课程设计任务书
学生姓名： XXX 专业班级：电气1106 指导教师：罗惠谦工作单位：武汉理工大学自动化学院
题目：彩灯循环控制电路的设计与制作
初始条件：
（1）8个彩灯能够自动循环点亮。
（2）彩灯循环显示且频率快慢为1S。
选作：设计具有控制彩灯左移，右移，全亮及全灭功能的电路
要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等
具体要求）
（1）设计任务及要求
（2）方案比较及认证
（3）系统框图，原理说明
（4）硬件原理，完整电路图，采用器件的功能说明
（5）调试记录及结果分析
（6）对成果的评价及改进方法
（7）总结（收获及体会）
（8）参考资料
（9）附录：器件表，芯片资料
时间安排：
6月27日~6月30日：明确课题，收集资料，方案确定
7月1日~7月4日：整体设计，硬件电路调试
7月5日~7月8日；报告撰写，交设计报告，答辩
指导教师签名： 2013年 6月 27 日
目录
摘要 (1)
1 结构设计与方案选择 (2)
1.1 方案设计 (2)
1.1.1 方案一 (2)
1.1.1 方案二 (3)
1.2 方案的比较与选择 (4)
2单元电路设计 (6)
2.1 脉冲产生电路 (6)
2.2 循环控制与移位寄存器电路 (7)
2.3 彩灯显示与全灭控制电路 (8)
2.4 整体电路图与工作原理 (9)
3 搭建调试与检测 (10)
3.1 搭建 (10)
3.2 调试 (10)
3.2.1 调试方法 (10)
3.2.2 调试步骤 (12)
3.2.3调试中故障及解决办法 (12)
3.3 检测 (13)
结束语 (14)
参考文献 (15)
附录1 器件表 (16)
附录2 芯片资料 (16)
附录2.174LS194的芯片资料 (16)
附录2.2NE555定时器的芯片资料 (17)
摘要
近年来，由于集成电路的迅速发展，在数字电路中，集成芯片使用频繁，在未来，集成度更高功能更完善的芯片会不断涌现，而流水彩灯因为价格低廉，易用且实用的特性也已经深入平常生活，在商业街，医院，广告牌等随处可见。绝大多数的彩灯控制电路都是用数字电路来实现的，流水彩灯控制可用多种方法实现，并且工业设计原理简单实用，根据不同要求，使用不同芯片，可以实现花样繁多的显示种类，本次课程设计以已经学到的专业知识为基础，用简单的数字逻辑电路来实现8个彩灯的左移、右移、全亮、全灭等多种点亮方式。与生活实际应用紧密相关。设计以双向移位寄存器74LS198做主体控制电路，其脉冲产生由555定时器构成的多谐振荡器构成，控制发光二极管，实现了所需要的功能。
本文就本次课程设计的设计框图、设计电路图、单元电路图、工作原理、所用器件、电路调试等方面来进行介绍，最后对本次课程设计进行了总结。
关键词：数字逻辑电路循环彩灯控制双向移位寄存器
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 方案设计
1.1.1方案一
图1方案一的结构框图
如上图，为方案一的结构框图，主体部分为双向计数电路，再辅以信号输入，译码，功能控制以及显示电路，就构成了彩灯循环控制电路。下面分别对每一个部分进行介绍： 1)脉冲信号输入电路：
选用CMOS 门电路组成一个简单的多谐振荡器，产生周期为1s
的脉冲波。 2)二进制双向计数电路：
根据计数器的逻辑功能，改变它的工作模式，可以实现彩灯的左移，右移和全亮功能。 3)38线译码电路：
使用74LS138实现对计数的译码，通过3位二进制输入A B C ,共输出8种状态的组合，对8组彩灯进行控制。 4)全灭控制电路：
通过机械开关，断开彩灯的电源供应，从而达到全灭功能。 5)循环控制电路：
通过机械开关，改变信号输入从而改变计数器的工作模式，实现功能转换的目的。
按上述方案进行设计，原理图如图2所示。
图2方案一的原理图
1.1.2 方案二
图
3方案二的结构框图
如上图，为方案二的结构框图，主体部分为移位寄存电路，再辅以信号输入，功能控制及显示电路，就构成了彩灯循环控制电路。下面分别对每一个部分进行
介绍：
1)脉冲信号输入电路：
选用NE555定时器组成的多谐振荡器产生所需频率为1Hz的脉冲。
2)移位寄存器电路：
由一片74LS198的8位双向移位寄存器实现，通过构成环形计数器，从而达到循环输出的目的。
3)循环控制电路电路：
通过机械开关对74LS198的工作模式以及清零端进行控制，实现移位寄存器电路输出转换的功能。
4) 全灭控制电路：
通过机械开关，断开彩灯的电源供应，从而达到全灭功能。
按上述方案进行设计，原理图如图4所示。
图4 方案二的原理图
1.2 方案的比较与选择
通过仿真，方案一和方案二都能完成预定的功能。
从方案的耗材方面考虑，方案二的电路用的集成电路块数较少，比较节省器件。
从方案的优化方面比较，两个方案都能实现左移，右移，全亮，全灭四种功
能。但是方案一使用环形多谐振荡器，它简单，易于搭建，但是频率不稳定电压易产生变化。方案二采用555产生秒脉冲。NE555电源范围宽，而且脉冲的精度比较高，适合电路，并且使用范围广，成本低廉。
从方案的复杂程度比较，方案二的基本理论与思路都比方案一简单，方案一胜在结构清晰，但是从框图上看就很复杂，不利于后期调试
最后，经过综合考虑，决定采用方案二。
2 单元电路设计
2.1 脉冲产生电路
多谐振荡器是一种自激振荡器，在接通电源以后，不需要外加触发信号，便能自动地产生矩形脉冲。
555定时器是一种多用途的数字——模拟混合电路，由于它使用灵活、方便，利用它能方便地构成多谐振荡器，所以决定用NE555来构成多谐振荡器，来产生1HZ 的脉冲。
用555定时器接成多谐振荡器，即将555的2、6端并联，再与RC 构成的充放电电路的串联点连接，将7端接到放电点。
输出信号的时间参数是：
12w w T
t t =+ （1-1）
1w t =0.7（R 1+R 2）C 1 （1-2）
2w t =0.7R 2C 1 （1-3）
式（1-2）中1w t 为V C
由
上升到
所需的时间，式（1-3）中2w t 为电容C
放电所需的时间。参数选择如下：R 1=3.3K ，R 2=5.1K,，C 1=100uF 。 则得到的脉冲的频率为
121
1.43
(R 2R )C f =
=+ 1.06Hz （1-4）
该频率可满足实验要求。
用NE555构成可产生1Hz 脉冲的多谐振荡器的原理图如图5所示：
图5 脉冲产生电路
2.2 循环控制与移位寄存器电路
主体芯片使用74ls198，它除了具有存储代码的功能外，还具有移位功能。即在其内存储的代码能在移位脉冲的作用下依次左移或右移，还支持并行输入和并行输出。
用74ls198设计的移位寄存器电路的原理图如图6所示：
图6循环控制与移位寄存器电路
对于这个寄存器而言，使用环形计数器的接法，将QA与SL SER，QH与SRSER 可以使芯片实现循环输出的功能，将S0、S1都接高电平，置数“0111，1111”；再将S0调置低电平，实现0111，1111→ 1111，1110 → 1111，1101 → 1111，1011 → 1111，0111 → 1110，1111 → 1101，1111 → 1011，1111 → 0111，1111左移循环；相反，将S1接低电平，S0接高电平，则可实现左移循环，而通过74LS198的清零端即可实现所有彩灯全亮功能。
2.3 彩灯显示与全灭控制电路
用发光二极管来实现彩灯的闪烁，8盏灯的阴极分别与74LS198的8个输出端连接，二极管的阳极与保护电阻相连接电源。连接二极管时要注意阴极和阳极的区分，免得出现二极管不亮时，盲从的检测，当74LS198的任意一个输出端输出为低电平时，与其相连接的发光二极管点亮。当电源提供端的开关断开时，LED 灯全灭，如图7所示。
图7 彩灯显示与全灭控制电路
2.4 整体电路图和工作原理
由上述单元电路图构成了整体电路图如图8所示。
图8 整体电路原理图
工作原理：
1）左移循环点亮：S4闭合，S3打向高电平，先将S1，S2打向高电平，进行置数，这时只有D1亮，将S0打向低电平，彩灯开始向左循环点亮。
2) 右移循环点亮：S4闭合，S3打向高电平，先S1，S2打向高电平，进行置数，这时只有D1亮，将S1打向低电平，彩灯开始向左循环点亮。
3）全灭：S4断开，则8盏彩灯全灭。
4）全亮：S4闭合，S3打向低电平，可以使8盏灯全部点亮。
3搭建,调试与检测
3.1 搭建
在完成理论设计后，我们进行了实际组装，由于市场中采购不到所需的74LS198，我们只能使用74LS194，即4位双向移位寄存器，通过级联完成八位输出，其他部分均能正常搭建，74Ls194级联的原理图如图9所示。
图9 74ls194级联的八位移位寄存器
3.2 调试
一个电子装置，即使按照设计的电路参数进行安装，往往也难达到预期的结果。这是因为在设计时，不可能周全地考虑各种复杂的客观因素（如元件值的误差，器件参数的分散性，分布参数的影响等），必须通过不断的测试和调整，来发现和纠正设计方案的不足，然后采取措施加以改进，使装置达到预定的技术指标。
3.2.1调试方法
电子电路调试方法有三种：虚拟调试，单元调试和整体调试
（1）虚拟调试法
虚拟调试是利用EDA技术，通过特定的仿真程序，把设计好的电路方案进行完全的电路搭建，模拟出实际功能，然后通过其分析数据，观察结果，与理论预期进行比对，虚拟调试的优点：成本低廉，易于操作，结果可信度高利用Multisim仿真，脉冲输入电路的结果如图10所示。
图10 脉冲输入源的仿真结果左移的仿真结果如图11所示。
图11 左移仿真
右移的仿真结果如图12所示。
图12 右移仿真
（2）单元调试法
分块调试是把总体电路按功能分成几个模块单元，对每个单元分别进行调试。单元模块调试的顺序最好按信号的流向，一块一块进行，逐步扩大调试范围，最后完成总调。单元调试的优点：问题出现范围小，可及时发现，易于解决。
（2）整体调试
此种方法是把整个电路组装完毕后，不进行分块调试，实行一次性总调。
3.2.2调试步骤
（1）电路仿真
对照电路图使用仿真软件进行仿真，确认无误后，比预期结果进行比对，不行的话，就修改电路。成功的话，则进行实体安装。
（2）检查电路
对照电路图认真检查电路，首先查看电源是否接错或与地短接，然后检查各芯片是否安装牢固，最后对照电路图认真查看各芯片的管脚是否接错、漏接或出现多接线的现象。
（3）接通电源观察
在做好第一步的基础上进行下一步。接通电源，如果出现异常现象立即关闭电源，按第一步重新检查电路对出现事故的电路部分进行着重的检查，直至发现并排除错误。
（4）工作开关断开的情况下的调试
当第二步完成后，在断开开关的情况下用一个发光二极管检测脉冲信号的输出，各芯片的初始输出是否正确，如果存在问题，查找出原因并解决。
（5）工作开关闭合的情况下的调试
闭合工作开关，观察显示结果是否正确，如果存在问题继续调试。调试结束后观察调试后的结果是否符合设计要求。
3.2.3调试中故障及解决办法
第一次调试的结果是一上电，2号LED灯亮了，并且通过S0，S1的控制，不能循环，但是清零端可以正常控制全亮，但是却不能再变回原来要的左移右移工作状态。首先第一个问题，我们觉得是置数出问题，通过检查电路，发现原来是U2的15，14号引脚接错了灯，导致置数出问题了。第二个问题，我们根据理论分析，可能是脉冲输出有问题，通过把输出接到指针式万用表那里，观察有无震荡，我们发现，没有震荡，说明，这个单元的脉冲输出肯定有问题。接下来，我们自己检查，首先对照电路，没有问题，然后我们觉得可能是面包板的接触问题，所以，我们换了个地方有重新安装了一遍，最后发现能正常使用了。
最后调试到各部分电路正常的工作，通过对开关的控制，可以依次实现四种功能。
3.3检测
将电源接通，看彩灯的闪烁情况，根据所出现的异常，每根导线的检测，再将相关的芯片检测。控制4个开关，观察功能是否稳定正常。
实际电路图如图13所示。
图13 实际电路图
结束语
这次电工电子课程设计是我第一次做课程设计，对于我而言意义非凡。它让我从书本的理论中跳脱出来，实际动手，去设计，去思考，去制作搭建，也让我明白了一个小组的团队精神的重要性，一个分工明确，目标一致，雷厉风行的团队能大幅提高工作的质量。
在这次课程设计中，我感触最深的就是资料的获取。第一次设计这个东西，很难有完全独立自主，肯定要去参看前人的成果，可是前人的成果毕竟是他们的，不是自己的。必须通过消化吸收，才算掌握了。多去图书馆，院里的资料室翻看相关的书籍，对于我来说帮助甚大，我原本想设计一个网上所有的文档都不曾有的电路，最后发现原件成本高，调试难是大阻碍，所以退而求其次，综合选择方案，课设最重要的是让我们能够理论联系实际，我的理论是一片198就能实现功能，但是实际是198买不到，只有194，那没办法，只有改设计了。在搭建调试过程中，观察、判断、实验、再判断的方法培养了我解决问题的能力，通过学习仿真软件，也让我明白了EDA软件在电子设计中越来越重要的地位！
而作为班长，本次设计，也暴露出了班级的一些问题，一些同学平时学习不认真，要到动手设计了，开始了各种抱大腿，却没有想过通过课设，通过假期时间，自己再去认真学，这没有从根本上解决自己理论不会，软件不会的问题。从而带来的另一个后果，就是30号交的方案，以网上百度为多，有的甚至临时百度了下就去打印，就交了。劝说更加显得苍白无力。希望在下学期的理论课程学习中，多督促，多引导，让他们能够真真正正学到知识，敢动手，培养他们独立自主，求知的精神。
通过这次设计，我懂得了学习的重要性，了解到理论知识与实践相结合的重要意义，学会了坚持、耐心和努力。
参考文献
[1]孙余凯.巧用555定时器实用电路180例:电子工业出版社,2008
[2]伍时和.数字电子技术基础:清华大学大学出版社,2009
[3]康华光.电子技术基础（数字部分）:高等教育出版社,2006
[5]R﹒F﹒格拉夫.电子电路百科全书:科学出版社,1986
[6]汤山俊夫.数字电路设计:科学出版社,2005
[7]王冠华.Multisim 11电路设计及应用:国防工业出版社,2010
[8]孙丽霞.实用电子电路设计与调试(数字电路):中国电力出版社,2011
附录
附录1 器件表
表1 器件表
附录2 芯片资料
附录2.1 74LS194的芯片资料
74LS198 的管脚图如图14所示：
图14 74LS194引脚图74ls194的功能表如表2所示：
表2 74LS194功能表
附录2.2 555定时器的芯片资料
555定时器的内部结构图如图15所示：
图15 555集成电路内部结构图555定时器的符号图如图16所示：
图16 555集成电路的符号图555定时器的功能表如表3所示：
表3 555集成电路的逻辑功能表
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
《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
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
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
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 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：
循环彩灯课程设计
精品资料 成绩 课程设计说明书 题目：循环彩灯电路设计 课程名称：数字电子技术学 院：电子信息与电气工程学院 学生姓名：李倩 学号： 201102020025 专业班级：电子信息工程2011级1班 指导教师：翟亚芳 2013 年6 月7 日
课程设计任务书
循环彩灯 摘要：设计制作了一个循环彩灯控制电路，该电路可以控制8个彩灯从左到右依次点亮，然后依次熄灭，点亮和熄灭的时间间隔为1秒。电路主要由555定时器、同步十六进制加法计数器74LS161和8位串行输入、并行输出移位寄存器74LS164以及2输入端4与非门74LS00组成。555定时器可以产生振荡周期为1秒的时钟信号；74LS161对时钟信号进行加法计数；74LS00对74LS161产生的信号进行取反，74LS164对 74LS00输出的信号移位寄存输出并驱动对应的发光二极管工作，使其可以达到可以依次点亮依次熄灭的目的。 关键词：555定时器；加法计数器；反相器；移位寄存器；
目录 1.设计背景 (1) 1.1 了解数字电路系统和数字电路的定义和组成 (1) 1.2掌握时钟电路的作用及基本构成 (1) 2.设计方案 (1) 2.1 任务分析…………………………………………………………………… 1 2.2方案论证 (2) 3.方案实施 (2) 3.1 原理图设计………………………………………………………………… 2 3.2电路仿真 (4) 3.3PCB制作 (5) 3.4安装与调试 (6) 4.结果与结论 (6) 5.收获与致谢 (6) 6.参考文献 (7) 7.附件 (7) 7.1电路原理图 (8) 7.2仿真图 (8) 7.3P C B布线图 (9)
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
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)
《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。
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
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，
课程设计（论文） 题目名称________________ 彩灯控制器_______________ 课程名称______________ 电子技术课程设计____________ 学生姓名__________________ 刘标___________________ 学号 ____________ 0941201062 ____________ 系、专业___________ 电气工程系09电力一^班_______ 指导教师__________________ 陈邈___________________ 2011年12月9日
邵阳学院课程设计（论文）任务书 2?此表1式3份，学生、指导教师、教研室各1份。
四、参考资料和现有基础条件（包括实验室、主要仪器设备等） 主编张克农?数字电子技术?高教出版社出版?第一版.2006年 彭介华主编?电子技术课程设计指导》?高教出版社出版?第一版.2002年 曾建唐主编?《电工电子基础实践教程》?机械工业出版社.2002年 康光华主编.《电子技术基础》.高教出版社出版.第四版.1999年 电子电工实验室可以提供的主要仪器设备： 示波器型号规格VP-5220、电子学习机型号规格WL-V万用表MF10；以及分立元件、或中规模集成芯片。 五、进度安排 2011年11月28日-29日：收集和课程设计有关的资料，熟悉课题任务何要求； 2011年11月30日-12月1日：总体方案设计，方案比较，选定方案的论证及电路的工作原理； 2011年12月2日-7日：单元电路设计，参数计算，元器件选择，电路图； 2011年12月8日；整理书写设计说明书 2011年12月9日：答辩 六、教研室审批意见 教研室主任（签字）：年月日 七卜主管教学主任意见 主管主任（签字）：年月日 八、备注 指导教师（签字）：学生（签字）：刘标
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。
摘要 本次课程设计的任务是设计一个八个彩灯循环点亮电路.然而随着集成电路的迅猛发展,使得数字逻辑电路的设计出现了根本性的变化,使得我们在日常的电路设计中可以大大的被简化,减少电路组件的数目,从而使电路简捷,而且还能够提高电路的可靠性,稳定性. 根据我的理解,控制彩灯的循环点亮就是产生一系列有规律的数列,从而通过这一系列的数列来控制八个彩灯的循环点亮.在数字电路的理论课上,我们知道产生有规律的数列需要用到计数器或是移位寄存器.实际上,在该实验中二者皆可以用来设计该电路,只是各自的工作方式有区别而已.因此,通过计数器或移位寄存器控制彩灯的循环点亮. 其次,即使脉冲产生电路,我们知道555定时器可以作为多谐振荡器,并且利用555定时器设计的多谐振荡器产生的序列脉冲受干扰小,稳定性高,我们只需要选定相应的电阻和电容来控制周期就可以很好的控制彩灯显示频率. 最后,彩灯显示电路采取并联接法,利用产生的数列来控制彩灯的亮暗.再就是将以上三部分电路组合起来,从而构成完整电路,达到设计目标. 关键字:数字逻辑电路;彩灯循环控制;集成芯片;
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 方案设计 1.1.1 设计方案一 1)二进制双向计数电路: 图2 74LS192引脚图 74LS192的功能表:
表一 74LS192的功能表 利用芯片74LS192,通过了解它的功能表,我们知道它既可以作为加数器和减数器,因此利用这一特性,可以通过控制芯片74LS194的置数功能:当需要循环点亮左移时,我们可以给四个置数端0123p p p p 置数为0000,并且控制1u CP =,D CP CP =,0MR =,从而构成加计数器,使输出0123Q Q Q Q 为0000000100100011...→→→→; 同理,我们要实现彩灯循环点亮右移时,给四个置数端0123p p p p 置数为0111,控制u CP CP =,1D CP =,0MR =,从而构成减计数器,使输出为0123Q Q Q Q 为0111011001010100...→→→→;因此,通过上面的叙述我们通过对74LS194的控制来产生有规律的数字序列. 2)3线-8线译码器: 图3 74LS138的引脚图 74LS138的功能表:
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 题目彩灯循环显示控制电路设计学院 专业 班级 姓名 指导教师 2009 年7 月 2 日
课程设计任务书 学生姓名：专业班级： 指导教师：工作单位： 题目: 彩灯循环显示控制电路设计 初始条件：Multisim仿真软件； 芯片：74HC390,74HC160，74HC113等。 要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求） 1、设计出完整的彩灯循环显示控制电路设计电路设计； 2、对电路原理各部分进行准确的分析； 3、写出电路的工作过程； 4、对设计电路进行准确的仿真； 5、能够分析出理论与实际的误差原因； 6、本课设的技术要求较简单，能了解原理及分析仿真结果即可。 时间安排： 19周理论讲解及任务安排； 20周方案设计、仿真及制作； 20周答辩。 指导教师签名： 2009 年 7 月 2 日 系主任（或责任教师）签名：年月日
目录 摘要.............................................................. I Abstract........................................................... I I 1、Multisim软件简介 (1) 2、设计目的、任务及要求 (3) 2.1设计目的 (3) 2.2设计任务 (3) 2.3设计要求 (3) 3、设计方案比较 (4) 3.1数列的循环方案比较 (4) 3.2数字显示的部分 (5) 3.3方案选择 (6) 3.4方案的确定 (6) 4、电路设计 (7) 4.1芯片介绍 (7) 4.2原理设计 (9) 4.2.1数列循环电路设计 (9) 4.2.2序列显示电路设计 (10) 4.2.3二分频电路的设计 (12) 4.2.4脉冲产生电路的设计 (12) 5、总原理图设计 (14) 6、电路仿真 (16) 6.1二分频仿真 (16) 6.2脉冲电路仿真 (17) 6.3整体仿真 (18) 7、结语 (19) 参考文献 (20) 附录 (21)
单片机控制的循环彩灯控制系统的设计 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、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。 四、系统仿真图
五、软件流程图
选择花型 六、程序设计 1、程序是按照模块化设计的，一共分为四大模块 1)基本程序模块 延时程序、设置按键处理程序、主程序初始化及初值设定 2）LED控制程序 3）取消按键抖动程序 4）控制程序 2、设计要求 能输出4种花型，并能由人工进行花型的切换。可以使用按键，也可以使用波动1)开关来实现切换，方法不限。 参考花型： （1）使彩灯从右到左逐一循环点亮。 （2）使彩灯交替闪烁。
（3）使彩灯从左到右逐一点亮，当全部点亮后同时闪烁一次。 （4）使彩灯从两边到中间顺序点亮，直至全部点亮；再将彩灯从中间到两边熄灭，直至全部熄灭。 2)循环彩灯的循环速度可调。 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。 (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。 (3)速度+。按键一次，速度略加快一点。 (4)速度-。按键一次，速度略减慢一点。 3)在LED显示器上显示相应的花型号。 3、系统总体设计 充分利用TDN86/51二合一微机实验教学系统的硬件资源来实现循环灯的功能，因此： (1)利用8051的P1端口接发光二极管，以模拟彩灯控制。 (2）利用8051的P3端口接拨动开关；利用拨动开关提供逻辑0和逻辑1，模拟按键操作，以实现4种花型之间的切换、加快循环速度、减慢循环速度以及暂停循环灯循环等操作，具体定义如表1.1和表1.2所示。 表1.1 拨动开关与对应的花型 表1.2 拨动开关功能表 （3）8051通过8155对LED显示器控制显示相应的花型编号。
电子技术课程设计 ——四路彩灯控制器设计与制作 学院: 电子信息工程学院 专业、班级： 姓名： 学号： 指导教师： 2011年12月
目录 一．设计任务与要求――――――――――――――－（2）二．总体框图――――――――――――――――――（3）三．选择器件――――――――――――――――――（5）四．功能模块――――――――――――――――――（11）五．总体设计电路――――――――――――――― (14) 六．课程设计心得――――――――――――――― (16)
四路彩灯控制器设计与制作 一、设计任务与要求 设计一个循环可预置序列发生器，并用一控制彩灯的循环显示。不同的预置产生不同的效果。 实现循环序列发生器和彩灯控制电路，使得彩灯按一定的规律循环显示。假定循环规律为：L1—L8的状态是00001111（0表示灭，1表示亮），每隔一秒灯L1—L8的状态依次循环一位，即： 设计控制电路，可自动预置4种不同的初状态，每隔64秒改变一种，并在这四种初状态循环，使得彩灯定时改变显示的效果，假定四种不同的初状态为：00001111，00010001，00110011，01110111 二、总体框图 时钟信号发生电路部分： 振荡器有多种振荡器电路，其中（a）图为CMOS非门构成的振荡器，（b）图为石英晶体构成的振荡器，（c）图为555构成的多谐振荡器。 CMOS非门构成的 振荡器的振荡周期T=1.4RC，555构成的振荡器的振荡周期T=0.7（R 1+2R 2 ）C。
我最终还是选择了555构成的振荡器，因为555使用起来方便、简单。通过调节R1，R2和C1的大小调节振荡频率以达到1HZ的秒钟连续脉冲 图1 CMOS非门构成的振荡器（a） 图2石英晶体振荡器（b）
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