目录
1绪论 (1)
1.1课题背景 (1)
1.2 彩灯控制器的发展 (2)
1.3课题研究内容 (2)
2研究方案与预期成果 (2)
2.1研究方案 (2)
2.2预期成果 (3)
3系统硬件设计 (3)
3.1设计任务 (3)
3.2题目设计 (3)
3.3设计题目原理 (3)
3.4原理框图 (4)
3.5各部分电路图 (4)
3.6芯片功能介绍 (6)
4软件系统设计 (12)
4.1软件平台 (12)
4.2软件功能 (12)
4.3软件分析手段 (13)
4.4设计仿真结果 (13)
5系统硬件焊接与调试 (14)
5.1焊接技术 (14)
5.2元件清单 (17)
5.3实物图 (17)
总结 (18)
致谢 (19)
参考文献 (20)
8路彩灯控制器的设计
摘要:在现代生活中，彩灯作为一种装饰，既可以增强人们的感观，起到广告宣传的作用，又可以增添节日气氛，不仅可以获得良好的观赏效果，而且可以省电。本设计主要是实现八路彩灯的循环控制，利用555定时器设计多谐振荡器,输出一定频率的脉冲，利用138译码器译码得到不同的输出信号，决定彩灯的循环变化，利用计数器74LS90进行信号的脉冲激励和一块74138的控制以实现彩灯的循环控制。利用译码器和计数器等设计实现彩灯控制电路，改变电路的不同工作状态，控制彩灯变幻出循环的闪烁效果。
设计电路实用，也可以通过计算机仿真直观地看到循环彩灯的控制效果，综合运用所学数字电路知识，学会设计和调试方法，从而产生浓厚兴趣。如果稍微改动控制电路，可以更加完善，完成对彩灯多种变换亮法设计。
关键词设计原理芯片功能软件介绍焊接技术
1绪论
1.1课题背景
彩灯控制电路应用越来越丰富我们的生活，成为我们生活不可缺少的一部分。新中国成立后，彩灯得到了更大的发展，特别是随着我国科学技术的发展，彩灯更是花样翻新，奇招频出，传统的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、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。在快速发展的今天，各式彩灯在大街小巷上早已随处可见，样式更加丰富，外观更加新颖，在设计方面也充分加入了时尚的元素，使得现代彩灯构成了缤纷璀璨的城市夜景，同时，色彩斑斓的彩灯的普遍应用离不开电气工作者的设计施工。五颜六色的彩灯光芒无限，节日的彩灯呈给人们快乐、幸福、祥和的明天。音乐彩灯、七彩灯、摩托车彩灯、圣诞彩灯充斥在我们的生活中，为我们增添了许多欢乐。因此，我们需要开发丰富多样的彩灯以装点我们的生活。本课题是利用四位双向移位寄存器为核心元件实现彩灯的循环控制。彩灯作为一种装饰，既可以增强人们的感观，起到广告宣传的作用，又可以增添节日气氛，为人们的生活增添亮丽，用在舞台
增强晚会灯光效果，利用控制电路可使彩灯（例如霓虹灯）按一定的规律不断的改变状态，不仅可以获得良好的观赏效果，而且可以省电。
1.2 彩灯控制器的发展
彩灯控制器设计随着电子技术的发展，当前数字系统的设计正朝着速度快，容量大，体积小，重量轻的方向发展。推动该潮流迅猛发展的引擎就是日趋进步和完善的ASIC设计技术。随着社会的快速发展，原先的彩灯控制系统已经不能适应现在日益繁忙的节日和庆祝状况。如何改善彩灯控制系统，使其适应现在状况，成为研究的课题。科学技术的日新月异，自动化程度要求越来越高，可编程控制器彩灯控制系统集成自动控制技术、计量技术、新传感器技术、计算机管理技术于一体的机电一体化产品；充分利用计算机技术对生产过程进行集中监视、控制管理和分散控制；充分吸收了分散式控制系统和集中控制系统的优点，采用标准化、模块化、系统化设计，配置灵活、组态方便。
目前数字系统的设计可以直接面向用户需求，根据系统的行为和功能要求，自上至下地逐层完成相应的描述，综合，优化，仿真与验证，直到生成器件。上述设计过程除了系统行为和功能描述以外，其余所有的设计过程几乎都可以用计算机来自动完成，也就是说做到了电子设计自动化（EDA）。这样做可以大大地缩短系统的设计周期，以适应当今品种多，批量小的电子市场的需求。
1.3课题研究内容
设计是基于8路彩灯控制器，该电路由555定时器、74LS90计数器和138译码器组成。74LS90计数器的时钟信号由555振荡电路提供，改变555的振荡频率，即句改变计数器的快慢，即可控制彩灯闪烁的快慢。计数器输出信号输人至138译码器，由138译码，根据计数器输出不同的计数结果，即可控制138译码器译码得到不同的输出信号，决定彩灯的循环变化。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。2研究方案与预期成果
2.1研究方案
（1）时序电路：采用555多谐振荡器产生脉冲信号。该振荡器产生的脉冲信号稳定，而且该芯片的物理化学性很稳定，此元件线形性能好。
（2）计数部分：因为在试验中需要一个8进制的计数器，因此采用74LS90三位二进制同步加法计数器，我们可以改变计数器的加法来控制LED亮灭。
（3）译码部分：本部分利用74LS138作为译码部分，74LS138为3—8线译码器，只有8个输出端，而在实验中须驱动8个LED。通过改变QA、QB、QC、QD与四个输入端的连接方法来控制LED的亮灭顺序。因为74LS138译码器输出端低电平有效，所以彩灯显示部分采用共阳极接法，负极分别接在74LS138的输出端上。（4）显示电路：本部分利用红黄蓝绿四种颜色的彩灯，来实现不同彩灯循环点亮的色彩。
（5）电容电阻开关部分：由于电路中需要控制频率及保护电路等作用需要采用电容及电阻来作辅助作用，利用开关来控制电路。
2.2预期成果
（1）利用555定时器设计多谐振荡器,输出一定频率的脉冲。
（2）设计的8路彩灯需在脉冲的作用下按照3位二进制的顺序循环点亮。
3系统硬件设计
3.1设计任务
（1）设计8路彩灯循环控制电路，使得该电路彩灯循环，具有多路输出，彩灯由发光二极管模拟替代。
（2）根据不同的控制信号进行不同的计数，再通过译码器电路，得出不同的彩灯循环控制结果。
（3）还需满足彩灯的闪烁按一定的规则变化，设定彩灯的闪烁的时间。
（4）设定彩灯的闪烁时间，彩灯闪烁的时间可通过实验箱上的开关输入。
3.2题目设计
用附加电容、电阻把555定时器接成一多谐震荡器，产生脉冲信号。1个74LS138扩展成3-8线译码器，与LED向接。74LS90作为计数器。
3.3设计题目原理
我们设计的彩灯实际上是主要使用一个74LS90，1个74LS138，和一个555定时器这四个芯片对8个LED进行控制，产生循环控制的效果。
设计彩灯循环控制电路，要求该电路8路彩灯控制器应有信号脉冲，能按8进制计数器的顺序依次点亮8路彩灯。
该电路由555定时器、74LS ９０计数器和138译码器组成。74LS ９０计数器的时钟信号由555振荡电路提供，改变555的振荡频率，即句改变计数器的快慢，即可控制彩灯闪烁的快慢。计数器输出信号输人至138译码器，由138译码，根据计数器输出不同的计数结果，即可控制138译码器译码得到不同的输出信号，决定彩灯的循环变化。
3.4原理框图
3.5各部分电路图
（1） 555时序电路:在这次课程设计中，555定时器用来产生脉冲信号。
555振荡器 74LS90计数器
８个ＬＥＤ灯 ７４ＬＳ１３８译码器
555时序电路
（2） 74LS90计数部分:因为在试验中需要一个8进制的计数器，因此采用74LS90计数器。我们可以改变计数器的加减来控制LED亮灭的方向。
74LS90计数部分
（3） 74LS138译码电路与LED显示部分
74LS138为3—8线译码器，有8个输出端，可以驱动8个LED，所以用一个74LS138译码器就可以了。扩展接法如上图。
扩展后形成的四个输入端分别同74LS90计数器的QA、QB、QC、QD相接。通过改变QA、QB、QC、QD与四个输入端的连接方法来控制LED的亮灭顺序。
因为74LS138译码器输出端低电平有效，所以LED显示部分采用共阳极接法，负极分别接在74LS138的输出端上。
74LS138译码电路与LED显示的电路图
3.6芯片功能介绍
（1）NE555 （Timer IC）为8脚时基集成电路，大约在1971年由Signetics Corporation发布，在当时是唯一非常快速且商业化的Timer IC，在往后的30年中非常普遍被使用，且延伸出许多的应用电路，后来基于CMOS技术版本的Timer IC如MOTOROLA的MC1455已被大量的使用，但原规格的NE555依然正常的在市场上供应，尽管新版IC在功能上有部份的改善，但其脚位劲能并没变化，
所以到目前都可直接的代用。
NE555是属于555系列的计时IC的其中的一种型号，555系列IC的接脚功能及运用都是相容的，只是型号不同的因其价格不同其稳定度、省电、可产生的振荡频率也不大相同；而555是一个用途很广且相当普遍的计时IC，只需少数
的电阻和电容，便可产生数位电路所需的各种不同频率的脉波讯号。
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和电容 ,就可以实现多谐振荡器、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 2和图 3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 SR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 C1的同相输入端的电压为 2VCC /3, C2的反相输入端的电压为 VCC /3。若触发输入端 TR的电压小于VCC /3,则比较器 C2的输出为0,可使 SR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C1的输出为 0,C2的输出为 1,可将 RS触发器置0,使输出端OUT=0。
其功能表如下：
555定时器功能表
555定时器的内部电路框图
NE555引脚图
Pin 1 (接地) -地线(或共同接地) ，通常被连接到电路共同接地。
Pin 2 (触发点) -这个脚位是触发NE555使其启动它的时间周期。触发信号上缘电压须大于2/3 VCC，下缘须低于1/3 VCC 。
Pin 3 (输出) -当时间周期开始555的输出输出脚位，移至比电源电压少1.7伏
的高电位。周期的结束输出回到O伏左右的低电位。于高电位时的最大输出电流大约200 mA 。
Pin 4 (重置) -一个低逻辑电位送至这个脚位时会重置定时器和使输出回到一个低电位。它通常被接到正电源或忽略不用。
Pin 5 (控制) -这个接脚准许由外部电压改变触发和闸限电压。当计时器经营在稳定或振荡的运作方式下,这输入能用来改变或调整输出频率。
Pin 6 (重置锁定) - Pin 6重置锁定并使输出呈低态。当这个接脚的电压从1/3 VCC电压以下移至2/3 VCC以上时启动这个动作。
Pin 7 (放电) -这个接脚和主要的输出接脚有相同的电流输出能力，当输出为ON时为LOW，对地为低阻抗，当输出为OFF时为HIGH，对地为高阻抗。
Pin 8 (V +) -这是555个计时器IC的正电源电压端。供应电压的范围是+4.5伏特(最小值)至+16伏特(最大值)。
（2）74LS138 3-8线译码器,译码器也称解码器，译码过程实际上是一种翻译过程,即编码的逆过程。译码器的输入是n位二值代码，输出是m个表征代码原意的状态信号（或另一种代码）。一般情况下有m小于等于2的n次方，即译码器输入线比输出线要少。
译码器按其功能可分为三大类：
1）变量译码器：将输入的二进制代码还原为原始输入信号。有两位二进制代码（0，1），经译码器还原为四个信号状态（0，0）（0，1）（1，0) (1，1)。
2）代码变换译码器：用于将一个数据的不同代码之间的相互转换。例如二－十进制译码器可将8421码转换为十个状态。
3）显示译码器：将数字、文字或符号的代码还原成相应的数字、文字、符号并显示出来的电路。
74LS138的管脚图如图
74LS138的功能表
无论从逻辑图还是功能表我们都可以看到74LS138的八个输出引脚，任何时刻要么全为高电平1—芯片处于不工作状态，要么只有一个为低电平0，其余7
个输出引脚全为高电平1。如果出现两个输出引脚同时为0的情况，说明该芯片已经损坏。
由上式可以看出，同时又是这三个变量的全部最小项的译码输出，所以也把这种译码器叫做最小项译码器。
74LS138有三个附加的控制端，当输出为高电平（S＝1），译码器处于工作状态。否则，译码器被禁止，所有的输出端被封锁在高电平，这三个控制端也叫做“片选”输入端，利用片选的作用可以将多篇连接起来以扩展译码器的功能。
控制输入端的译码器又是一个完整的数据分配器。如果把作为“数据”输入端（同时），而将作为“地址”输入端，那么从送来的数据只能通过所指定的一根输出线送出去。这就不难理解为什么把叫做地址输入了。例如当＝101时，门的输入端除了接至输出端的一个以外全是高电平，因此的数据以反码的形式从输出，而不会被送到其他任何一个输出端上。
（3）74LS90是常用的三位二进制可预置的同步加法计数器，他可以灵活的运用在各种数字电路，以及单片机系统种实现分频器等很多重要的功能：
74LS 90引脚图
管脚图介绍
74LS90逻辑电路图如图所示，它由四个主从JK触发器和一些附加门电路组成，整个电路可分两部分，其中FA触发器构成一位二进制计数器；FD、FC、FB 构成异步五进制计数器，在74LS90计数器电路中，设有专用置“0”端R1、R2和置位（置“9”）端S1、S2。
74LS９０功能表
4软件系统设计
4.1软件平台
EWB英文全称是Electrinics Workbench即电子工作平台，是加拿大InteractiveImage Technologies Ltd(IITL)公司在1988年开发的一种电子电路计算机仿真设计软件。该软件设计功能完善，操作界面友好、形象，非常易于掌握。EWB软件的开发不仅很好地解决了电子线路设计中即费时、费力又费钱的问题，给电子产品设计人员带来了极大的方便和实惠，还可以利用电脑辅助设计进行电路仿真，有效地节省了开发时间和成本。EWB软件方便的操作方式直观的电路图和仿真分析结果显示形式，也非常适合于电子课程的辅助教学，有利于提高学生对理论知识的理解和掌握，有利于培养学生的创新能力。因此世界上许多大学都将EWB仿真软件纳入电子类课程的教学当中
4.2软件功能
ＥＷＢ相对其它EDA软件而言，它是个较小巧的软件，只有16M，功能也比较单一，就是进行模拟电路和数字电路的混合仿真，但你绝对不可小瞧它，它的仿真功能十分强大，可以几乎100%地仿真出真实电路的结果，而且它在桌面上提供了万用表、示波器、信号发生器、扫频仪、逻辑分析仪、数字信号发生器、
逻辑转换器等工具，它的器件库中则包含了许多大公司的晶体管元器件、集成电路和数字门电路芯片，器件库中没有的元器件，还可以由外部模块导入，在众多的电路仿真软件中，EWB是最容易上手的，它的工作界面非常直观，原理图和各种工具都在同一个窗口内，未接触过它的人稍加学习就可以很熟练地使用该软件，对于电子设计工作者来说，它是个极好的EDA工具，许多电路你无需动用烙铁就可得知它的结果，而且若想更换元器件或改变元器件参数，只需点点鼠标即可，它也可以作为电学知识的辅助教学软件使用。
EWB建立在SPICE基础上，它具有以下突出的特点：
（1）采用直观的图形界面创建电路：在计算机屏幕上模仿真实实验室的工作台，绘制电路图需要的元器件、电路仿真需要的测试仪器均可直接从屏幕上选取；（2）软件仪器的控制面板外形和操作方式都与实物相似，可以实时显示测量结果。
（3）EWB软件带有丰富的电路元件库，提供多种电路分析方法。
（4）作为设计工具，它可以同其它流行的电路分析、设计和制板软件交换数据。（5）EWB还是一个优秀的电子技术训练工具，利用它提供的虚拟仪器可以用比实验室中更灵活的方式进行电路实验，仿真电路的实际运行情况，熟悉常用电子仪器测量方法。
4.3软件分析手段
EWB仿真技术可以对模拟电路、数字电路和混合电路进行仿真和分析。
EWB对电路进行仿真的过程可以分成四步：
（1）电路原理图输入：输入电路图、编辑元件属性、选择电路分析方法。（2）参数设置：程序自动检查输入内容，对参数进行设置。
（3）电路分析：分析运算输入数据、形成电路的数值解。
（4）数据输出：运算结果以数据、波形、曲线等形式输出。
EWB对电路进行仿真的方法有14种：EWB基本分析方法：有下列6种。
（1）直流工作点分析（2）交流频率分析（3）暂态分析（4）傅里叶分析（5噪声分析（6）失真分析
4.4设计仿真结果
系统仿真图
5系统硬件焊接与调试
5.1焊接技术
(1)焊接步骤
1) 元器件的挑选，选择合适的元器件并利用万用表进行检测。
2) 元件的布局，元件布局时应考虑走线问题，为了使实物更为美观，尽量使连接线走在焊接层，如果需要走正面，则需要保证导线横平竖直。
3) 元件焊接，在焊接之前，需对元器件的位置进行调整，便于布线，然后进行焊接。
4) 焊接连接导线，根据前面的构思对元件管脚进行连接并焊接。
电烙铁的基本使用方法
(2)焊接原理
电烙铁是电子焊接中最常用的工具，作用是将电能转换成热能对焊接点部位进行加热焊接，其是否成功很大一部分是看对它的操控，因此某种角度上来说电烙铁的使用依靠的是一种手法感觉。
一般来说，电烙铁的功率越大，热量越大，烙铁头的温度也就越高。一般的晶体管、集成电路电子元器件焊接选用20W的内热式电烙铁，功率过大容易烧坏元件，因为二极管、三极管结点温度超过 200℃就会烧坏。但以搭棚焊为主的胆机制作中，电烙铁功率要大些，可在35W-45W中选择，甚至可以更大。
值得注意的是，线路焊接时，时间不能太长也不能太短，时间过长也容易损坏，而时间太短焊锡则不能充分融化，造成焊点不光滑不牢固，还可能产生虚焊，一般来说最恰当的时间必须在1.5s～4s内完成。
焊锡是一种易熔金属，最常用的一般是焊锡丝。焊锡的作用是使元件引脚与印刷电路板的连接点连接在一起，焊锡的选择对焊接质量有很大的影响。现在最常用的一般是含松香焊锡丝,但细分起来也颇有讲究，其中真正不掺水份的含银焊锡丝是上等品。
另外值得一提的是吸锡器，其对于新手来说十分实用，初次使用电烙铁总是容易将焊锡弄得到处都是，吸锡器则可以帮你把电路板上多余的焊锡处理掉。另外，吸锡器在拆除多脚集成电路器件时十分奏效有用，它能将焊点全部吸掉，而对于能熟练使用烙铁的人来说就完全没有必要，用烙铁完全可以代替其功能，将焊点熔掉就可以很容易的将元件取出。
焊接前，应对元件引脚或电路板的焊接部位进行焊前处理。
清除焊接部位的氧化层----可用断锯条制成小刀,刮去金属引线表面的氧化层，使引脚露出金属光泽。印刷电路板可用细纱纸将铜箔打光后，涂上一层松香酒精溶液。
元件镀锡----在刮净的引线上镀锡。可将引线蘸一下松香酒精溶液后，将带锡的热烙铁头压在引线上，并转动引线。即可使引线均匀地镀上一层很薄的锡层。导线焊接前，应将绝缘外皮剥去，再经过上面两项处理，才能正式焊接。若是多股金属丝的导线，打光后应先拧在一起，然后再镀锡。
(3)焊接过程
做好焊前处理之后，就可正式进行焊接∶
（1）右手持电烙铁。左手用尖嘴钳或镊子夹持元件或导线。焊接前，电烙铁要充分预热。烙铁头刃面上要吃锡，即带上一定量焊锡。
（2）将烙铁头刃面紧贴在焊点处。电烙铁与水平面大约成60℃角。以便于熔化的锡从烙铁头上流到焊点上。烙铁头在焊点处停留的时间控制在2～3秒钟。（3）抬开烙铁头。左手仍持元件不动。待焊点处的锡冷却凝固后，才可松开左手。
（4）用镊子转动引线，确认不松动，然后可用偏口钳剪去多余的引线。(4)焊接问题
焊接质量-----焊接时，要保证每个焊点焊接牢固、接触良好。要保证焊接质量，其典型特征是锡点光亮，圆滑而无毛刺，锡量适中。锡和被焊物融合牢固,不应有虚焊和假焊。
虚焊是焊点处只有少量锡焊住，造成接触不良，时通时断。假焊是指表面上好像焊住了，但实际上并没有焊上，有时用手一拔，引线就可以从焊点中拔出。
焊接电路板时，一定要控制好时间。太长，电路板将被烧焦，或造成铜箔脱落。从电路板上拆卸元件时，可将电烙铁头贴在焊点上，待焊点上的锡熔化后，将元件拔出。
焊锡部分焊透标准截图
5.2元件清单
元件清单表
序号名称型号/规格数量
01 多谐振荡器NE5551个
02 计数器74LS90 1个
03 译码器74LS1381个
04 彩灯绿色2个
05 彩灯红色2个
06 彩灯黄色2个
07 彩灯蓝色2个
08 电容10μf/0.01μf1个/1个
09 电阻 4.7KΩ/100Ω2个/8个
10 电路板PY-15CM1个
11 芯片底座3个
12 导线若干5.3实物图
正面实物图
反面实物图
总结
通过这次对8路彩灯循环的设计与制作，让我了解了设计电路的程序，也让我了解了关于8路彩灯循环电路的基本原理与设计理念，要设计一个电路总要先用仿真仿真成功之后才实际接线的。但是最后的成品却不一定与仿真时完全一样，因为，再实际接线中有着各种各样的条件制约着。而且，在仿真中无法成功的电路接法，在实际中因为芯片本身的特性而能够成功。所以，在设计时应考虑两者的差异，从中找出最适合的设计方法。
让我数字电路这门课程有了更深的了解，因为课程设计本身要求将以前所学的理论知识运用到实际的电路设计当中去，在电路的设计过程中，无形中便加深了对数字电路的了解及运用能力，对课本以及以前学过的知识有了一个更好的总结与理解；以前的数字实验只是针对某一个小的功能设计，而课程设计对我们的总体电路的设计的要求更严格，需要通过翻阅复习以前学过的知识确立了实验总体设计方案，然后逐步细化进行各模块的设计。
设计时，选择合适的集成芯片，输入了解了74LS90、555、74LS138芯片的
全部知识，应用这些芯片设计出符合课设要求的电路。
在使用ＥＷＢ软件过程中，学习并掌握了该关键的使用方法和调试手段，加强了实际动手能力。
完成了整个课设，我首先对课本知识有了更深入的了解和掌握，巩固了所学知识；还学会了EWB的使用。通过这次学习，让我对各种电路都有了大概的了解，所以说，坐而言不如立而行，对于这些电路还是应该自己动手实际操作才会有深刻理解。
其次，以前就接触过仿真软件，这次课设要还要使用仿真软件，所以对EWB 软件的基本应用更熟悉，这对我们以后的工作和学习都有很大的帮助。但是在电路仿真的过程中出现了一点问题，需要我们细心解决，所以，在做完这门课程设计后，使我们对电路故障的排查这方面能力有了很大的提高。我们做的是8路彩灯，是我们做的课设中比较简单的，故在老师的指导下我们很快就完成这门课设，我们要学习的地方还很多，有很多知识还有待我们学习，所以在这次课设中有不对的地方请老师多多批评指正，以免在以后的课程设计中再犯同样的错误。
致谢
本设计是在杨全丽老师的悉心指导下完成的，老师渊博的知识，严谨的治学态度，一丝不苟的工作作风，平易近人的性格都是我们学习的楷模。在实验过程中，老师给了我们很大的支持和鼓励，才使得我们课程设计得以顺利的完成，在此谨向老师表示衷心的感谢和崇高的敬意。
同时感谢实验室的老师，他给我们提供了必要的实验器材，提供了很大的方便。
最后再次谢谢为我们作指导的杨全丽老师和丛申老师以及同学们的帮助。“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”，由此我们看到了实践的重要，短短几天的课程设计，学到了很多东西，最重要的是我们自己动手把所学的知识用于实践，做出成功的作品，这才算真正学习到了知识。总之，实践是获得知识的一种最好手段，这次实验我们收获颇多。
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。
第一章．系统的方案的设计 1.1课程设计的要求 1. 要求电路能够控制8个以上的彩灯。 2. 要求彩灯组成四种以上的花形，每种花形连续循环两次，各种花形轮流显示。 1.2 课程设计的目的 1.阅读相关科技文献，本次课程设计需要对电子线路的设计与分析有一定的了解，所以对学生查阅一些科技文献能力提出了要求。 2.学习使用protel软件，本设计中需要画电路逻辑原理图，接线图，器件的引脚与功能图与功能表，真值表等的绘制，需要使用绘图软件。 3.要求会总节设计报告，终结报告时我们的一项基本能力，对所用原件及原理图进行解释，便于查找错误，也便于他人的阅读和了解。培养了我们的综合分析，解决问题的能力。 4.学会了解一些器件的参数及功能，对各种芯片的功能有所里了解并能够简单的应用。 5.培养电子设计的兴趣，有助于我们进一步了解数电课程。 1.3设计思路 设计电路系统可以由四部分组成，分别是：1.脉冲发生器，由555定时器，电阻及电容构成；2.分频电路，由四位二进制计数器74LVC161组成，为D触发器提供时钟信号；3.状态机电路，由双D触发器组成；4）移位显示器，由双向移位寄存器74HC194和发光二极管组成，实现花型显示。 1.4 设计框图 图1-4
把四花型彩光灯设计分为几个独立的功能模块进行设计，每个模块完成特定的功能，再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。系统可由四个模块组成。它们分别为：时钟振荡电路，555定时器构成多谐振荡器；分频电路，由四位二进制计数器 74LS161组成，为D 触发器提供时钟；状态机电路，由双 D 触发器组成；移位显示电路，由双向移位寄存器 74194 和发光二极管组成，实现花型显示。 电路系统由四部分组成： 1）时钟振荡电路由555定时器，电阻及电容构成时钟振荡电路，为系统提供时钟； 2）分频电路由四位二进制计数器74LVC161组成，为D触发器提供时钟信号，为状态机提供时钟； 3）状态机电路由双D触发器74LS74组成； 4）移位显示器由双向移位寄存器74HC194组成。 1.5 工作原理分析 由555定时器构成的时钟振荡电路产生固定频率的脉冲，一方面作用于由74161组成的分频电路，一方面作用于由74F194构成的移位输出电路，为他们提供时钟信号。由于74161是16分频计数器，故每十六个脉冲74LS161进位一次,致使触发器U1A翻转一次，而触发器U2A的3脚连接的是触发器U1A的5脚，实现了U1A的16分频和U2A的32分频。所以平均U1A翻转两次而U2A翻转一次。集成移位寄存器74194由个RS触发器及他们的输入控制电路组成，其中Ｓ1和Ｓ0是两个控制输入端。双Ｄ触发器的输出端改变Ｓ0,Ｓ1的值，实现左右移动控制。可组成U1A左移，U2A右移；U1A右移，U2A右移；U1A左移，U2A左移；U1A右移，U2A左移四种花型。每十六个脉冲每种花型恰好循环两次，而此时Ｄ触发器翻转，转换为下一种花型。 1.6 设计方案 用移位寄存器来控制彩灯的左右移动，用触发器和计数器组成的周期性触发电路，而此电路中的CP脉冲用NE555定时器通过外接电路实现。此种电路的优点就是CP脉冲的频率稳定，彩灯花样变换的效果好，而且实现了自动控制，于预期控制。
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：
《数字电子技术课程设计》报告 ——彩灯循环控制电路设计 摘要 本次电路设计利用555定时器、计数器等设计LED彩灯控制电路。通过按键实现如下循环特性：当按键没有按下时8个彩灯交叉循环点亮：即在前四秒内第1、3、5、7盏灯依次点亮、后四秒内8、6、4、2盏灯依次点亮，而当按键按下一次后（按下两次等效于没有按下），实现8盏灯依次循环点亮（产生灯光追逐音乐、活跃气氛的效果），并设计成同步电路模式。 用555定时器设计的多谐振荡器来提供时序脉冲，其优点是在接通电源之后就可以产生一定频率和一定幅值矩形波的自激振荡器，而不需要再外加输入信号。由于555定时器内部的比较器灵敏度较高，而且采用差分电路形式，这样就使多谐振荡器产生的振荡频率受电源电压和环境温度变化的影响很小。之后脉冲信号输入到计数器，同时将计数器输出端QC、QB、QA接到译码器的输入端，当译码器输出电平为低电平时，与其相连接的LED会变亮。LED采用共阳极连接，并串上500Ω的电阻。电路由按键SPST_NC_SB控制，使彩灯进入到不同的循环模式。 电路图连接好后，经Multisim软件调试测试，电路可以实现设计要求，即实现从题中要求的交叉循环显示和音乐序列的循环显示。整体电路采用同步电路模式，采用TTL集成电路，电压V 均为5V。运用了所学的555定时器、译码器、计数器与逻辑门 cc 电路等相应的电路器件，提高了对于数字电子技术这门专业基础课的认识与理解，在
实践中发现不足，努力改正，提高了我自学、创新等能力，同时我们也掌握了相应设计电子电路的能力，有利于今后对于专业课程的学习。 关键词：555定时器计数器译码器彩灯循环控制
实验5 彩灯控制电路 一、实验目的 1. 掌握彩灯控制电路的设计和实现； 2．综合运用所学器件进行简单电路的设计； 3．熟练掌握74LS00、74LS86、74LS90、74LS138的综合应用。 二、实验设备 1、函数信号发生器 2、数字双踪示波器 3、集成电路：74LS00 4、集成电路：74LS86 5、集成电路：74LS90 6、集成电路：74LS138 7、发光二级管、电阻、开关等 三、实验内容 1、彩灯控制电路要求控制4个彩灯； 2、两个控制信号：S1S0= 00 灯全灭； S1S0=01 右移，循环显示； S1S0=10 左移，循环显示； S1S0=11 灯全亮。 四、实验结果 1.彩灯控制电路简单的系统框图介绍： ↓ ↓
↓ 2.详细设计思路： S1S0每个状态下4个彩灯有四种状态变化，用74LS90产生脉冲，按照四进制接法，接入74LS138作为74LS138芯片的驱动信号，然后进行译码操作，从而实现彩灯的控制电路的设计，下面列出该实验的真值表 其中：QA、QB为74LS90的输出端，G1为74LS138的控制端，A、B、C为输入端，Y0-Y7为输出端，X0、X1、X2、X3为四个彩灯的状态显示，0表示灭，1表示亮。 3.彩灯控制电路逻辑真值表： 彩灯控制电路的真值表
4.由此可以得到相应的逻辑关系如下： C=S1 B=QA A=QB G1=S1⊕S0 X0=Y0+Y4+S1S0 X1=Y1+Y7+S1S0 X2=Y2+Y6+S1S0 X3=Y3+Y5+S1S0 5.实验仿真电路图如下所示： (1)其中函数信号发生器设置为方波，1Hz； (2)开关S1中上面为S1，下面为S0，左拨为0，右拨为1； (3)四个彩灯使用红色发光二极管显示，从左到右的循环等价于图中从上到下的循环，从右到左的循环等价于图中从下到上的循环显示，另外每个二极管各添加了一个500欧的电阻来限制电流，防止二极管烧坏。
《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 -
目录 1前言 (1) 1.1序言 (1) 1.2目前彩灯的应用情况 (1) 1.3主要工作概述 (2) 2 总体方案设计 (3) 2.1方案比较 (3) 2.2方案论证 (4) 2.3方案选择 (4) 3.单元模块电路设计 (5) 3.1时钟信号发生器 (5) 3.2 序列信号发生器 (7) 3.3 移位输出显示电路 (13) 4软件设计 (16) 4.1Proteus仿真软件 (16) 4.2 Altium designer软件 (16) 4.3软件的设计结构 (18) 5系统调试 (19) 5.1脉冲信号发生器的调试 (19) 5.2序列信号发生器和以为输出显示电路调试 (20) 5.3整体电路的调试 (20) 5.4系统实现的功能 (21) 6设计总结与收获 (22) 7 参考文献 (24) 附录：彩灯显示控制电路原理图 (25)
说明书 1前言 1.1序言 由于集成电路的迅速发展，使得数字逻辑电路的设计发生了根本性的变化。在设计中更多的使用中，规模集成电路，不仅可以减少电路组件的数目，使电路简捷，而且能提高电路的可靠性，降低成本。因此用集成电路来实现更多更复杂的器件功能则成为必然。随着社会市场经济的不断繁荣和发展，各种装饰彩灯、广告彩灯越来越多地出现在城市中。在大型晚会的现场，彩灯更是成为不可缺少的一道景观。小型的彩灯多为采用霓虹灯电路则不能胜任。在彩灯的应用中，装饰灯、广告灯、布景灯的变化多种多样，但就其工作模式，可分为三种主要类型：管做成各种各样和多种色彩的灯管，或是以日光灯、白炽灯作为光源，另配大型广告语、宣传画来达到效果。这些灯的控制设备多为数字电路。而在现代生活中，大型楼宇的轮廓装饰或大型晚会的灯光布景，由于其变化多、功率大，数字长明灯、流水灯及变幻灯。长明灯的特点是只要灯投入工作，负载即长期接通，一般在彩灯中用以照明或衬托底色，没有频繁的动态切换过程，因此可用开关直接控制，不需经过复杂的编程。流水灯则包括字形变化、色彩变化、位置变化等，其主要特点是在整个工作过程中周期性地花样变化。 本文所要设计的彩灯是用八个发光二极管代替的，能通过外部开关的操作，来实现彩灯亮点的左移、右移、全亮、全灭的效果。因此其会在越来越多的场合中使用，这使本设计具有很大的借鉴意义。这种控制电路可靠性，灵活性高，使用范围广，特别适合中小城市的交通灯、霓虹灯等的应用。而且，它对其他类似系统的开发具有一定的借鉴意义。 1.2目前彩灯的应用情况 LED彩灯由于其丰富的灯光色彩，低廉的造价以及控制简单等特点而得到了广泛的应用，用彩灯来装饰街道和城市建筑物已经成为一种时尚。彩灯广泛应用于流水灯、跑马灯、鸳鸯戏水灯、流水灯、控制功能，并给出了具体的硬件电路和相应的程序。此课题设计具有很大现实意义，LED彩灯广泛应用于商业街广告灯，也可作为歌厅、酒吧照
绪论 数字电子技术已经广泛地应用于计算机，自动控制，电子测量仪表，电视，雷达，通信等各个领域。例如在现代测量技术中，数字测量仪表不仅比模拟测量仪表精度高，功能高，而且容易实现测量的自动化和智能化。随着集成技术的发展，尤其是中，大规模和超大规模集成电路的发展，数字电子技术的应用范围将会更广泛地渗透到国民经济的各个部门，并将产生越来越深刻的影响。随着现代社会的电子科技的迅速发展，要求我们要理论联系实际，数字电子逻辑课程设计的进行使我们有了这个非常关键的机会。 随着科学的发展，人们生活水平的提高，人们不满足于吃饱穿暖，而要有更高的精神享受。不论是思想，还是视觉，人们都在追求更高的美。特别使在视觉方面，人们不满足于一种光，彩灯的诞生让人们是视觉对美有了更深的认识。 本设计是一个彩灯控制器，使其实用于家庭、商场、橱窗、舞厅、咖啡厅、公共广场等场所的摆设、装饰、广告、环境净化与美化。
本次课程设计在编写时参考了大量优秀教材，并得到太原科技大学机械电子工程学院测控技术与仪器教研室刘畅老师的大力支持，他提出来许多的意见和建议，在此表示衷心的感谢。 由于编者水平有限，本设计说明书难免出现不妥之处，恳请老师和广大读者给与批评并提出宝贵的意见，我将由衷地欢迎与感激。 编者 2010年于太科大
目录 绪论 (1) 一、课程设计题目 (3) 二、课程设计目的 (4) 三、课程设计基本要求： (4) 四、课程设计任务和具体功能 (5) 五、工作原理 (5) 六、设计总框图 (6) 七、电路元器件的说明 (6) 八、总电路图 (27) 九、调试与检测 (28) 十、误差分析： (28) 十一、设计心得体会。 (28) 附录 (28) 参考文献 (28) 一、课程设计题目：8路输出的彩灯循环控制电路
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
课程设计(论文) 题目名称8个彩灯控制电路设计 课程名称单片机原理及接口技术 学生姓名何辉 学号0941201058 系、专业电气工程系测控类 指导教师杨波 2011年6 月25 日
邵阳学院课程设计（论文）任务书 年级专 业 09级电气工程系学生姓名何辉学号0941201058 题目名称8个彩灯控制电路设计计时间2011年6月7日—2011 年7月3日 课程名称单片机原理及在 电气测控学科中 的应用 课程编号121200105 设计地点 数字控制与PLC实验 室\创新实验室 （214）（305） 一、课程设计（论文）目的 通过课程设计，进一步熟悉和掌握AT89S51单片机的结构及工作原理，掌握以单片机核心的电路设计的基本方法和技术，了解表关电路参数的计算方法。通过完成一个包括电路设计和程序开发的完整过程，使学生了解开发一单片机应用系统的全过程，通过此综合训练,为以后毕业设计打下一定的基础。为今后从事相应打下基础。 二、已知技术参数和条件 1、系统电路的构成用AT89S51单片机和中规模集成芯片，及电子元件。 2、WA VE 软件或KEIL 软件编译 三、任务和要求 任务： 用AT89S51单片机设计设计一个8个彩灯控制电路。 要求： 1 从左到右排列，编号为1～8号。系统启动后，灯管点亮的顺序依次为：1号→2 号→3号→...→7号→8 号，时间间隔为1S。8根彩灯全亮后，持续10S。然后按照8号→7号→6号→...→2号→1号的顺序依次熄灭，时间间隔为1S。灯管全部熄灭后，等待2S，再从8号灯管开始，按照8号→7号→6号→...→2号→1号的顺序依次点亮，时间间隔为1S。全部点亮后持续20S，再按照1号→2号→3号→...→7号→8号的顺 序熄灭，时间间隔仍为1S。灯管全部熄灭后，等待2S，再重新开始上述过程的循环。 2、用proteus仿真 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。
目录 第一章设计目的- 2 - 第二章功能设计要求- 3 - 第三章设计方案及基本组成和原理- 3 - 第一节彩灯电路的组成框图 ........................... - 4 - 第二节各单元电路的工作原理 ......................... - 5 -一编码发生器.................................... - 5 - 二振荡器........................................ - 6 - 三控制器........................................ - 7 - 四移位寄存器.................................. - 10 - 五时钟信号电路................................. - 12 -第三节总电路原理 .................................. - 13 - 第四章元器件清单- 13 - 第五章设计总结与体会- 14 - 第六章参考文献- 16 - 附录（一）.简易彩灯控制电路器总电路图- 17 - 摘要： 绝大多数的彩灯控制电路都是用数字电路来实现的，例如，用中规模集成电路实现的彩灯控制电路主要用计数器，译码器，分配器和移位寄存器等集成。本次设计的简易彩灯控制器是由时钟信号电路，74LS194双向移位寄存器，D触发器等组成。每个模块又由不同的集成电路组成。它是利用几种芯片来控制不同数量而有规律的彩灯的亮灭。主要由555振荡电路产生时钟脉冲信号，同时通过74HC74、双D触发器组成的电路来控制彩灯亮灭的顺序，从而实现彩灯四种花型自动切换。在设计中，我把所学的数字电路和模拟电路的知识进行有机的结合，并采用了软件进行电路的绘画。 [关键词]：时钟信号电路 74LS194双向移位寄存器 D触发器 SN74LS138D。 第一章 设计目的 一熟悉工程实践中电子电路的设计方法和规范，达到综合应用电子技术的目的。二学习文件检索和查找数据手册的能力。
《8路彩灯控制电路设 计》 祥设计报告 专业：_______________ 班级：_______________ 姓名: ________________ 学号：_______________ 指导教师：____________
2014年6月25日
1 ?课程设计的目的 2. 课程设计题目描述和要求 3. 电路设计 4. 设计过程中遇到的问题及解决办法 5. 结论与体会 附表参考书目
1 ?课程设计目的 1.熟悉仿真软件Multisim ,使用软件经行电路仿真； 2.第握数字电路课程学习的常见芯片的功能，熟悉其工作原理： 3.了解数字系统设计的基本思想和方法，学会科学的分析问题、解决问题; 4.增强学生动手能力，增加学生理论和实践结合的机会。 2. 课程设计题目描述和要求 设计题目 八路彩灯控制电路设计，即设计并制作8路彩灯控制电路，用以控制8个 LED按照不同的花色闪烁 设计要求 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. 电路设计 3. 1闪烁花型设计 花型I ：8路彩灯分成两半从右到左依次点亮，全亮后再从右到左依次熄灭。花型1【：8路彩灯由中间到两讪对称的依次点亮，余亮后仍由中间到两劝对称熄灭。 花型1【1： 8路彩灯分成两半从左到右依次点亮，全亮后再从左到右依次熄灭。 花型IV： 8路彩灯由两边到中间对称的依次点亮，全亮后仍由两边到中间对称熄灭。 花型状态编码表如表3. 1. 1所示。 每种花型连续循环两次，四种花型轮流交替，为了更好的显示结果本文用指示灯模拟彩灯。 表3. 1. 1 8路彩灯输出状态编码表
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
课程设计说明书 课程名称：数字电子技术 设计题目：循环彩灯 院系：电子信息与电气工程学院 学生姓名： 学号： 专业班级： 指导教师： 2011年5月25日
课程设计任务书
循环彩灯 摘要：本次循环彩灯的设计制作由555定时器、74LS192、74LS138两种芯片构成的中规模集成电路来实现，其中555定时器组成的多谐振荡电路震荡周期为1秒，74LS192实现八进制加法计数（从0000到0111），74LS138实现对应八个LED彩灯译码功能。 关键词：循环彩灯555定时器74LS19274LS138
目录 1.设计背景 (4) 1.1了解数字电路系统的定义及组成 (4) 1.2掌握时钟电路的作用及基本构成 (4) 2.设计方案 (4) 2.1总体设计路 (4) 2.2电路框图 (4) 3.方案实施 (5) 3.1 555定时电路产生始终脉冲 (5) 3.2 74LS38与74LS92功能 (6) 3.3 电路仿真 (8) 3.4 PCB板制作 (9) 4.结果与结论 (10) 4.1电路调试 (10) 4.2 理论值与实际值 (11) 5.收获与致谢 (11) 6.参考文献 (13) 7.附件 (13)
附录1 (13) 附录 2 (13) 1. 设计背景 1.1了解数字电路系统的定义及组成 数字电路系统一般包括输入电路、控制电路、输出电路、时钟电路和电源等。输入电路主要作用是将被控信号转换成数字信号，其形式包括各种输入接口电路。比如数字频率计中，通过输入电路对微弱信号进行放大、整形，得到数字电路可以处理的数字信号。模拟信号则需要通过模数转换电路转换成数字信号再进行处理。在设计输入电路时，必须首先了解输入信号的性质，接口的条件，以设计合适的输入接口电路。 1.2掌握时钟电路的作用及基本构成 时钟电路是数字电路系统中的灵魂，它属于一种控制电路，整个系统都在它的控制下按一定的规律工作。时钟电路包括主时钟振荡电路及经分频后形成各种时钟脉冲的电路。比如多路可编程控制器中的 555 多谐振荡电路，数字频率计中的基准时间形成电路等都属于时钟电路。设计时钟电路，应根据系统的要求首先确定主时钟的频率，并注意与其他控制信号结合产生系统所需的各种时钟脉冲。 2 设计方案 2.1 总体设计思路 循环彩灯的设计制作由555定时器、74LS192、74LS138两种芯片构成的中规模集成电路来实现，其中555定时器组成的多谐振荡电路震荡周期为1秒，74LS192实现八进制加法计数（从0000到0111），74LS138实现对应八个LED彩灯译码功能。
彩灯控制电路 设计目的 1.通过设计实践,进一步了解PLC控制的设计过程,设计要求,应完成的工作及设计方法. 2.熟悉PLC的基本指令及编程技巧. 3.掌握彩灯闪烁PLC控制电路的安装与调试技巧. 实现功能 此电路将实现彩灯的亮暗的控制， 分A、B、C、D四组彩灯，分别如下： (1)A组亮2S，B、C、D暗 (2)B组亮2S，A、C、D暗 (3)C组亮2S，A、B、D暗 (4)D组亮2S，A、B、C暗 (5)A、C组亮2S，B、D暗 (6)B、D组亮2S，A、C暗 (7)SA闭合，按上述功能反复循环，SA断开，彩灯熄灭。 设备及工具清单
I/O分配表 I/O接线图
梯形指令表: 00000 LD 00000 00001 AND-NOT TIM006 #0010 00003 LD TIM001 00004 TIM0001 #0010 LD TIM002 TIM003 #0010 LD TIM002 TIM004 #0010 LD TIM004 TIM005 #0010 TIM006 #0010 LD 00000 AND-NOT TIM001 LD TIM004 AND-NOT TIM005
OR-LD OUT 01001 LD TIM001 AND-NOT TIM006 OR-LD OUT 01002 LD TIM002 AND-NOT TIM003 LD TIM004 AND-NOT TIM005 OR-LD OUT 01003 LD TIM003 AND-NOT TIM004 LD TIM005 AND-NOT TIM006 OR-LD OUT 01004 END(01)
《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
《数字电子技术基础》 课程设计报告 设计题目：彩灯循环控制器的设计 专业： 班级： 姓名： 学号： 指导教师: 设计日期： 2014 年 6 月
课程设计评审意见 （1）设计阶段（30分）——硬件电路运行情况 优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）； （2）报告（60分）——对于课程设计报告撰写的整体评价 优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）； （3）平时表现（10分）——课程设计过程中的表现 优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）； 总评分数： 优（）能很好地完成数字电子课程设计的任务，制作的电路板达到设计要求，课程设计报告能对设计内容进行全面、系统的总结，并能运用学过的数字电子技术理论知识对某些问题加以分析。态度端正，课程设计期间无违纪行为。 良（）能较好地完成数字电子课程设计的任务，制作的电路板达到设计要求，课程设计报告能对设计内容进行比较全面、系统的总结。考核时能较圆满地回答老师提出的问题，态度端正，课程设计期间无违纪行为。 中（）能够独立完成课程设计的任务，制作的电路板达到规定的主要要求，课程设计报告能对设计内容进行比较全面的总结，在考核时能正确地回答主要问题，态度端正，课程设计时无违纪行为。 一般（）课程设计过程中态度基本端正，能够完成课程设计的任务，提交电路板，能够完成报告，内容基本正确；但不够完整、系统，考核中能回答主要问题。 差（）课程设计过程中表现不佳，未能完成课程设计要求的内容。 评阅人： 2014年6月25日注： 优（90－100分）、良（80－89分）、中（70－79分）、一般（60－69分）、差（60分以下）
目录 引言.................................................................. ....... 第一部分：设计方案设计........................................................ 1.1方案选 择：............................................................ 1.2功能设计及分 析....................................................... 1.2.1 时钟信号功能设 计............................................... 1.2.2 花型控制功能设 计............................................... 1.2.3 花型演示功能设计 (3) 1.3 原理图总图及说 明 (4) 第二部分：硬件调试总 结 (5) 2.1 元器件清单及说 明 (5) 2.2 硬件调 试 (9) 第三部分：总 结 (10) 3.1 设计小 结 (10) 3.2 心得体 会 (11) 参考文
电子技术课程设计报告 学院： 专业班级： 学生姓名： 指导教师： 完成时间： 成绩：
彩灯控制电路设计报告 一．设计要求 （1）．利用所学的电子技术知识搭建彩灯控制电路，实现16个彩灯依次循环闪烁。 （2）．在搭建电路之前要先用Multisim画好电路原理图，因此要对Multisim软件熟悉，了解他的用途，能够独立完成电路的设计，学会分析电路故障，对元器件认识透彻，清楚各个芯片的结构 及用途。 （3）．电路仿真后，能够根据自己设计的原理图搭建电路，并且调试成功。 二．设计的作用、目的 （1）．通过电子技术的课程设计使学生能够对电子技术及应用有进一步的理解，同时也巩固了所学的模电与数电知识，使所学的电子技术应用于实际，贴近生活，走向社会，增加学习的动力。（2）掌握电子电路安装和调试的方法及其故障排除方法，学会用面包板对电路进行仿真。 （3）．培养学生手动实践，搭建电路的能力，将理论与实际相结合的主要体现，使学生能够在学习理论知识的同时，对电子元器件及电子技术这门技术有更深入的认识。 （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。培养自己的创新能力和创新思维。
三．设计的具体实现 1.系统概述 此电路由74LS14、74LS161、74LS138 组成。通过这些元件 和计数器的真值表，利用相关的电路实现彩灯循环闪烁功能。 当通电后每来一个脉冲，计数器74LS161 加1，输出1。3-8 译码器所接的发光二极管依此发光。则电路组成及工作原 理：彩灯控制器电原理图如下所示，其中74LS14 为电路提 供非门。
2．单元电路设计(或仿真)与分析（1）．计数器：74LS161
课程设计任务书 学生姓名：专业班级： 指导教师：工作单位：信息工程学院 题目: 彩灯循环显示控制电路设计 初始条件：Multisim仿真软件，555定时器芯片，CD4518二-十进制同步计数器，74LS139二线-四线译码器，CD4072双四输入或门，74LS48七段数码管译码器，74LS74双D触发器, 各芯片数据手册等。 要求完成的主要任务: 1、以LED数码管作为控制器的显示元件，它能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、2、4、6、8（偶数列）和0、1、2、3、4、5、6、7、0、1（音乐符号数列），然后由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。 3、每个数字的一次显示时间相等，该时间在0.5s到2s范围内连续可调。 时间安排： 1、2013年5月16日，布置课设具体实施计划与课程设计报告格式的要求说明。 2、2013年5月17日至2013年6月30日，方案选择和电路设计。 3、2013年7月1日至2013年7月4日，电路调试和设计说明书撰写。 4、2013年7月5日，上交课程设计成果及报告，同时进行答辩。 指导教师签名：年月日 系主任（或责任教师）签名：年月日
摘要 随着时代的发展，各式各样绚丽的霓虹彩灯出现在许多的场合，LED彩灯由于其丰富的灯光和色彩，低廉的成本及控制简单等特点而得到了广泛的运用。 本设计利用多种中小规模集成电路构成彩灯控制电路，主要分为时钟产生电路、循环控制电路、数列产生电路、显示电路四个部分。实现了自然数列、奇数数列、偶数数列、音乐符号数列地循环显示功能。时钟产生电路利用555定时器和D触发器构成周期为0.5s~2s连续可调的方波信号；循环控制电路利用CD4518计数器和74HC139译码器构成具有上电自动清零、可自动循环功能的电路；数列产生电路利用CD4518计数器的不同接法实现特定的数列的输出，从而通过逻辑门与数码显示管连接。 设计的思想是以最少的芯片数量，制作成体积小、功耗低，并且具有很好的可靠性和可扩展性。 关键词:循环控制数列集成电路数码管
课程设计报告题目：节日小彩灯控制电路设计 课程名称：电子技术课程设计 学生姓名： 学生学号： 年级：2014 专业：通信工程 班级： 指导教师： 电子工程学院制 2016年3月
节日小彩灯控制电路设计 前言 在现代日常生活中，美丽、可爱的小彩灯越来越多的成为人们生活中的装饰品，被用于很多情况中，比如娱乐场所或是用于各式各样的电子玩具等等，不仅能美化环境、渲染气氛，还可以供人们娱乐，下面就开始彩灯控制器电路的设计。 1课程设计的任务与要求 1.1 课程设计的任务 采用555、74HC163和74LS154作为控制器，LED作为彩灯制作十六路循环彩灯。 1.2 课程设计的要求 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节日小彩灯控制电路方案制定 2.1 方案原理 本课程设计由555构成多谐振荡器来产生方波脉冲，让74LS191加减计数器计数，74LS154来进行译码，使得LED灯的亮灭。 2.2 节日小彩灯控制电路设计设计的技术方案
图1 控制电路设计流程图 3 节日小彩灯控制电路设计方案实施 3.1 单元模块功能及电路设计 (1)555时序电路 在这次课程设计中，555定时器用来产生脉冲信号。因此把555定时器接成多谐震荡器。R2、R3、C1.C2为定时元件。 图2 555多谐振荡器 (2)74LS191计数部分
因为在试验中需要一个16进制的计数器，因此采用74LS191加减计数器。我们可以改变计数器的加减来控制LED亮灭的方向。置数端A、B、C、D分别置0。4脚接地11脚为异步置数控制端，高电平有效，接高电平。14脚接脉冲信号，同555定时器的OUT脚向接。通过单刀双掷开关来控制74LS191计数器的加减。 图3 74LS191计数器 （3）74LS154译码电路与LED显示部分 74LS154为1—16线译码器，有16个输出端，实验中需要的就是十六输出的译码器。四个输入端分别同74LS191计数器的QA、QB、QC、QD相接。通过改变QA、QB、QC、QD与四个输入端的连接方式来控制LED，因为74LS154译码器输出端低电平有效，所以LED显示部分采用共阳极接法，负极分别接在74LS154的输出端上。 4LS154译码电路与LED显示部分的电路图如下: