实验一单片机控制彩灯程序设计
一、实验目的：
1、掌握单片机89C51的最小系统；
2、掌握KEIL51的使用方法及简单汇编程序的调试；
3、掌握NSP编程器的使用；
4、掌握P口的简单使用；
5、学习延时程序的编写和使用；
二、实验仪器：
单片机实验电路板、电脑、NSP编程器
三、实验电路图：
四、实验步骤：
1、通过软件KEIL51调试程序，并进行仿真，生成HEX文件；
2、利用NSP编程器把HEX文件写入AT89C51；
3、将写入程序的AT89C51安装在单片机实验电路板上实际运行；
4、如有问题进行改进。
五、实验要求：
1、编写延时程序，并计算出延迟时间；
2、单灯闪烁程序；
3、用P1口控制8个彩灯流水点亮；
4、用P1口控制8个彩灯闪烁；
5、用P1口控制8个灯3种花样变化；（要求视觉效果明显）
6、提前编写程序；
7、实验报告中要写成具体程序及程序流程图；
4、实验报告撰写整齐、规范；（统一打印）
六、实验注意事项：
1、A T89C51在电路板上及编程器上的安插方向！
2、程序要在英文格式下输入！
ORG 0
START: CLR P1.0
LCALL DELAY
SETB P1.0
LCALL DELAY
LJMP START
DELAY: MOV R5,#20 ;延时子程序，延时0.2秒D1: MOV R6,#20
D2: MOV R7,#248
DJNZ R7,$
DJNZ R6,D2
DJNZ R5,D1
RET
END
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。
电工电子技术课程 设计 题目：彩灯循环控制电路的 设计与制作 团队成员：李静黄林姜怀亮况雨朦刘京京 组长：李静 班级机电技术教育 专业：121班 指导教师：国海 2014年6月
摘要 基于数字技术的循环流水彩灯系统结合了传统的数字电路基础技术和模块化设计的思路。其简易轻巧，外貌美观，能呈现多彩颜色的特点使它在现实生活中得到了广泛的应用。比如十字路口红绿黄的流水交通灯；节假日装扮用的流水彩灯；自动门上装有的自动流水灯等等。所以流水彩灯的设计可以进一步增加我们对流水灯的了解，感受流水灯给我们生活带来的方便。 小组对彩灯循环控制系统的初步框架进行设计，并对一些仿真软件和硬件系统方案进行了选择。在此基础上，又进一步详细介绍了该控制系统的硬件组成、软件仿真结果、控制方法。在软件仿真部分中，本文重点讲述了使用Multisim对数字电路进行仿真及仿真结果。在硬件设计中，将电路设计从主电路为二进制计数器延伸到用移位寄存器来控制。 最后，本文就基于彩灯循环控制系统的特点，进行了归纳与总结。 关键词：流水彩灯循环 Multisim仿真移位寄存器 彩灯循环控制电路的设计与制作 1 结构设计与方案选择 1.1 基于数字电路技术的彩灯循环控制系统结构 现代的数字电路的设计大体上都是三步走的战略：即信号源，控制电路，输出显示。在明白大体的设计思路之后，对没有部分进行模块化的设计。最终可以完成我们的实验目标。本实验的具体设计框图如下： 提供适当的输入源；彩灯循环控制系统主要是实现我们实验目标中的左循环、右循环、全灭和全亮的功能；显示电路主要是输出显示我们的实验结果。 1.2方案选择
1.2.1方案一：74ls193为主控电路 74ls193是双时钟4位二进制可逆的集成计数器，其双时钟可以实现加计数或 减计数，当计数时钟脉冲从UP 输入时，集成芯片实现加法计数过程，计数过程为0000到1111→0000；当计数时钟脉冲从DOWN 输入时，集成芯片实现减法计数过程。CLR 是异步清零端，高电平有效；~LOAD 是异步欲置数控制端，低电平有效；预置数数据输入端包括A 、B 、C 、D,D 为最高位，A 为最低位； 本电路的系统方案框图为： 图2 74ls193为主控流水彩灯电路框图 简要介绍：利用555计时器所组成的多谐振荡器产生频率为1Hz 的脉冲信号，并将信号送到74ls193的时钟，将清零端CLR 与QD 相连，在进行加计数时，数据到了1000即8时，系统清零而回到0000，即0。在进行减计数时，四输入与非门的输入与QA 、QB 、QC 、QD 相连，输出与置位端~LOAD 相连，DCBA 接0111，即出现输出为1111时，电路回到0111即7，译码器将74ls193的输出地址转换为高低电平并使LED 发光。 仿真电路图如下图所示：
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
《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
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，
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
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
课程设计报告 题目：循环彩灯系统设计 课程名称：电子技术课程设计学生姓名： 学生学号： 年级：15级 专业：电子信息工程 班级：1班 指导教师： 电子工程学院制 2017年3月
目录 1设计的任务与要求 (1) 1.1 课程设计的任务 (1) 1.2 课程设计的要求 (1) 2 循环彩灯设计方案制定 (1) 2.1 循环彩灯设计的技术方案 (1) 2.2 循环彩灯系统设计的原理 (1) 3 循环彩灯设计方案实施 (2) 3.1 循环彩灯单元模块功能及电路设计 (2) 3.2 循环彩灯电路参数计算及元器件选择 (8) 3.3 循环彩灯系统整体电路图 (9) 4 循环彩灯系统设计的仿真实现 (9) 4.1 仿真软件介绍 (9) 4.2循环设计仿真实现 (10) 5 总结及心得体会 (10) 6参考文献 (11)
循环彩灯系统设计 电子工程学院 电子信息工程专业 1设计的任务与要求 1.1 课程设计的任务 利用Multisim 仿真软件和电子元器件，设计并制作一个循环彩灯系统。 1.2 课程设计的要求 由八只LED 灯组成的彩灯系统，要以一定的花型循环,循环间隔可自行定义。 2 循环彩灯设计方案制定 2.1 循环彩灯设计的技术方案 图1原理框图 2.2 循环彩灯系统设计的原理 555定时器组成多谐振荡电路提供震荡脉冲，利用计数器产生的脉冲控制译码 器，利用多块译码器可实现LED 灯的多种方式循环显示，增添效果显示。 R1?R2给电容C1充电，使逐渐升高， 当时，3脚（Q 端）输出为高电平。当上升到 超过时，3脚输出仍为高电平。当继续上升到略超过时，RS 触发器状态发生翻转，3 脚输出为低电平，同时C1经 R2及7脚内导通的放电管VT 到地放电，迅速下降。 当下降到略低于时，触发器状态又翻转，3脚输出变为高电平。同时，7脚内导通的 放电管VT 截止，电容 C1再次进行充电，其电位再次上升，一直循环下去。根据， 可以看出，通过改变电位器R2的电阻值的大小，即可以改变振荡器的振荡周期，从 而改变3脚输出高低电平的转换时间，进而改变流水灯的速度。
数字电路课程设计报告 设计课题：彩灯循环控制器的设计 专业：电子信息科学与技术 班级： 20081421 学生姓名： 学号： 2008142115 学生姓名： 学号： 2008142134 指导教师： 二零一一年六月五日
一、实验目的 1.综合应用数字电路知识设计一个交通灯控制器。了解各种元器件 的原理及其应用。 2.深入了解交通灯的工作原理。 3.锻炼自己的动手能力和实际解决问题的能力。 4.掌握multisim软件的操作并对设计进行仿真。 5.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。 二、设计要求 1、有十只LED，L 0……L 9 2、显示方式 （1）先奇数灯依次亮 （2）再偶数灯依次亮 （3）依次循环变化 3、显示间隔0.5s，1s可调。 三、设计方案 1）课题的分析 此电路主要由五部分组成，其整体框图如图（一）所示。 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（二）所示。 图二 （2）分频电路 用D触发器设置分频电路控制彩灯实现彩灯的显示时间。电路如图三 图三 其中开关C和B用来控制显示方式。
（3）计数器控制电路 用74LS161计数器转换脉冲信号用来控制彩灯的奇偶显示方式。 74LS161N 17 19 图四 （4）计数译码驱动电路 用74154译码74LS161计数器产生的信号驱动彩灯的显示。电路如图五： 74154N 4-16线译码器74154N中00-09接10个LED灯译码。（5）显示电路 用74154驱动彩灯的显示，电路如图六：
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
彩灯循环控制系统的设计与实现 【摘要】本文主要就是结合当下对LED灯的需求，展望了现在的LED灯被应用的情况，提出了现在LED彩灯使用中在硬件层面就固定的灯的花型，不能灵活变化使用的问题。提出了一个彩灯循环控制的方案。想要通过计算机程序语言，结合单片机控制来设计一个彩灯循环控制系统。想要通过硬件的合理选择，还有程序的合理选择来完成一个可以灵活使用的彩灯循环控制系统。本文通过设计背景的简述开始引入。然后主要就彩灯循环控制系统的硬件部分的设计使用和选择，还有系统部分的选择使用作出介绍。最后做了仿真，并根据仿真得出结果。最后就整个设计做了总结。 【关键词】单片机；LED灯；循环控制系统；C语言； 引言 我们现在的城市里，越来越多的使用大量的彩灯，或者一些新型装饰材料来美化城市。正是因为我们的国家现在开始进入到一个全新的发展时期，城市居民衣食温饱的问题已经逐渐的解决，而人们对于文化的需求，对于美的需求却在越来越高。正是因为这样这样的原因，我们的LED灯就开始大量的使用于我们的城市装饰中。特别是晚上，彩灯环绕的城市，都是靠我们大量的LED灯在发挥着巨大的作用。 1、彩灯循环控制系统的设计项目的分析 1.1循环彩灯控制系统的需求背景 我们现在的城市运行中LED灯已经在发挥着巨大的作用。比如我们的证劵交易市场的大厅里，所有的大屏幕都是用LED灯组成的大屏幕，我们的高速公路上很多的电子告示牌也是LED灯大屏幕，甚至我们现在公交车的尾部同样安装了一些小型的LED灯广告牌，我们的大型公交站，交通信号灯，街边的广告牌，城市高架桥上的提示灯，装饰灯，也都是使用我们的LED灯来组成的。其实现在个人使用的LED灯装饰也不少了，很多人的汽车，摩托车，电动车都会使用一些LED灯的装饰，所以LED灯的需求还在越来越大。我们的生活已经离不开这样的一种产品了，它用它的诸多的优势来给我们的生活提供越来越多的便利。正是因为我们的LED灯有很多的优势，比如LED的使用就非常的符合现在越来越提倡的绿色环保理念。这样的的产品又因为造价很低，使用的成本也很低就让我们越来越多的场合都可以使用它。而且现在的LED灯的使用寿命很长，完全符合我们的提倡的可持续发展的理念。但是现在多出情况下的LED装饰灯，都直接是根据不同的需求，不同的环境，直接就把灯的发光方式固定在了硬件的层面，没有办法灵活的根据不同的场合而变化出不同的效果，很多的类似产品没有使用到如今的计算机程序控制。所以我们就希望更多的LED产品能够越来越多的使用到计算机编程，而实现这些彩灯的灵活变化，也就能更能够体现出它更多的优势。能够给我们带来更多的便利。 1.2循环彩灯控制系统的功能分析和设计方案简述 1.2.1循环彩灯控制系统的设计想法 本设计的想法，就是想通过单片机，让LED彩灯实现一些灵活的变化。主要的就是想要通过Keil环境下，用计算机C语言编程实现彩灯的循环控制。在基于STC89C52单片机的基础之上，使用C语言进行编程，控制彩灯实现一些不同的图案，还有不同的时间有不同的变化。希望通过简化电路，提高彩灯的使用效率，也希望让先进的计算机技术能够融合到现在的彩灯控制中。真正的实现一种彩灯
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： 74LS160计数器、74HC390计数器、74HC139译码管、脉冲发生器、数码管和必要的门电路，可以选用其他的计数器和集成电路，但必须给出原理说明 要求完成的主要任务: 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。 设计要求 ①打开电源时，控制器可自动清零。 ②每个数字的一次显示时间基本相等，这个时间在0.5s到2s范围内连续可调。 ③确定设计方案，按功能模块的划分选择元、器件和集成电路，设计分电路，画 出总体电路原理图，阐述基本原理。 ④用EWB软件或者multisim软件或者Quartus软件完成仿真。 指导教师签名： 2008 年 6月 2日 系主任（或责任教师）签名：年月日
目录 摘要 (1) 1主要任务 (2) 2技术要求 (2) 3基本组成方框图 (2) 4设计方案 (3) 4.1数列循环部分 (3) 4.2数列显示部分 (7) 4.3脉冲信号的产生 (8) 4.4方案的确定 (9) 5单元电路的设计及其原理 (9) 5.1数列循环电路的设计 (9) 5.2序列显示电路的设计 (10) 5.2.1十进制自然序列的显示电路 (10) 5.2.2奇数序列显示电路 (11) 5.2.3偶数序列显示电路 (11) 5.2.4音乐序列显示电路 (12) 5.3脉冲产生电路的设计 (13) 5.4二分频电路的设计 (14) 5.5总电路图的设计 (14) 6仿真结果 (16) 6.1脉冲产生电路的仿真 (16) 6.2二分频电路的仿真 (17) 7测试结果分析 (18) 8体会与心得 (19) 9元件清单 (20) 10参考文献 (21)
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。
课程设计任务书
学年第 学期
学 专
院 ： 业： 学
信息工程 通信工程 号 ：
学 生 姓 名： 课程设计题目：
多功能彩灯控制器设计
起 迄 日 期: 课程设计地点: 指 导 教 师: 系 主 任 ：
2013 年 12 月 25 日-2014 年 01 月 8 日 信息工程学院
邬春明
下达任务书日期 :2013 年 12 月 15 日
课 程 设 计 任 务 书
1．设计目的：
加强学生对数字电子技术专业知识的理解和掌握，训练并提高其在理论计算、电路 设计、资料文献查阅、运用相关标准与规范、电路仿真等方面的能力；为毕业设计（论 文）奠定良好的基础。
2．设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等） ：
设计一个四花样自动切换的彩灯控制器。八个一组的彩灯按多种不同的方式显示， 组成不同的视觉效果。要求实现： (1) 彩灯一亮一灭,从左向右移动 (2) 彩灯两亮两灭，从左向右移动 (3) 四亮四灭，从左向右移动 (4) 从 1～8 从左到右逐次点亮，然后逐次熄灭 (5) 四种花样自动变换
3．设计工作任务及工作量的要求〔包括课程设计计算说明书(论文)、图纸、 实物样品等〕 ：
1、课程设计说明书(论文) 2、电路的计算机仿真（EWB 等，仿真时可用仿真工具中的信号源） 3、答辩
4．主要参考文献：
[1] [2] [3] [4] [5] 周常森. 电子电路计算机仿真技术.山东科技出版社，2006.02
5．设计成果形式及要求：
《数字电子技术课程设计》报告—彩灯循环控制器的电路设计 专业：电子信息工程 班级： 姓名： 学号： 指导教师： 2011年6月12 日
1.课程设计目的 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。巩固所学理论，提高动手能力、创新能力和综合设计能力。为今后工作奠定坚实的基础。 2.课程设计要求 2.1彩灯能够自动循环点亮。 2.2彩灯循环显示且频率快慢可调。 2.3该控制电路具有8路以上的输出。 3.电路组成框图 此电路主要由三部分组成 振荡电路计数驱动电路显示电路 4.元器件清单 元器件名称个数型号主要参数 集成芯片 1 4017BD-5V 集成芯片 1 LM555CN 电阻 3 1K,1K,300 接地 2 滑动变阻器 1 1K 电容 3 10nF,1uF,1nF 直流电源 1 5V 发光二极管10 LED 5.各功能块电路 5.1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定时器组成的振荡器，其输出的脉冲作为下一级的时钟信号。电路中555定时器组成多谐振荡器，输出一定频率的矩形脉冲。
U1 LM555CN GND 1DIS 7OUT 3 RST 4VCC 8THR 6CON 5 TRI 2VCC 5V R11k|?R21k|?C110nF C2 1nF 20 4 VCC R31k|? Key=A 50% 1517 16 555定时器组成的多谐振荡电路 U4 LM555CN GND 1DIS 7OUT 3 RST 4VCC 8THR 6CON 5 TRI 2 5.2 4017BD 工作原理 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，此时4017芯片则用CP0时钟输入端，用上升沿来计数。
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
一、实习目的《单片机原理与接口技术》课程实习安排在该课程理论教学结束后进行。其目的是通过实习，使学生进一步弄懂所学到的课本知识，巩固和深化对单片机的结构、指令系统、中断系统、键盘/显示系统、接口技术、系统扩展、定时/计数控制、程序设计、应用开发等基本理论知识的理解，提高单片机应用技术的实践操作技能，掌握单片机应用系统设计、研制方面的一般方法，培养利用单片机进行科技革新、开发和创新的基本能力、为毕业后从事和单片机相关的工作打下一定的基础。二、实习内容利用TDN86/51二合一微机实验教学系统设计一个用8051单片机控制的循环彩灯控制系统。三、设计过程：1、能输出4种花型，并能由人工进行花型的切换。（按键） *利用单片机8031的P1.7做总开关，P1.0、P1.1做花型控制开关，P1.5、P1.6做调速开关。实习花型：（1）使彩灯从右到左逐一循环点亮。（2）使彩灯交替闪烁。（3）使彩灯从右到左逐一点亮，当全部点亮后同时闪烁一次。（4）使彩灯从中间到两边顺序点亮，直至全部点亮；再将彩灯从两边到中间熄灭，直至全部熄灭。 2、循环彩灯的循环速度可调。 *P1.5做加速控制开关，P1.6做减速控制开关。3、按键要求：（1）启动/
暂停。按动一次启动，再按一次暂停。是一个双态 转换键*“1”---启动，“0”---停止。（2）花型变化。 按一次，立即停止当前花型的显示，转换为下一种 花型。4种花型可以循环切换。表1.1 拨动开关 与对应的花型 P1.0 P1.1 花型 0 0 花型1 1 0 花型 2 0 1 花型3 1 1 花型4 (3)速度+。按键一 次，速度略加快一点。速度-。按键一次，速 度略减慢一点。表1.2 拨动开关功能表P1.5 P1.6 P1.7 功能功能功能 0 0 0 无加速无减速 停止 1 1 1 加速减速启动 4在LED显示器上显 示相应的花型号。5、显像管显示相应数据 花型显像管 A 花型1 B 花型2 C 花型3 D 花型4 6、利用软件子程序或单片机 内部的定时/计数器实现定时功能，以模拟循 环速度的基准值。四、实习器材TDN86/51 二合一微机实验教学系统1台，配套计算机 一台，连接导线若干五、实验原理图： 如上图所示，8031的P0口接8155的AD0-7口，P2.7和P2.6 分别接了8155的片选线和I0口，而8031的P1口做开关接口， 8155的PA和PC接显像管的字位和字形，PB接LED。六、程
计算机科学学院课程设计报告 课程数字逻辑 题目彩灯循环显示电路 年级2010级 专业计算机科学与技术 学号学生 任课教师 2014年 5 月26日
课程设计 题目 彩灯循环显示电路 验收时间验收 地点 9#307 指导 教师 小组 成员 具体分工备注 课题总体设计思想概述 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。 这次的课程设计主要是用计数器来实现的，这个彩灯循环控制电路的实质就是要产生一系列有规律的数列，然后通过一个七段数码管显示出来。 而这次的内容还包括分电路图的整合，使这个彩灯循环显示器能够按照要求那个依次输出自然序列，奇数序列，偶数序列还有音乐序列。为了实现这个循环输出的功能，在设计的时候还用到了一个寄存器，可以利用它的输出端来控制四个计数器的工作情况，可以让四个计数器依次工作，就可以达到要求的依次循环输出数列。
设计目的 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、偶数序列，音乐符号序列...... 如此周而复始，不断循环。 设计原理基本组成方框图: 这个设计主要靠计数器来实现的，电路的实质就是要产生一系列有规律的数列，然后通过一个七段数码管显示出来。运用计数器的不同的功能和不同的接发就可以实现不同的序列输出了。 通过电路图的整合，使这个彩灯循环显示器能够按照要求那个依次输出自然 序列，奇数序列，偶数序列还有音乐序列。为了实现这个循环输出的功能，在设 计的时候还用到了一个以为寄存器，可以利用它的输出端来控制四个计数器的工 作情况，可以让四个计数器依次工作，就可以达到要求的依次循环输出数列。
课 程 设 计 说 明 书 班级：电子信息0901 学号：0501090108 学生姓名：张亚军 指导教师：曹建生 日期：2011.1.04
绪论 自1879年美国科学家爱迪生发明了白炽灯以来，便结束了人类“黑暗“的历史，给人类以光明，创造了巨大的财富。如今灯光已成为人民生活中必不可少的家用品。而相续发展起来的的循环彩灯也成为时代前沿的时尚艺术，它以现代高科技为基础，随着高技术日新月异的发展，其艺术性和表现力都产生了质的飞跃，实现了艺术上的创新与突破，不断创造出令人惊叹、叫绝的视觉艺术效果，给人们带来了美的享受和心灵上的震撼。 伴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霓虹灯。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。但目前市场上各式样的LED彩灯控制器大多数用全硬件电路实现，电路结构复杂、功能单一，这样一旦制作成品只能按照固定的模式闪亮，不能根据不同场合、不同时间段的需要来调节亮灯时间、模式、闪烁频率等动态参数。这种彩灯控制器结构往往有芯片过多、电路复杂、功率损耗大等缺点而且价格昂贵。此外从功能效果上看，亮灯模式少而且样式单调，缺乏用户可操作性，影响亮灯效果。因此有必要对现有的彩灯控制器进行改进。 利用控制电路可使彩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（与全部彩灯始终全亮相比）。再由于人们对于物质生活的要求也在逐渐提高，不光是对各种各样的生活电器的需要，也开始在环境的幽雅方面有了更高的要求。比如日光灯已经不能满足于我们的需要，彩灯的运用已经遍布于人们的生活中，从歌舞厅到卡拉OK包房，从节日的祝贺到日常生活中的点缀。这些不紧说明了我们对生活的要求有了质的飞跃，也说明科技在现实运用中有了较大的发