目：16路循环彩灯控制器 专业：本11通信01班 学生姓名: 周世闻学号：20114400123 起迄日期: 2013年12月9日~2013年12月20日指导教师:黄智伟 教研室主任：王彦
课程设计目录 一、内容摘要及关键词 (3) 二、课程设计任务书 (5) 三、课程设计方案及结构框图 (7) 四、课程设计原理 (8) 五、各单元电路的设计、计算及说明 (8) 六、课题整体电路图 (13) 七、芯片功能及其原理介绍 (14) 八、所用元器件清单 (24) 九、课程设计的心得体会 (25) 十、参考文献 (26)
摘要 数字电路是一门专业的基础课程，它具有很强的理论性与十分广泛的工程应用，本次课程设计的主要目的是掌握数字电子技术的一些基础知识，能够在一定程度上应用数电子技术的相关知识解决实际问题。 此次的课程设计是十六路循环彩灯控制器，此电路由四部分组成。如下：第一部分是由555计时器组成的信号发生器，控制频率的变化； 第二部分是由74HC163计数器组成的计数部分，其时钟信号由555计时器提供； 第三部分是由74HC154译码器组成的，计数器输出不同的计数结果，即可控制译码器译码得到不同的输出信号，决定彩灯的循环变化。如果使得计数器的控制端输入不同的控制信号，进行不同的计数，则在输出端可见不同的彩灯循环输出。 而最后一部分则主要是由十六个彩灯构成的输出显示部分，显示在输入的信号不同时的输出结果，方便得出实验结果，进行此次实验设计的总结。 关键词：555计时器、74HC163计数器、74HC154译码器、ＬＥＤ彩灯、控制器、原理。
8路彩灯控制器
8路彩灯控制器 一课程设计题目（与实习目的） （1）题目：多路彩灯控制器 （2）实习目的： 1．进一步掌握数字电路课程所学的理论知识。 2．熟悉几种常用集成数字芯片，并掌握其工作原理，进一步学会使用其进行电路设计。 3．了解数字系统设计的基本思想和方法，学会科学分析和解决问题。 4．培养认真严谨的工作作风和实事求是的工作态度。 5．作为课程实验与毕业设计的过度，课程设计为两者提供了一个桥梁。 二任务和要求 实现彩灯控制的方法很多，如EPROM编程、RAM编程、单板机、单片机等，都可以组成大型彩灯控制系统。因为本次实习要求设计的彩灯路数较少，且花型变换较为简单，故采用移位寄存器型彩灯控制电路。 （1）彩灯控制器设计要求 设计一个8路移存型彩灯控制器，要求： 1. 彩灯实现快慢两种节拍的变换； 2. 8路彩灯能演示三种花型（花型自拟）； 3. 彩灯用发光二极管LED模拟； 4. 选做：用EPROM实现8路彩灯控制器，要求同上面的三点。 （2）课程设计的总体要求
1．设计电路实现题目要求； 2．电路在功能相当的情况下设计越简单越好； 3. 注意布线，要直角连接，选最短路径，不要相互交叉； 4. 注意用电安全，所加电压不能太高，以免烧坏芯片和面包板。 三总体方案的选择 （1）总体方案的设计 针对题目设计要求，经过分析与思考，拟定以下二种方案： 方案一：总体电路共分三大块。第一块实现花型的演示；第二块实现花型的控制及节拍控制；第三块实现时钟信号的产生。 主体框图如下： 方案二：在方案一的基础上将整体电路分为四块。第一块实现花型的演示；第二块实现花型的控制；第三块实现节拍控制；第四块实现时钟信号的产生。并在部分电路的设计上与方案一采用了完全不同的方法，如花型的控制。 主体框图如下： （2）总体方案的选择 方案一与方案二最大的不同就在，前者将花型控制与节拍控制两种功能融合在一起，是考虑到只要计数器就可以实现其全部功能的原因，且原理相对简单。这样设计，其优点在于：设计思想比较简单。元件种类使用少，且都较熟悉易于组装电路。缺点则是：中间单元电路连线过于繁多，容易出错。且可能出现线与关系。要避免这些，则势必造成门电路使用过多。导致电路不稳定，抗干扰能力下降。而后者则将以上两种功能分开设计，各单元电路只实现一种功能。其优点在于：电路设计模块化，易于检查电路，对后面的电路组装及电路调试带来方便。缺点则是：节拍控制电路采用可编辑逻辑电路，原理相对复杂，不易理解。花型控制电路简单，花型也比较简单。
1 设计意义及要求 1.1 设计意义 （1）通过此次课程设计，加深同学们对理论知识的理解，培养同学们的动手动脑能力以及解决实际问题的能力。 （2）培养同学们之间相互学习、相互交流合作共同解决问题的能力。 （3）培养同学们对电子设计的兴趣，查阅相关资料解决疑难的能力。 （4）同学们自学protues仿真软件画电路图并进行仿真操作，培养学生的自学能力。（5）增强同学们的创新能力，鼓励同学们设计出属于自己的方案。 1.2 设计要求 现有8只彩灯，试设计一控制器，要求彩灯能实现如下追逐图案： （1）使8只彩灯从右到左逐一循环点亮。 （2）使8只彩灯按照 1110 1110左移循环点亮。 （3）使8只彩灯交替闪烁。 （4）接着重复以上的动作，这样一直循环下去。时间间隔为0.5秒。 （5）严格按照课程设计说明书要求撰写课程设计说明书。 2 方案设计 2.1 设计思路 2.1.1 设计方案一 设计要求彩灯完成三个可以循环的功能，于是就把设计分为几个独立的功能模块进行设计，每一个模块完成特定的功能，再把它们有机的组织起来构成一个系统完成彩灯控制器的设计。由555多谐振荡器产生脉冲，再用74LS161进行分频，为电路提供脉冲信号。彩灯花样控制电路由74LS198和门电路构成。循环选择控制电路由74LS161和门电路组成。 图2.1 多彩循环彩灯控制器设计方案一系统框图
具体设计步骤：先将每个设计的功能要求的单独电路画出来，通过74LS198双向移位寄存器来实现对彩灯的直接控制。在完成单个功能要求之后，通过计数器74LS161配合相应的门从而选择哪一个门电路结构工作，把预先存在相应门电路结构输入端的数据送到移位寄存器74LS198的数据输入端，并对其进行置数。给移位寄存器加上相应的反馈，配合脉冲工作，当移位寄存器输出一种彩灯花样结束后，就重新置一次数，切换一种工作状态，从而实现在三种彩灯花样之间的循环。 2.1.2 设计方案二（小组方案） 此方案运用AT89S52单片机，通过IO口直接驱动LED灯。通过编写相应的程序从而实现在三种工作状态之间的切换。 设计框图如图2.2所示： 图2.2 多彩循环彩灯控制器设计方案二系统框图 2.2 方案设计 2.2.1 设计方案一电路图 多彩循环彩灯控制器设计方案一电路原理图如图2.3所示： 工作原理： 一、接通电源，555多谐振荡器产生周期为0.5秒的脉冲信号，将脉冲信号分别送 给计数器74LS161（1）和移位寄存器74LS198。计数器74LS161（1）按照反馈 置数法连接成8进制计数器从而实现对脉冲信号周期的扩展，即将原脉冲进行8 分频，得到周期为4秒的脉冲信号。用周期为4秒的脉冲信号触发下一个计数器 74LS161（2），把74LS161（2）连接成3进制计数器，Q1Q0就有三种循环状态00，01，10，00…… 二、将8个二输入与门7408作为一组，每个与门的选出一个输入端口连接在一起， 接控制信号，一共放置3组，组成3个与门结构。每组的二输入与门的另一个输 入端分别接上移位寄存器74LS198所需要的预置数，3组分别为00000001,111011
一．设计目的及要求 1.1 课程设计的目的 1 、巩固和加强《数字电子技术》课程的理论知识。 2 、掌握电子电路的一般设计方法，了解电子产品研制开发过程。 3 、掌握电子电路安装和调试的方法及其故障排除方法，学会用ewb 软件或multisim 软件对电路仿真。 4 、通过查阅手册和文献资料，培养独立分析问题和解决问题的能力。 5、培养创新能力和创新思维。 1.2 要求 用中规模集成电路实现6 路彩灯控制电路，主要用计数器、译码器、移位寄存器等芯片集成，实现以下5 种演示花型： 花型1：6 路彩灯同时亮； 花型2：6 路彩灯同时灭； 花型3：6 路彩灯从左至右逐路点亮； 花型4：6 路彩灯左侧三个全亮，同时右侧三个全灭； 花型5; 6 路彩灯右侧三个全亮，同时左侧三个全灭； 要求彩灯亮、灭一次的时间可调，花型转换的顺序为：花型1、花型2、花型3 、花型4，花型5 、花型1 电路有复位控制，复位按钮闭合时彩灯循环输出，按钮断开彩灯熄灭。 二、设计方案的选择和电路框图
2.1题目分析 我们设计的流水灯实际上是主要使用一个555定时器、一个 74LS160，—个74LS42和两个74HC194这四个芯片对,6个彩灯进行控制，产生循环控制的效果。 2.2 题目设计 花型1,111111 ;花型2,000000 ;花型3,100000 ——010000 ——001000——000100——000010——000001;花型4,111000 ；花型5,000111。用74HC194移位寄存器来实现。用74LS42译码器来实现对194的控制，实现194的清零，并行输入，以及右移。用 74LS160十进制计数器控制42译码器的输出，555定时器根据滑动电阻的调节来实现输出时钟脉冲周期的不同从而控制160 计数的快慢，也就实现了彩灯闪烁时间的可调。 2.3结构框图
EDA课程设计 设计题目：基于VHDL的8路彩灯控制器设计 一、课程设计的目的 1．熟悉QuartusⅡ软件的使用方法,使用VHDL 文本输入设计法进行任务设计。 2．增强自己实际动手能力,独立解决问题的能力。 3．通过课程设计对所学的知识进行更新及巩固. 二、课程设计的基本要求 本次课程设计是设计一个8路彩灯控制器，能够控制8路彩灯按照两种节拍，三种花型循环变化。设计完成后，通过仿真验证与设计要求进行对比，检验设计是否正确。 三、课程设计的内容 编写硬件描述语言VHDL程序，设计一个两种节拍、三种花型循环变化的8路彩灯控制器，两种节拍分别为和。三种花型分别是： （1）8路彩灯分成两半，从左至右顺次渐渐点亮，全亮后则全灭。 （2）从中间到两边对称地渐渐点亮，全亮后仍由中间向两边逐次熄灭。 （3）8路彩灯从左至右按次序依次点亮，全亮后逆次序依次熄灭。 四、实验环境 PC机一台；软件QuartusⅡ 五、课程设计具体步骤及仿真结果 1、系统总体设计框架结构 分频模块：把时钟脉冲二分频，得到另一个时钟脉冲，让这两种时钟脉冲来交替控制花型的速度。 二选一模块：选择两种频率中的一个控制彩灯的花型。 8路彩灯的三种花型控制模块：整个系统的枢纽，显示彩灯亮的情况。
2、系统硬件单元电路设计 1.分频模块设计 实验程序：library ieee; use fenpin2 is port( clk:in std_logic; clkk:out std_logic); end fenpin2; architecture behav of fenpin2 is begin process(clk) variable clkk1:std_logic:='0'; begin if clk'event and clk='1' then clkk1:= not clkk1; end if; clkk<=clkk1; end process; end behav; RTL电路图： 波形图：
课程设计(论文) 题目名称循环彩灯控制器设计 课程名称电子技术课程设计 学生姓名 学号 系、专业电气工程系、电气工程及其自动化指导教师 2011年12月16 日 I
邵阳学院课程设计（论文）任务书 注：1．此表由指导教师填写，经系、教研室审批，指导教师、学生签字后生效；2．此表1式3份，学生、指导教师、教研室各1份。 II
指导教师（签字）：学生（签字）： III
邵阳学院课程设计（论文）评阅表 学生姓名学号 系电气工程系专业班级09电气工程及其自动化专业题目名称循环彩灯控制器的设计课程名称电子技术课程设计 一、学生自我总结 二、指导教师评定 注：1、本表是学生课程设计（论文）成绩评定的依据，装订在设计说明书（或论文）的“任务书”页后面； 2、表中的“评分项目”及“权重”根据各系的考核细则和评分标准确定。 IV
摘要 当今社会，经济发展迅速，人们对周围环境的要求也越来越高。人们渴望在一个多姿的环境中生活，那样也不会太单调寂寞。霓虹灯以它炫彩的英姿征服了人们的眼球，为人们的生活添姿加彩。随着人们生活环境的不断改善和美化，在许多场合可以看到彩色流水灯，以往死寂般的夜空也开始变得鲜活。 霓虹灯发展到现在已经慢慢的融入到了我们生活的点点滴滴，在我们习以为常的环境中，变换着它们的色彩，绚烂着人们的生活。本次实验设计中我们在原有的基础上改进，设计这款彩灯循环发光控制器，通过对NE555集成时基电路和计数器／译码分配器CD4017等集成块的合理组建，实现了对彩灯的循环发光控制功能。 关键词：计数器；数据选择器；移位寄存器；彩灯显示电路 V
数字电子技术课程设计题目循环彩灯控制器的电路设计 院系 专业 学生姓名 学号 指导教师 二Ｏ一Ｏ年十二月二十一日
循环彩灯控制器的电路设计 摘要：本课题主要研究循环彩灯控制器的电路设计，它由直流电源、555振荡器、4510计数器、4028译码器、双D触发器及彩灯等几大部分组成，其中直流电源共有5V和7V两种，均由桥式整流滤波电路产生，其中5V电源主要供给循环彩灯控制电路的主电路（彩灯部分）而7V电源主要共给其控制电路；555振荡器主要为电路产生时钟脉冲提供给计数器；而4510计数器在双D触发器的控制下实现加减计数的功能；4028译码器在4510计数器的基础上产生顺序脉冲信号提供给彩灯，3路彩灯在顺序脉冲的作用下依次正循环和反循环的闪亮。 关键字：循环；计数器；译码器；振荡器 Circulation lights controller circuit design Abstract: the article mainly studied circulation lights controller circuit design, it consists of dc power supply, 555 oscillator, 4510 counters, 4028 decoder, double D flip-flop and lights and several other major components, including dc power were 5V and 7V two kinds, all by bridge rectifier filter circuits produce, including 5V power supply main supply circulation lights control circuit of main circuit (colored lantern part of 7V power mainly to the control circuit, 555 oscillator mainly for circuit produce clock pulse provide counter, And 4510 counter on double D flip-flop is under the control of the realization of the function; add and subtract counting 4028 decoder in 4510 counter on the basis of sequence pulse signal generated provide lights, 3 road lights in order pulse in turn is under the action of circulation and reverse circulation ablaze. Key word: cycle, Counter, Decoder, oscillator 一、概述 彩灯控制电路在人们的日常生活中随处可见，无论是在繁华的闹市区或是在大中型游乐场、圣诞树等等都有它们的身影，循环彩灯控制电路是今年来渐渐兴起的一种较为简单的电子设备装置，它可以按照人们的要求控制彩灯以不同的方式被点亮，还可以伴随音乐、各种奇奇怪怪的声音，色彩，变化无穷，为人们的生活增光添彩。 1、彩灯的控制方法和类型 彩灯一般可以用白炽灯、发光二极管以及拥有不同彩色的灯泡等。常见的彩灯控制方法有两种，一是通过微机编程实现，这种方法的优点是编程简单，变换的种类多，需要的外接电路也有限，它还方便因场地的转移或天气的变化而改变，但它适合于需要控制的彩灯数目较多且经常变换的场合。另一种是通过电子设备来实现，这种的方法的优点是制作和调试比较容易，成本相对而言也较低，电路的结构不是很复杂，
《八路彩灯控制电路》课程设计报告 《八路彩灯控制电路》课程设计报告 专业：电子信息工程 班级：2010级2班 姓名：X X 学号：XXXXXXXX 同组成员：XX、XX 指导教师：XXX 2011年12月28日
八路彩灯控制电路 目录 一、课程设计目的 .................................... - 2 - 二、课程设计描述和要求............................... - 2 - (一) 彩灯控制器设计要求........................... - 2 - (二) 课程设计的总体要求........................... - 2 - 三、课程设计内容 .................................... - 3 - （一）原理分析................................... - 3 - (二) 器件选择..................................... - 5 - （三）电路连线................................... - 6 - 1.时钟信号电路 ................................... - 6 - 2. 花型控制信号电路 .............................. - 6 - 3.花型演示电路 ................................... - 7 - 4.总体电路图..................................... - 9 - 5.电路测试....................................... - 9 - 四、分析与总结 ..................................... - 11 -
多彩循环彩灯控制器设 计 Document number：WTWYT-WYWY-BTGTT-YTTYU-2018GT
1设计意义及要求设计意义 （1）通过此次课程设计，加深同学们对理论知识的理解，培养同学们的动手动脑能力以及解决实际问题的能力。 （2）培养同学们之间相互学习、相互交流合作共同解决问题的能力。 （3）培养同学们对电子设计的兴趣，查阅相关资料解决疑难的能力。 （4）同学们自学protues仿真软件画电路图并进行仿真操作，培养学生的自学能力。（5）增强同学们的创新能力，鼓励同学们设计出属于自己的方案。 设计要求 现有8只彩灯，试设计一控制器，要求彩灯能实现如下追逐图案： （1）使8只彩灯从右到左逐一循环点亮。 （2）使8只彩灯按照 1110 1110左移循环点亮。 （3）使8只彩灯交替闪烁。 （4）接着重复以上的动作，这样一直循环下去。时间间隔为秒。 （5）严格按照课程设计说明书要求撰写课程设计说明书。 2 方案设计 设计思路 设计方案一 设计要求彩灯完成三个可以循环的功能，于是就把设计分为几个独立的功能模块进行设计，每一个模块完成特定的功能，再把它们有机的组织起来构成一个系统完成彩灯控制器的设计。由555多谐振荡器产生脉冲，再用74LS161进行分频，为电路提供脉冲信号。彩灯花样控制电路由74LS198和门电路构成。循环选择控制电路由 74LS161和门电路组成。
图多彩循环彩灯控制器设计方案一系统框图 具体设计步骤：先将每个设计的功能要求的单独电路画出来，通过74LS198双向移位寄存器来实现对彩灯的直接控制。在完成单个功能要求之后，通过计数器74LS161配合相应的门从而选择哪一个门电路结构工作，把预先存在相应门电路结构输入端的数据送到移位寄存器74LS198的数据输入端，并对其进行置数。给移位寄存器加上相应的反馈，配合脉冲工作，当移位寄存器输出一种彩灯花样结束后，就重新置一次数，切换一种工作状态，从而实现在三种彩灯花样之间的循环。 设计方案二（小组方案） 此方案运用AT89S52单片机，通过IO口直接驱动LED灯。通过编写相应的程序从而实现在三种工作状态之间的切换。 设计框图如图所示： 图多彩循环彩灯控制器设计方案二系统框图 方案设计 设计方案一电路图 多彩循环彩灯控制器设计方案一电路原理图如图所示：
数字电路课程设计报告课程名称：循环彩灯控制器 设计题目：循环彩灯控制器 院（部）：机械与电子工程学院 专业： 学生姓名: 学号: 班级： 日期: 指导教师:
课程设计任务书 课程设计题目循环彩灯控制器 姓名学号班级 院部机械与电子工 程学院 专业 组别组长组员 指导教师 课程设计目的 1．进一步掌握数字电路课程所学的理论知识。 2．熟悉几种常用集成数字芯片的功能和应用，并掌握其工作原理，进一步学会使用其进行电路设计。 3．了解数字系统设计的基本思想和方法，学会科学分析和解决问题。 4．培养认真严谨的工作作风和实事求是的工作态度。 5．数点课程实验是大学中为我们提供的唯一一次动手实践的机会，增强动手实践的能力。 课程 设计 环境 用proteus 仿真软件画出总体电路图、word编写课程设计报告
课程设计任务和要求设计要求： 1. 8路彩灯能演示三种花型（花型自拟）； 2. 彩灯用发光二极管LED模拟； 3．选做：实现快慢两种节拍的变换。 设计任务： 1．设计电路实现题目要求； 2．电路在功能相当的情况下设计越简单越好； 3. 注意布线，要直角连接，选最短路径，不要相互交叉； 4. 注意用电安全，所加电压不能太高，以免烧坏芯片和面包板。 课程设计工作进度计划 序号起止日期工作内容 1 2012年6月7日~2012年 6月11日选择设计题目并阅读相关文献、资料，学习使用proteus 2 2012年6月12日~2012 年6月13日 根据设计任务和要求，做出大纲和目录 3 2012年6月13日~2012 年6月16日 根据目录做出设计内容 4 2012年6月17日~2012 年6月18日 根据设计内容用proteus画图 5 2012年6月19日整理课程设计的格式与内容 6 2012年6月20日打印并装订 教研室审核意见： 教研室主任签字：年月日 教学院（系）审核意见： 主任签字：年月日
炫光彩灯控制器 (做一份课设不容易，我就收点文库币，小小慰问一下自己) 学院：信息工程学院 班级：测控0901班 姓名：严海俊 学号：200901420 同组人：王滨 指导老师： 2012年11月30日
炫光彩灯控制器课程设计 一、设计目的 1.熟悉常用芯片的性能及用途。 2.进一步掌握数字电路课程所学的理论知识，对所学理论的巩固及验,进一步的学习。 3.了解数字电路设计的基本思想和方法，学会科学分析和解决问题。 4.熟悉几种常用集成数字芯片，并掌握其工作原理，进一步学会使用其进行电路设计。 5.培养认真严谨的工作作风和实事求是的工作态度，检验自己实践的能力,解决问题的能力及现有知识基础上的创新, 为日后走上工作摸索经验。 二、设计原理 设计一个电路控制彩灯的循环显示，要求八个二极管排成一行，二极管依次亮。 8路炫光彩灯控制电路功能描述：首先点亮第一盏灯，在第一盏灯熄灭之后，点亮第二盏灯，在第二盏灯熄灭之后，再去点亮第三盏灯，依次类推，直到点亮第八盏灯，看上去的效果就像亮点从第一盏。即依次流向第八盏灯，然后全部熄灭，反复循环这一过程。 三、方案论证： 方案一：原理框图如图1所示。 其中8进制计数电路是利用74LS161N十进制计数器改变而成，通过产生1000的输出信号的状态进行异步置零，完成8进制循环，由一片74LS138芯片进行译码，来输出信号控制彩灯。 其中8进制计数电路是利用74LS161N十进制计数器改变而成，通过产生1000的输出信号的状态进行异步置零，完成8进制循环，由一片74LS138芯片进行译码，来输出信号控制彩灯。 方案二：基本实际思路不变，采用74LS160芯片，但是其输出信
目录 1设计目的及任务 (3) 1.1设计目的 (3) 1.2设计任务 (3) 2. QUARTUS II软件简介 (3) 3 EDA技术 (4) 4设计原理 (4) 4.1设计分析 (4) 4.2循环彩灯控制器整体设计 (5) 4.3程序设计框图 (7) 4.4彩灯控制器模块的程序设计及仿真 (7) 4.4.1VHDL源程序 (8) 4.4.2仿真波形 (9) 4.5结果分析和总结 (9) 5心得体会 (10) 参考文献 (11)
摘要 现在各大中城市商店都已普及彩灯装饰，所彩灯控制技术的发展已成定局。而部分小城市尚未普及，但随着城市建设日益加快，象征着城市面貌的彩灯装饰行业也将加速发展，彩灯控制器的普及也是毫无疑问的，所以未来彩灯控制器的市场还是十分有潜力的。彩灯的发展也在日新月异，特别是随着我国科学技术的发展，彩灯艺术更是花样翻新，奇招频出，传统的制灯工艺和现代科学技术紧密结合，将电子、建筑、机械、遥控、声学、光导纤维等新技术、新工艺用于彩灯的设计制作，把形、色、光、声、动相结合，思想性、知识性、趣味性、艺术性相统一。本实验利用VHDL语言对交通控制的逻辑功能进行描述，通过Quartus2和Cyclone芯片的强大功能使其功能得到实现。经过验证，基本达到实验目的，能够满足彩灯控制的需求。 关键字：彩灯控制器 VHDL QuartusⅡ
循环彩灯控制器 1设计目的及任务 1.1设计目的 （1）学习QuartusⅡ的结构、特点和性能； （２）学习的实用方法和编程过程； （3）熟悉EDA工具设计数字电路的设计方法，掌握VHDL硬件描述语言设计方法； （４）通过对循环彩灯控制器的设计，来加深对可编程逻辑器件的理解和掌握； （5）能够运用VHDL编程语言编写实验程序，进一步对所学的EDA知识进行掌握与实际应用。 1.2设计任务 设计一个循环彩灯控制器，该控制器控制红、绿、黄三个发光管循环发亮。要求红发光管亮2秒，绿发光管亮3秒，黄发光管亮1秒。 2. Quartus II软件简介 2.1 Quartus II软件介绍 Quartus II 是Alera公司推出的一款功能强大，兼容性最好的EDA工具软件。该软件界面友好、使用便捷、功能强大，是一个完全集成化的可编程逻辑设计环境，具有开放性、与结构无关、多平台完全集成化丰富的设计库、模块化工具、支持多种硬件描述语言及有多种高级编程语言接口等特点。 Quartus II是Altera公司推出的CPLD/FPGA开发工具，Quartus II提供了完全集成且与电路结构无关的开发包环境，具有数字逻辑设计的全部特性，包括：可利用原理图、结构框图、VerilogHDL、AHDL和VHDL完成电路描述，并将其保存为设计实体文件；芯片平面布局连线编辑；功能强大的逻辑综合工具；完备的电路功能仿真与时序逻辑仿真工具；定时/时序分析与关键路径延时分析；可使用SignalTap II逻辑分析工具进行嵌入式的逻辑分析；支持软件源文件的添加和创建，并将它们链接起来生成编程文件；使用组合编译方式可一次完成整体设计流程；自动定位编译错误；高效的期间编程与验
摘要 电力电子技术产业作为当代高新技术尤其是信息技术产业与传统产业的接口，在国民经济中扮演着越来越重要的角色。此设计论述了彩灯的总体控制，彩灯将会随着音乐的节奏闪亮，大大的改善了人们的娱乐环境，人们将在音乐和灯光当中消除工作一天的疲惫，并且彩灯的控制不需要人为的操作控制，将会完全自动的运行，使人们感受到了娱乐场所的智能化，人性化。此设计采用了平时常用的集成电路，包括时钟电路、阶梯波电路、滤波器等等，将会很清晰的呈现出它的工作原理，它是电子技术的实例应用。关键词：电子技术音乐彩灯集成电路。II Abstract As the joint between the present hi-Tech industry especially the informationtechnology industry and tradition industry, power electronics industry has been playing amore and more important role in the country economy. Although this industry in Chinahas made some progress through developing more than 30 years, compared with thedeveloped countries the gap is still quite big. This industry can"t meet the demands of thecountry economy development in china. Constituting a series of systemic and scientificdeveloping strategy to speed this industry is the purpose of this paper. The importanteffects of this industry on country economy are discussed, the shaping and developingcondition of this industry is analyzed, and the advantages and disadvantages of thisindustry in China are pointed in this paper. On the basis of referring the advancedexperience of developed countries. keyword: electronic technique music illumination unicircuit
电子设计自动化大作业 题目彩灯控制器的设计 学院**学院 班级电气** 学号********** 姓名******** 二O一二年十月三十一日
彩灯控制器的设计 一、彩灯控制器的设计要求 设计能让一排彩灯(8只)自动改变显示花样的控制系统，发光二极管可作为彩灯用。控制器应有两种控制方式： （1）规则变化。变化节拍有0．5秒和0．x秒两种，交替出现，每种节拍可有4种花样，各执行一或二个周期后轮换。 （2）随机变化。无规律任意变化。 二、彩灯控制器的设计原理 本次彩灯控制器的设计包含几个主要模块，一是彩灯显示和扬声器的时序控制部分，二是发光二极管的动态显示和数码管的动态显示，本次设计中，二者的显示同步变化；三是扬声器的控制部分。流程图如下所示： 图 1 彩灯控制器的设计流程图 彩灯控制器的设计核心主要是分频器的使用，显示部分的设计较
简易。分频的方法有很多种，本次设计之采用了其中较简易的一种，通过计数器的分频，将控制器外接的频率分为几个我们预先设定的值。当计数器达到预先设定的值，即产生一个上升沿，从而实现分频。扬声器通过不同的频率控制发出不同的声音。同样发光二极管和数码管的显示速度也由其中分出来的一种频率控制（控制显示频率在1~4 之间为宜）。通过使能端的控制可以控制不同的数码管显示预先设定的图案，数码管依次显示的图案为 AA、BB、CC，并随着发光二极管同步动态显示。AA 为自左向右显示，BB 为自右向左显示，CC 从二边向中间再由中间向二边发散显示。与此同时，显示不同的花型时扬声器发出不同的声音，代表不同的花型。本次设计还带有复位功能，通过复位可以使彩灯控制器恢复到最初的状态。 三、程序设计和分析 library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; use ieee.std_logic_unsigned.all; 建立设计库和标准程序包 实体部分： entity pan is port(clk:in std_logic; clr:in std_logic; speak:out std_logic; led7s1:out std_logic_vector(6 downto 0); led7s2:out std_logic_vector(7 downto 0);
电子技术课程设计说明书题目：彩灯循环控制器（B） 学生姓名：曹文天 学号：200806010211 院（系）：电信学院 专业：电气082 指导教师：张震强 2010 年 12 月 10 日
这次课程设计的题目是彩灯循环控制器。题目的要求是：（1）采用一个半导体数码管作为控制器的显示器，能够自动地依次显示出数字0、1、2、3、4、5、6、7、8、9（自然数列），1、3、5、7、9（奇数列），0、1、2、3、4、5、6、7（音乐符号数列）和0、2、4、6、8（偶数列）,然后又依次显示出自然数列、奇数列、偶数列和音乐符号数列……如此周而复始，不断循环。（2）打开电源时，控制器可自动清零，从接通电源时刻起，数码管最先显示出自然数列的0，再显示出1，然后按上述规律变化。 彩灯控制器主要是通过计数器来实现的。这个彩灯控制电路的实质是要产生一系列的数列，包括自然数列、奇数列、偶数列、音乐数列，然后通过一个七段数码管显示出来。这些数列的生成均是通过不断给一个74HC160脉冲，使其从0到9计数并不断循环。再用另一片74HC160作为循环控制，把它设置成四循环计数器，不断输出00到11。当其输出00时为自然数列输出，01时为奇数列输出，10 时为偶数列输出，11 时为音乐数列输出。0到9的数列产生后在不同状态下通过两片74HC153置成所需数列通过CD4511译码连接数码管输出。另外，按照上述方法产生的奇、偶数列相邻两个数显示的时间是自然数列及音乐数列的二倍。则要用JK触发器加74HC153对自然数列及音乐数列的脉冲进行二分频，使得四种数列相邻两个数显示的时间相同。最后脉冲的产生是通过555电路组成多谐振荡器来产生的。我设置脉冲频率为2HZ，这样经分频后在数码管上显示的数字为一秒变一下。最后要把它们有效的结合起来联合工作，就可以实现目的功能。
《8路彩灯控制电路设计》课程设计报告 专业： 班级： 姓名： 学号： 同组成员： 指导教师：赵玲 2015年1 月7 日
目录 一、课程设计目的 (3) 二、课程设计要求 (3) （一）、彩灯控制器设计要求 (3) （二）、课程设计总体要求 (3) 三、课程设计内容 (3) （一）、设计原理分析 (3) （二）、器件选择 (5) （三）、具体电路连线及设计思路 (6) 1、时钟控制电路 (6) 2、花色控制电路 (7) 3、花色演示电路 (8) 4、总体电路图 (10) 四、实际焊接电路板思路及过程 (11) （一）、设计思路及电路图 (11) （二）、设计及焊接过程 (11) （三）、电路板展示 (12) 五、课程设计总结与体会 (13)
一、课程设计目的 1．巩固数字电路技术基础课程所学的理论知识，将学习到的理论知识落实到实际，所谓学以致用。并且将模拟电路技术基础和电路分析基础等课程的所学知识加以强化。 2．熟悉几种常用集成数字芯片74LS161、74LS194等的功能和应用，并掌握其工作原理，并将这几种芯片的应用结合起来。从而学会使用常用集成数字芯片进行电路设计。 3.学会使用protues软件进行模拟电路仿真，并且学会将仿真电路实现。 4.了解数字系统设计的基本思想和方法，学会科学分析和解决问题，学会使用基本元器件其进行电路设计。 5.培养自己的动手能力,团队协作能力。 二、课程设计要求 （一）、彩灯控制器设计要求 设计并制作8路彩灯控制电路，用以控制8个LED按照不同的花色闪烁，要求如下： 1．接通电源，电路开始工作，LED灯闪烁； 2．LED灯按照事先设计的方式工作，要求闪烁的模式不能少于三种模式； 3．（选做内容）闪烁时实现快慢两种节拍的变换。 （二）、课程设计总体要求 （1）根据设计任务，每人独立完成一份设计电路图，并要求仿真实现；（2）根据设计的电路图，两人一组，利用万能板完成电路的焊接，并调试成功； （3）每人独立完成一份设计报告。 三、课程设计内容 （一）、设计原理分析 1.基本原理如下：总体电路共分三大块。第一块实现时钟信号的产生和控制，利用555定时器连接电路实现该功能；第二块实现花型的控制及节拍控制，利用
4．2 应用电路1 彩灯循环控制器的设计与仿真分析 变换的彩灯已经成为人们日常生活不可缺少的点缀。那么这些变化的灯光是如何控制的呢? 这就是我们下面要讨论的课题——彩灯循环控制电路。 在实际工作中，能够实现彩灯循环控制要求的电路形式或方案很多，现给出几种与数字电路内容结合紧密且容易实现的电路方案，以期使读者开阔思路，学习数字电路的设计与制作方法。 1电路设计分析 (1)彩灯循环控制技术指标 ①彩灯能够自动循环点亮。 ②彩灯循环显示且频率快慢可调。 ③该控制电路具有8路以上输出。 (2)方案论证与实现 彩灯循环控制电路主要由3部分组成，其整体框图如图4—5所示。 ①振荡电路。 主要用来产生时间基准信号(脉冲信号)。因为循环彩 灯对频率的要求不高，只需要能产生高低电平，且脉冲 信号的频率可调，所以采用555定时器组成的振荡器， 其输出的脉冲作为下一级的时钟信号。电路如图4-6所不，接上示波器是为了调试振荡器输出信号波形，调试好后就可以去掉示波器，振荡器电路作为一个模块就可以和后续电路相连接了。图4—7为调试好的振荡器输出波形。 ②计数器／译码分配器。 计数器是用来累计和寄存输入脉冲个数的时序逻辑部件。在此电路中采用十进制计数／分频器CD4017，它是一种用途非常广泛的集成电路芯片。其内部由计数器及译码器两部分组成，由译码输出实现对脉冲信号的分配，整个输出时序就是00、01、02、…、09依次出现与时钟同步的高电平，宽度等于时钟周期。 CD40 1 7有3个输入端(MR、CP0和～CP 1)，MR为清零端，当在MR端上加高电平或正脉冲时，其输出O0为高电平，其余输出端(O1～O9)均为低电平。CP0和～CP l是2个时钟输入端，若要用上升沿来计数，则信号由CP0端输入；若要用下降沿来计数，则信号由～CP l端输入。设置2个时钟输入端，级联时比较方便，可驱动更多的二极管发光。 CD401 7有10个输出端(O0～O9)和1个进位输出端～O5-9。每输入10个计数脉冲，～O5-9就可得到1个进位正脉冲，该进位输出信号可作为下一级的时钟信号。
实训三 彩灯循环控制器的设计与制作 一、设计任务书 1、题目 彩灯循环控制器的设计与制作 2、设计任务 1）彩灯能够自动循环点亮 2）彩灯循环显示且频率快慢可调。 3）该控制电路具有8路以上的输出。 3、设计目的 通过本设计熟悉中规模集成电路进行时序电路和组合电路设计的方法，掌握彩灯循环控制器的设计方法。 4、参考设计方案 方案一： 1）课题的分析 此电路主要由三部分组成，其整体框图如图（一）所示。 振荡电路 计数译码驱动电路 显示电路 图（一） 2）方案论证与实现 （1）振荡电路 主要用来产生时间基准信号（脉冲信号）。因为循环彩灯对频率的要求不高，只要能产生高低电平就可以了，且脉冲信号的频率可调，所以采用555定时器组 IRT UAL 555定时器组成的振荡电路 图（二） （2）计数器/译码分配器 计数器是用来累计和寄存输入脉冲个数的时序逻辑部件。在此电路中采用十
进制计数/分频器4017，它是一种用途非常广泛的电路。其内部由计数器及译码器两部分组成，由译码输出实现对脉冲信号的分配，整个输出时序就是O0、O1、O2….O9依次出现与时钟同步的高电平，宽度等于时钟周期。 4017有3个输入端（MR 、CP0和~CP1），MR 为清零端，当在MR 端上加高电平或正脉冲时，其输出O0为高电平，其余输出端（O1------O9）均为低电平。CP0和~CP1是2个时钟输入端，若要用上升沿来计数，则信号由CP0端输入；若要用下降沿来计数，则信号由~CP1端输入。设置2个时钟输入端，级联时比较方便，可驱动更多二极管发光。 4017有10个输出端（O0—O9）和1 个进位输出端~O5-9。每输入10个计数脉冲，~O5-9就可得到1 个进位正脉冲，该进位输出信号可作为下一级的时钟信号。 由此可见，当4017有连续脉冲输入时，其对应的输出端依次变为高电平状态，故可直接用作顺序脉冲发生器。 4017的管脚仿真图如图（三）所示。其测试电路及波形如图（四）图（五）所示。注意在用multisim 仿真软件时，含有CMOS 时，电源作VDD 。 O 0 3 O 12O 24O 37~CP1 13 M R 15 CP0 14 O 410O 51O 65O 7 6O 89O 911~O 5-9 12 U1 4017BD 图（三）4017的管脚仿真图
目录 一、课题设计任务及要求 .3 二、设计目的 3 三、优选设计方案 4 四、整体设计思想及原理框图 5 五、各模块设计与分析 6 1、脉冲发生电路 7 2、控制电路和译码电路 10 3、存储电路 12 4、数码管显示电路 .14 六、元器件清单 15 七、安装及调试中出现的问题和解决方法 15 八、设计感想 17 附录 一、实验电路图 20 二、实验电路连接图 .21 三、参考文献 21
一、课题设计任务及要求 课题名称：可编程彩灯控制器 设计任务及要求： 1、设计脉冲产生电路、图形控制电路和存储电路； 2、用8×8LED点阵作为显示电路，显示内容的动面感要强。 3、能用按键切换不同的显示组合，至少有3个按键切换； 4、每种组合至少有3种变化，每种组合内图形能连续循环； 5、要有数码管显示当前是第几种组合（或是第几个按键）； 6、图形显示间隔（显示频率）至少有3种可选。 控制器可有2种控制方式： （1）规则变化：变化节拍有秒和秒，交替出现，每种节拍可有多种花样，各执行1或2个周期后轮换；彩灯变化方向有单向移动和双向移动、跳跃移动等。 （2）随机变化。变化花样相同，但节拍和花样的轮换随机出现。 7、完成电路全部设计后，通过实验箱验证设计课题的正确性。 二、设计目的 本课程设计主要是为了实现可编程彩灯控制的功能，且通过本次电子课程设计，了解电子产品设计的一般过程，掌握电子线路设计的基础方法和一般过程，能灵活运用已学过或者类似的集成块构成电路实现上述功能，还能灵活掌握555电路的应用方法。能用仿真软件对电子线路进行仿真设计，还能用Portel等软件绘制PCB图，掌握了电子电路调试的方法，且能独立解决设计与调试过程中出现的一般问题，并进一步掌握EEPROM的编程方法和应用。