《数字逻辑电路》课程设计
彩灯电路
题目：彩灯电路
学院：
专业：
班级：
班级学号
姓名：
指导教师：
完成日期：
数字逻辑电路课程设计——彩灯闪烁电路摘要
灯光的闪烁和流动可以用于各种各样的装饰，例如电子门标，广告装饰等。流动的灯光总是特别吸引人们的注意力。在夜晚，在城市的街头，当广告牌上的灯光流动起来时，就会马上变得生动起来。流水彩灯是大家比较熟悉而且应用最为广泛的。我所设计的彩灯控制电路是原理很简单的一种利用大学所学到的数电知识制成，只要了解几种集成电路便可轻松明白它的原理。做好的彩灯可以放在室内，主人会感到温馨；放在餐厅等地方可以增加氛围。
关键词：NE555 CD4017 LED
1 密码锁电路设计方案
1.1 电路图
1.1.1原理图（图1-1）控制电路：
、
发光电路：
图1-1
1.1.2 PCB图（图1-2）
图1-2
1.2 使用器件参数
LED分压电阻2KΩ，NE555延时充电电阻20000KΩ,延时充电电容470uF，抗干扰隔离电容3.3uF。外加正向电压5V。
1.3工作原理
1.3.1 电源电路
普通直流5V电源
1.3.2振荡电路
振荡电路由一块时基集成电路NE555和延时充电电容C2、抗干扰隔离电容C3、延时充电电阻R1、R2组成(R2又为放电电阻）。
通电后，因电容C2两端电压不能突变，2脚的电压为低电平，集成块NE555的内部触发器被置位，3脚输出高电平。
同时，由于电源经电阻R1和R2向C2充电，使6脚和2脚的电压不断提高，当电位上升到VCC的2/3时，集成块NE555的内部触发器被复位，3脚的输出电压翻转为低电平。
同时集成块NE555内部的放电管导通，即7脚通过内部的放电管和1脚相通，C2
上储存的电荷就通过R2、7脚放电，使6脚和2脚的电压不断下降，当电位降低到VCC 的1/3时，集成块NE555的内部触发器被置位。
同时集成块NE555内部的放电管截止，7脚被悬空，电源又通过R1、R2向C2充电，使6脚和2脚的电压不断提高……如此，周而复始，形成振荡。
输出端的高电平维持时间取决于电容C2的充电时间常数，输出端的低电平维持时间取决于电容C2的放电时间常数。
由于R2≥R1，故可以认为f放≈f充，目的是减小彩灯熄亮交替的时间间隔的差异。
1.3.3 译码电路
译码电路由一块CD4017集成块组成。该集成块有3个输入端——时钟输入端CP 的14脚和EN的13脚，复位端Cr的15脚。有10个输出端Q0～Q9（依次为3脚、2脚、4脚、7脚、10脚、1脚、5脚、6脚、9脚、11脚）。
进位端CO，其功能是：当复位端Cr加上高电平和正脉冲时，输出端Q0为高电平，其余9个输出端Q0～Q9均为低电平。
时钟输出端CP对输入时钟脉冲的上升沿计数，EN则对时钟脉冲的下降沿计数。Q0～Q9这10个输出端的输出状态分别与输入的时钟个数相对应。
如从0开始计数，则输入到第1个时钟脉冲时，Q1就变成高电平，输入第2个时钟脉冲时，Q2变成高电平……直到输入第10个时钟脉冲，Q0变为高电平。同时，进位端C0就输出一个进位脉冲，作为下一级计数的时钟信号。
Cr为复位端，也为清零端。当Cr输入高电平时，电路复位，即输出端Q0 为高电平，Q1～Q9为低电平。
如此反复，只要集成块NE555的3脚送来的二进制信号不消失，CD4017将二进制信号转换为十进制信号的计码工作就会反复进行下去。
2 组装调试
2.1 使用的主要仪器和仪表
制板机、打孔机、风干箱、电烙铁、稳压电源、万用表
2.2 调试电路的方法和技巧
当电路结果不正确时，首先检查焊点，检查是否有元器件虚联，焊点过大容易导致虚联。其次检查焊点是否将两条不相连的导线连在了一起。再次用万用表检查各器件两端电压，分析元器件哪里出现错误。最后根据端电压检查电路图，检查导线是否连接有误，是否出现连线错误。逐一排除出现错误的可能，可以使电路的调试进展顺利。
2.3 测试结果与设计结果比较分析
2.3.1 设计结果
Q0，Q1，Q2，Q3,Q5，Q6，Q7依次发光，实现左移，右移，周而复始。Q3至Q5，Q7至Q1闪烁时有时间变化。
2.3.2 测试结果
实现了设计的功能，由于CD4017输出管脚连接有误，Q0至Q7闪烁时没有按照设计时的顺序发光。
2.4 调试中出现的故障、原因及排除方法
2.4.1 故障
刚接通电源时，彩灯不闪烁。更换电阻后，彩灯闪烁但不稳定。
2.4.2原因及排除方法
首先检查焊点有没有虚连和多连的情况，排除这种情况后用万用表测试NE555 1脚与8脚电压，测得有电压输入即NE555正常接入电路。再测试3脚与6脚电压，发现电压没有跳变，证明NE555没有产生震荡。测试NE555芯片并没有损坏，因此判断NE555延时充电电阻阻值选择不合理，导致闪烁过快，肉眼不能分辨。重新计算，更换阻值更大的电阻后，再次连接，LED闪烁，但是很微弱，而且不稳定，判断CD4017连接有问题。测试CD4017 16脚与8脚电压，有正确电压输入。再测 13脚与15脚对地电压，发现其不为零，检查电路后发现没有接地。接地后再次接入电源，此时电路正常闪烁，而且十分稳定。
3 设计电路总结
3.1 设计电路的特点
由NE555提供震荡，CD4017进行译码。外接电源。
3.2 方案的优点
电路简单，方便制作，效果明显。功耗低。
3.2 方案的缺点
花样少。接通电源即闪烁，不能手动控制彩灯的亮灭。
3.3 对本次课程设计的改进意见及展望
3.3.1 课题的核心与价值
课题的核心在于掌握数字电路的实际操作与应用。通过对彩灯控制电路的设计我能根据自己的需求设计有一定难度的电路了，这使我学会了如何将书本中的知识应用于生
产和生活。
3.3.2 改进意见及展望
本次设计只有彩灯闪烁，如果加入音乐片会更加具有实际意义。
4 彩灯闪烁电路使用的器件
NE555 1个，CD4017 1个，1k欧电阻7个，LED7个，2000K欧电阻2个，470uF 电容1个，3.3uF电容1个，0.1pF电容1个。
参考文献
1. 数电实验手册
2. 《PCB 设计与制作》
3. 《电路仿真与PCB设计》
收获
在此次课程设计的过程中，我觉得既锻炼了我的实际动手能力，也再一次复习了上学期学习的数电知识，对逻辑门逻辑电路，各种基本集成芯片都有了进一步的理解。由简单的抽象理解到实际认知。特别的是使用Protel99se软件画图使我对它的功能有了新的认识，也使我进一步学会了使用该软件，也使我更加懂得一个设计完成的不
易。通过这次课程设计，我觉得学习像数电这样实用的知识，不仅要掌握书本上的基本内容，还要灵活思考，善于变换，这样才能找到最优设计，达到事半功倍的效果。而这是日后最实用的，真的是受益匪浅。
这次设计使我更加懂得了自己所学知识是多么的有限，自己的各个方面都需要再加强。而我们要面对社会的挑战，只有不断的学习、实践，再学习、再实践；才能使自己不被社会淘汰。在这次设计中，也要感谢老师同学的帮助，相互讨论使我学习了他们不同的思考方式和其他的设计方案。
总之，在这次课程设计过程中，我既学到了实用的数电知识，又学到了许多书本之外宝贵的分析动手能力。这次数电课程设计给我的最大的印象就是如果自己有了兴趣，就动手去做，困难在你的勇气和毅力下是抬不了头的。
课程名称：单片机课程设计 设计题目：流水灯彩灯设计 学院：应用技术学院 专业：电子信息工程信息方向
目录 一、实训的目的 (3) 二、实训的基本要求 (3) 三、电路基本工作原理 (4) 四、组装过程及技巧 (5) 五、软件设计及程序清单 (5) 六、心得体会 (11) 一、实训的目的 通过具有一定功能和应用价值的一个具体产品的设计与制作，或
者一个实际项目的开发与应用，使学生受到工程设计、制造工艺、调试检测和撰写技术报告的系统训练，启迪我们的创新思维，培养我们分析问题和解决问题的综合能力。通过实训使我们巩固、加深和学习光电子技术的基础理论、基本知识和技能技能。使我们正确地选择和使用常用电工仪表、电子仪器及有关实验设计。使我们掌握基本电量及电子元件的测试技术、实验方法和数据的分析处理。使我们能应用已学的理论知识设计简单的应用电路，合理选择元器件构成实用的电子小系统。使我们受到基本的实验技能、系统的工程实践和撰写技术报告的初步训练。培养我们严肃认真、实事求是、独立思考、踏实细致的科学作风和创新的精神。 二、实训的基本要求 要求： 1. 该流水灯设置12个发光二极管，两个按键K1和K2。 2. 上电后，12个LED灯全亮 3. 两个按键一个用于流水灯的启动和停止，另一个用于选择流水灯的花样。 4.“流水”的花样不得少于两种，越多越好。 三、电路图及其基本工作原理 该电路由2个30PF的电容和一个晶震组成的，其中晶振接在18和19引脚。这个作用是为单片机提供一个正常的工作时钟频率
单片机40引脚接+5V的电源，20引脚接地。使用510Ω电阻和发光二极管组成12条支路，分别对应连接单片机的P1口12个。才用共阳极接法40段接上5V的外加电压，通过单片机的P1口控制输出高电平还是低电，当电压为低电平的时候，二极管发光。 电路图如下： 四、组装过程及焊接技巧 （1）材料：松香、焊锡。焊接时最常用的焊料是焊锡。松香焊剂是一种可靠的焊剂，它在电路维修和电子制作中应用广泛。将焊接的
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。
专业班级 院系物理与电子信息学院 姓名学号同组人 实验室组号日期 成绩 课程单片机原理与应用指导老师肖鹏程 试验项目编号 试验项目名称多功能彩灯控制器的设计一、实验目的 1．熟悉Keil uVision2软件的安装和应用； 2．熟悉Proteus7.8软件的安装和应用； 3．掌握《单片机多功能彩灯控制器的设计》的编程、仿真和调试方法。 二、实验环境 1．微机一台； 2．Proteus7.8电路设计和仿真软件； 3．Keil uVision2编译和调试软件； 三、实验原理 图1是单片机多功能彩灯控制器的电路原理图，P2接8只LED，限流电阻为220Ω，时钟电路接在单片机的DIP18、DIP19，复位电路接在单片机的DIP9, DIP31接Vcc。 要求用C语言编写程序，使该电路的功能为，上电后8只LED的显示状态为：【○○○○○○○●】→【○○○○○○●○】→【○○○○○●○○】→【○○○○●○○○】→【○○○●○○○○】→【○○●○○○○○】→【○●○○○○○○】→【●○○○○○○○】→【○○○○○○○○】， 时间间隔为300mS，循环往复。
图1单片机输出控制电路原理图 多功能彩灯控制器的参考程序如下： #include
{ for(m=0;m<=8;m++) { P2=~table001[m]; delay300ms(); } } } void delay300ms() { unsigned char i,j,k; for(i=3;i>0;i--) for(j=200;j>0;j--) for(k=248;k>0;k--); } 四、实验步骤 1．安装Keil uVision2； 2．安装Proteus 7.8； 3．在Proteus ISIS环境下设计一个用单片机的I/O口（P2）作为Output控制8只LED的电路； 4．在Keil uVision2环境下，用C语言编写多功能彩灯控制器的程序，编译生成hex文件。当出现错误时，使用Debug调试和修改程序，直到生成hex文件。5．将生成的hex文件加载到单片机，运行仿真，观察现象，记录结果； 五、实验记录与处理 1. 多功能彩灯控制器的实验结果（仿真）如下： 时间LED工作状态时间LED工作状态 0 0
课程设计报告 课程: 数字电路 题目:八路彩灯控制器的设计 院系: 物理与电子信息学院 专业: 2011级电子信息科学与技术 学号: 20111302031 姓名: 李俊 完成日期: 2008 年 6 月 22 日
摘要：本次八路彩灯电路的制作主要采用74LS194芯片接成扭环形结构的移位寄存器来实现，通过555定时电路组成多谢振荡电路。整个电路主要由移位寄存器、控制电路、脉冲发生器构成8个彩灯的循环控制，并且可以组成多种花型。关键词：控制、循环、555定时电路 一、设计内容与设计要求 1.设计目的 ⑴学会将一个实际情况抽象为逻辑电路的逻辑状态的方法。 ⑵掌握计数、译码、显示综合电路的设计与调试方法。 ⑶掌握实际输出电路不同要求的实现方法。 2.设计任务 八路彩示系统，该系统实现以下功能： ⑴八路彩灯从左向右逐次渐亮，间隔为1秒。 ⑵八路彩灯从右向左逐次渐灭，间隔为1秒。 ⑶八路彩灯同时亮，时间为0.5秒，然后同时变暗，时间为0.5秒，反复4次。 3.设计要求 ⑴确定总体设计方案画出总方框图，确定各单元电路的功能，进行单元电路的设计，画出逻辑图。 ⑵选择元器件型号。 ⑶画出总逻辑图和装配图，并在实验板上组装电路。 ⑷进行电路调试，使其达到设计要求。 ⑸写出总结报告。 4.参考器件 555定时器、计数器、双向移位寄存器、显示译码管、数码显示管、发光二极管及一些门电路等。 二、总体设计思路 根据课程设计课题要求，要实现本系统，需要设计时钟脉冲产生电路，循环控制电路和彩灯花样输出电路。时钟脉冲产生电路由74LS163分频实现，循环控制电路由74LS163和74LS10实现，彩灯花样输出电路由74LS194和相关逻辑电路实现。 三、总体设计原理 1.基本原理 由设计要求出发可知彩灯的三个节拍可以用移位寄存器74LS194实现，通过控制S0和
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。
《8路LED彩灯控制》课程设计报告 专业： 班级： 姓名： 学号： 同组成员： 指导教师： 2011年 1 月8 日
目录 一、课程设计目的 (3) 二、课程设计题目描述和要求 (3) 三、课程设计报告内容 (3) 3.1 器件选择 (3) 3.2 实验电路图 (3) 3.3 原理分析 (4) 3.3.1 脉冲源产生模块 (4) 3.3.2 定时器模块 (4) 3.3.3 寄存器模块 (4) 3.4 具体思路和设计过程 (4) 3.4.1 设计思路 (4) 3.4.2 具体设计过程 (5) 四、焊接与调试 (6) 五、总结体会 (6)
一、课程设计目的 随着社会的发展，人民生活水平不断提高，现代人们越来越注重节能和装饰，因此LED作为一种超节能产品在实际生活中得到广泛应用，它不仅工作电压低，而且使用寿命很长，所以它受到大多数灯光装饰师的青睐。本设计用8路led设计出的彩灯控制电路具有：低能耗、花色多、性能忧、实用美观等特点，实为家居装饰之首选。而具体的课程设计（包括电路图设计、电路板焊接、安装与调试），既可以提高我们的动手能力和实际分析问题能力，还有助于我们加深对数字电路的认识和了解，进一步激发学习的兴趣，为后续学习打下坚实基础。 二、课程设计题目描述和要求 本设计中的8路LED彩灯控制电路，由555定时器、移位寄存器、计数器等器件构成，主要功能是实现三种花色的交错变换，8路led灯的亮和灭组合起来形成有规律的花色，给人以美感，适用于彩灯装饰。 三.课程设计报告内容 3.1 器件选择 555定时器一片、十六进制计数器74ls191两片、双向移位寄存器74ls194两片、0.01uf的电容和2.2uf的电容各一个、47k电阻两个、非门74ls04一个、与非门 74ls20六个、导线若干。 3.2 实验电路图
深圳大学实验报告实验课程名称：数字电路与逻辑设计 实验项目名称：彩灯流水电路的设计 学院：信息工程专业： 报告人： 学号：班级： 同组人： 指导教师： 实验时间： 实验报告提交时间：
一、设计题目 设计一电路以驱动八只灯，并使其七亮一暗，且这一暗灯按一定节拍循环右移。 二、实验仪器与材料 （1）RXS-1B数字逻辑电路实验箱； （2）74LS90（十进制计数器）、74LS161（4位二进制同步计数器（异步清除））、74LS138（3线-8线译码器）、74LS04（六反向器）、74LS20（双四输入与非门）。 三、设计方法提示 该电路可分别用如下几个方案实现： （1）用一片十进制计数器（74LS90）接成八进制计数器和3线-8线译码器（74LS138）实现。 （2）用一片四位二进制计数器（74LS161）和3线-8线译码器（74LS138）实现。 四、实验方法 自拟。 五、实验报告要求 画出实验电路，回答思考题。 六、思考题 （1）如果本设计题改为八只灯七暗一亮，且这一亮灯按一定节拍循环右移，那电路该如何改动。 （2）现代城市有各种复杂的、变化异彩的彩灯图案（有左移的、有右移的、有方的、有圆的、有上移的、有下移的），你能构思出现实中这些彩灯图案的电路框图吗？
用一片十进制计数器（74LS90）接成八进制计数器和3线-8线译码器（74LS138）实现
用一片四位二进制计数器（74LS161）和3线-8线译码器（74LS138）实现
思考题 （1）如果本设计题改为八只灯七暗一亮，且这一亮灯按一定节拍循环右移，那电路该如何改动。 答：附加两片74LS04芯片，将74LS138芯片的所有输出信号对应输入74LS04芯片的输入端，再从74LS04芯片的输出端对应输出到彩灯上。 （2）现代城市有各种复杂的、变化异彩的彩灯图案（有左移的、有右移的、有方的、有圆的、有上移的、有下移的），你能构思出现实中这些彩灯图案的电路框图吗？ 答：能。只需合理地改变彩灯摆放位置即可得到相应的图案。
目录 第一章总体设计 (5) 1.1设计目的 (5) 1.2设计任务与要求 (5) 1.3基本工作原理 (5) 1.4设计方案 (5) 第二章单片机简介 (6) 2.1单片机结构 (6) 2.2单片机的封装形式、引脚定义及功能 (7) 2.3单片机的工作原理 (8) 2.4 CPU的工作原理 (8) 2.5存储器结构 (9) 2.6 CPU时序及时钟电路 (10) 2.7复位操作 (12) 第三章硬件设计 (14) 3.1整体硬件接结构 (14) 3.2功能模块电路 (14) 3.3系统硬件原理电路图 (16) 第四章软件设计 (17) 4.1软件总体结构设计 (17) 4.2各功能模块设计 (18) 总结与心得 (25) 参考文献： (26)
第一章总体设计 1.1设计目的 1)了解单片机的基本原理及相关的简单应用。 2)掌握用单片机设计系统的一般步骤。 3)了解LED数码管的基本知识和驱动方法。 4)掌握单片机系统各个组成部分的作用以及分布位置。 5)学会运用单片机的硬件资源。 1.2设计任务与要求 8个彩灯的控制电路的任务为：用AT89S51单片机设计设计一个8个彩灯控制电路。要求：完成以下花形变化： 1) 从左到右依次点亮，8个灯全亮；从右到左依次熄灭，8个灯全灭。时间节拍为1秒。 2)从两边向中间依次点亮，8个灯全亮；从中间向两边依次熄灭，8个灯全灭。时间节拍为1秒。 3)循环往复，用LED管模拟彩灯。 4)用汇编语言编程，用proteus仿真。 1.3基本工作原理 此次使设计一个能控制八路彩灯的控制器，其中彩灯用发光二极管模拟。由P1.6和P1.7口控制电路启动与停止，根据彩灯的亮灭要求，利用数据指针查表，将查到的内容送给P2口进行显示，然后调用1s延时程。若查到的内容为跳出代码就重新开始循环。 1.4设计方案 软件方面：通过汇编语言编程实现不同要求的状态，由延时程序实现1秒的延时时间。硬件方面：彩灯启动与停止由P1.6和P1.7口进行控制，彩灯的显示状态由AT89C51的P2口输出显示。芯片的控制由AT89C51的外接晶振和复位电路进行控制。
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
黄河科技学院毕业设计说明书第1页 1 绪论 1.1 课题背景及目的 今时代是一个新技术层出不穷的时代，在电子领域尤其是自动化智能控制领域，数字逻辑电路的发展也日趋迅速，通常流水灯的设计会选择单片机编程，虽然单片机具有体积小、功能强、成本低、应用面广等优点，但是，选择单片机更大的增加了设计费用，并且对设计者的编程语言要求高，而在数字电路中，中规模集成电路以其功能强大、种类繁多，得到广泛应用。很多中规模集成电路都具有通用性，它的应用已不仅仅局限于其本身所具有的功能。如本文所设计的流水灯电路，就是利用中规模集成电路的功能扩展，将移位寄存器构成移存型计数器，将其输出端接到多个LED指示上。利用数字电路来控制灯的状态，并显示设计结果。其主要的电路原理：整个流水灯电路由时钟产生，流水程序控制驱动及功率控制元件电源供给电路等电路组成。 1.2 课题研究方法 常见的流水灯控制系统中，是使用微机控制，设备复杂，成本较高；另外应用单片机控制，虽然简单，但系统智能化及传输可靠性低，且对语言的编程能力要求较高，均不理想。为了提高系统可靠性、实用性，从而研究了一种基于模拟电子技术和数字电子技术的循环控制系统。这种设计不仅仅应用到流水灯的控制，也在工业生产中提高自动化循环控制得到利用。为了发光二极管形成流水效果，将电源加在555定时器中，定时发送脉冲，通过CD4017循环计数，由CD4066控制开关，使发光二极管逐个接受高电平，循环亮起，设计中，选用四种颜色的发光二极管，从而形成更好的流水效果。 1.3 基本要求设计方案 （1）设计一个彩灯控制电路，使其能够产生一个控制信号控制彩灯实现灯光变换的功能。 （2）该彩灯控制电路，在完成基本变化的基础上，可以实现彩灯的流向性，间歇性变化的要求，从而使彩灯更加丰富化。
单片机原理及接口技术 课程设计报告 单片机节日彩灯控制器设计彩灯控制器 姓 名： 学 号： 指导教师： 学 院： 机电工程学院 专 业： 机械设计制造其自动化 完成日期： 2014年6月27日
目录 第1章．绪论---------------------------------------------------- 1 1.1课题的国内外现状----------------------------------------- 1 1.2课题的发展趋势------------------------------------------- 1 1.3课题研究的主要内容------------------------------------- 1 第2章.节日彩灯控制器的设计-------------------------------------- 3 2.1设计目的 ------------------------------------------------- 3 2.2设计要求 ------------------------------------------------ 3 2.3总体方案设计与选择的论证 -------------------------------- 3 2.4核心芯片及主要功能介绍 ---------------------------------- 4 2.4.1 AT89S52芯片---------------------------------------- 4 2.4.2 74HC377芯片 --------------------------------------- 7 2.4.3 74HC138芯片 --------------------------------------- 7 2.5硬件设计 -------------------------------------------- 8 2.5.1 直流电源电路 ---------------------------------------- 8 2.5.2 按键电路 ------------------------------------------- 9 2.5.3 时钟复位电路 --------------------------------------- 9 2.5.4 LED显示电路---------------------------------------- 10 2.5.5 硬件调试 --------------------------------------------- 10 2.6软件设计------------------------------------------------- 10 第3章.总结----------------------------------------------------- 15 3.1 实验方案设计的可行性、有效性----------------------------- 15 3.2 设计内容的实用性----------------------------------------- 15 3.3 实习心得------------------------------------------------ 15 附录一：总体电路图---------------------------------------------- 19附录二：元器件清单----------------------------------------------20参考文献--------------------------------------------------------21致谢------------------------------------------------------------21
目录 1.技术要求 (1) 2.设计方案及其比较 (1) 2.1方案设计要求 (1) 2.2基本原理 (1) 2.2.1原理概括 (1) 2.2.2主要元器件简介 (1) 2.3方案一 (5) 2.3.1方案原理 (5) 2.3.2软件仿真 (6) 2.4方案二 (7) 2.4.1 方案原理 (7) 2.4.2 软件仿真 (8) 2.5方案三 (8) 2.5.1 方案原理 (8) 2.5.2 软件仿真 (10) 2.6方案比较 (11) 2.6.1方案元件比较 (11) 2.6.2方案功能比较 (11) 2.6.3方案可实现性比较 (11) 3.实现方案 (12) 3.1方案元件 (12) 3.2方案原理 (12) 3.2.1谐振模块 (13) 3.2.2计数模块 (14) 3.2.3译码模块 (14) 3.2.4发光电路 (15) 3.3实现过程 (15) 3.4小结 (16) 4.调试过程及结论 (16) 4.1调试过程 (16) 4.2结论 (16) 5.心得体会 (16) 6.参考文献 (17)
圈式流水灯电路的设计 1.技术要求 设计一种利用发光二极管作为流水灯指示,实现连接成圆圈式的发光二极管依次循环点亮形成移动的光点,要求可以实现流水灯的循环时间可以调节。 2.设计方案及其比较 2.1方案设计要求 （1）按照技术要求，提出自己的设计方案（多种）并进行比较； （2）掌握计数、译码、控制及显示电路的工作原理及其电路结构，以NE555时基集成电路、74LS161和74LS138为主，设计一种圈式流水灯电路（实现方案）； 2.2基本原理 2.2.1原理概括 圈式流水灯电路主要包括两部分电路，第一部分电路产生矩形脉冲波，该部分电路可由555定时器构成多谐振荡器产生。第二部分电路实现选通发光二级管的功能，通过计数器和译码器实现圈式排列的灯循环闪亮，该部分电路的实现可采取多种方案。 由于555定时器产生矩形脉冲的周期取决于外接电阻和电容，所以流水灯发光时间的调节可以通过改变第一部分多谐振荡电路外接电阻阻值或电容大小实现，也可以通过改变第二部分电路的频率即进制来实现。 2.2.2主要元器件简介 （1）NE555定时器
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．经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, 经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0.25s和0.5s。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QuartusⅡ6.0 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 ieee.std_logic_1164.all; entity fenpin2 is port( clk:in std_logic; clkk:out std_logic); end fenpin2; architecture behav of fenpin2 is begin
桂林电子科技大学信息科技学院《数字逻辑电路》实训报告 学号 1051100425 姓名 指导教师：邹老师覃老师 2010 年 07 月 13 日
多路彩灯控制电路 1.整机设计 1.1 设计要求 （1）功能要求：八个彩灯用8个放光二极管代替； （2）设置外部操作开关，它具有控制彩灯亮点的右移、左移、全亮及全灭等功能； （3）彩灯亮点移动时间间隔取1秒； （4）彩灯的布图形状随意； （5）让学号的最后两位编码点亮相应的灯，能实现循环左右移，可控制彩灯亮灭速度 1.1.1 设计任务 通过查找资料设计彩灯的原理图﹑PCB图使其能实现全亮﹑全灭﹑左移﹑右移等功能，让学号的最后两位编码点亮相应的灯，能实现循环左右移，可控制彩灯亮灭速度 1.1.2 性能指标要求 彩灯亮点的时间间隔为1秒，占空比为50% 1.2 整机实现的基本原理及框图 1.2.1 基本原理 通过两片集成双向移位寄存器74LS194和拨码开关控制右移﹑左移和一个拨码开关进行预置端让其全亮﹑全灭和一个由555芯片构成的CP产生电路其主要原理框图如下： 1.2.2 总体框图 总体框图 2．各功能电路实现原理及电路设计 （1）彩灯演示电路 2片移位寄存器74LS194级联实现。其八个输出信号端连接八个300欧电
阻（保护发光二极管）和八个发光二极管。其电路图如下 彩灯演示电路图 （2）彩灯控制电路 移位寄存器是一个具有移位功能的寄存器。寄存器中所存的代码能够在移位脉冲的作用下依次左移或右移。既能左移又能右移的叫双向移位寄存器。根据移位寄存器存取信息的方式不同分：串行串出，串入并出，并入串出，并入并出4种形式。 本电路由2片移位寄存器74LS194级联实现。其八个输出信号端连接八个300欧电阻（保护发光二极管）和八个发光二极管和一片74LS04（控制彩灯循环亮的作用）和拨码开关控制输入的高低电平。其图如下： 彩灯控制电路图
西安科技大学高新学院 毕业设计（论文） 题目彩灯控制器电路设计 院（系、部) 机电信息学院 专业及班级电专1202班 姓名张森 指导教师田晓萍 日期 2015年5月28日
摘要 随着微电子技术的发展，人民的生活水平不断提高，人们对周围环境的美化和照明已不仅限于单调的白炽灯，彩灯已成为时尚的潮流。彩灯控制器的实用价值在日常生产实践，日常生活中的作用也日益突出。基于各种器件的彩灯也都出现，单片机因其价格低廉、使用方便、控制简单而成为控制彩灯的主要器件。 目前市场上更多用全硬件电路实现，电路结构复杂，结构单一，一旦制成成品就只能按固定模式，不能根据不同场合，不同时段调节亮度时间，模式和闪烁频率等动态参数，而且一些电路存在芯片过多，电路复杂，功率损耗大，亮灯样式单调缺乏可操作性等缺点，设计一种新型彩灯已迫不及待。 近年来，彩灯对于美化、亮化城市有着不可轻视的重要作用。因此作为城市装饰的彩灯需求量越来越大，对于彩灯的技术和花样也越来越高。目前市场上各种式样的LED彩灯多半是采用全硬件电路实现，存在电路结构复杂、功能单一等局限性，因此有必要对现有的彩灯控制器进行改进。 关键词：LED彩灯；STC-89C52单片机；彩灯控制器。
目录 1前言 (1) 1.1设计目的 (1) 1.2设计要求 (1) 1.3总体方案设计与选择的论证 (2) 2节日彩灯控制器的设计 (4) 2.1核心芯片及主要元件功能介绍 (4) 2.1.1 AT89S52芯片 (4) 表1 (5) 2.1.2 74HC377芯片 (5) 2.1.3 74HC138芯片 (6) 2.2硬件设计 (7) 2.2.1直流电源电路 (7) 2.2.2按键电路 (8) 2.2.3时钟复位电路 (8) 2.2.4 LED显示电路 (9) 2.2.5硬件调试 (9) 2.3软件设计 (10) 3 总结 (15) 3.1实验方案设计的可行性、有效性 (15) 3.2设计内容的实用性 (15) 3.3心得 (16) 附录 (16) 参考文献 (18) 致谢 (19)
设计报告书
多花型双节拍彩灯 摘要：彩灯控制器是用来使彩灯按照一定的形式和规律闪亮，起到烘托节日氛围、吸引公众注意力的作用，应用前景较为广泛。彩灯控制器实现方法多种多样，本次设计的这台彩灯控制器主要功能有：（1）可以控制8路彩灯或彩灯串；（2）既可以向左（逆时针）移动，也可以向右（顺时针）移动，还可以左右交替移动；（3）彩灯起始状态可以预置；（4）移动速度和左右交替速度可调节；（5）控制电路与负载（可以直接使用交流220V市电的彩灯）完全隔离。 关键词：彩灯控制器、速度可调、市电彩灯
目录 一、作品设计要求 (3) 1．设计要求 (3) 2．设计步骤 (3) 3．报告要求 (3) 二、作品设计原理分析 (3) 1．系统设计框图 (3) 2．分模块电路原理分析 (4) 三、作品调试及仿真 (8) 1．作品调试 (8) 2．作品仿真 (8) 四、作品设计制作总结 (15) 1．设计总结 (15) 2．创新改进意见 (16) 五、参考文献 (17) 附录1：系统电路总图 (18)
多花型双节拍彩灯 一、作品设计要求 1．设计要求： （1）设计一个八路彩灯，要以0.25秒和0.5秒两种节拍运行。 （2）三种不同的花型，自行设计。 2．设计步骤： （1）要有设计框图、采用层次的设计，分模块设计。 （2）原理图法和文本法均可。 （3）仿真（功能仿真和时序仿真） 3．报告要求： （1）将完成的设计原理图和分层的设计文件总结出来。 （2）说明实验结果，从.RPT中抄写资源使用情况。 （3）打印出传真泼型。说明设计结果。 （4）总结经验教训。提出建设性的意见。 二、作品设计原理分析 1．系统设计框图 经过多种设计方案的比较和论证，最终选择了以双向移位寄存器74LS194芯片为核心的设计方法。系统设计框图如下： 图1 系统设计框图
目录 引言 (2) 1设计意义及要求 (3) 1.1设计意义 (3) 1.2设计要求 (3) 2方案设计 (4) 2.1设计思路 (4) 2.2方案设计 (4) 2.2.1方案一及其电路图 (4) 2.2.2方案二及其电路图 (5) 2.3方案比较 (6) 3部分电路的设计 (7) 3.1脉冲源的设计电路 (7) 3.2 4017控制电路 (9) 3.3 同右同左控制电路 (11) 3.4 回馈控制电路 (15) 4调试与检测 (16) 4.1调试中故障及解决办法 (16) 4.2调试与运行结果 (16) 5 仿真操作步骤及使用说明 (17) 6元件名细表 (18) 7附录电路图 (19) 8结束语 (20) 本科生课程设计成绩评定表
引言 当今时代是一个新技术层出不穷的时代，在电子领域尤其是自动化智能控制领域，传统的分立元件或数字逻辑电路构成的控制系统，正以前所未见的速度发展。 在现实生活中，我们经常遇到花样多变的广告彩灯，所谓广告彩灯就是讲一系列有颜色的灯串联在一起，然后按一定次序逐个或者几个的依次点亮和熄灭。因此要设计出这种电路就要应用数字逻辑电路，本次试验依照要求要设计出三行彩灯依次点亮，三列彩灯从右向左移动从左向右移动，所以该课程设计将用到脉冲信号产生电路、4017控制电路、计数电路、译码电路及其他门电路。
广告彩灯控制电路设计 1 设计意义及要求 1.1 设计意义 （1）培养学生正确的设计思想，理论联系实际的工作作风，严肃认真、实事的科学态度和勇于探索的创新精神。 （2）锻炼学生的自学软件的能力及分析问题、解决问题的能力。 （3）通过课程设计，使学生在理论计算，课程设计、查阅设计资料、标准和规运用和计算机应用能力得到训练和提高。 （4）固化、深化和扩展学生的理论知识与专业技能。 （5）为今后从事电子领域打下坚实的基础。 1.2设计要求 1．现有9只彩灯，试设计一控制电路，要求彩灯能实现如下追逐图案； 2．第一层3只红灯右移，每灯亮的时间为0．8秒； 3．第二层3只蓝灯右移，每灯亮的时间为0．8秒； 4．第三层3只黄灯右移，每灯亮的时间为0．8秒； 5．三色彩灯同时右移，每组灯亮的时间为1．6秒； 6．三色彩灯同时左移，每组灯亮的时间为1．6秒； 7．彩灯控制电路工作状态按照上述2至6步自动重复循环。
目录摘要1 1 设计要求1 1.1设计课题1 1.2主要容1 1.3技术要求1 2 系统组成及工作原理2 2.1系统组成框图2 2.2工作原理分析3 3 电路方案设计3 3.1电路图设计3 4 单元电路设计4 4.1时钟脉冲产生电路4 4.2分频电路的工作原理6 4.3状态机电路7 4.4移位输出电路8 4.5桥式整流电路9 4.6发光二级管9 结束语10 致11 参考文献12
附录13 附录１：元器件清单13 附录２：输出状态编码13 附录３:元件引脚图14 附录４：元件功能表15 附录5：总设计图17
简易彩灯控制器电路 摘要 彩灯控制器是用来使彩灯按照一定的形式和规律闪亮，起到烘托节日氛围、吸引公众注意力的作用，它是一种很好的照明娱乐工具，应用前景较为广泛。本设计就是采用电子元件制作的一个简易的具有四种变换花型的彩灯控制器。 本电路系统由四部分组成，分别是： （1）时钟振荡电路，555定时器构成多谐振荡器； （2）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； （3）状态机电路，由双D 触发器组成； （4）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。 彩灯控制器实现方法多种多样，本次设计的这台彩灯控制器主要功能有：（1）可以控制8个以上的彩灯；（2）可以组成四种以上花型，并且每种花型能够连续循环两次，各种花型轮流显示。 本电路基于74系列简单逻辑门电路的组合，实现简易电子彩灯控制器电路，具有电路设计简单，成本低廉的特点。 关键词：时钟脉冲；分频；双D触发器；移位寄存器；计数器
1 设计要求 1.1设计课题 题目：简易彩灯控制器电路 1.2主要容 1.2.1 阅读相关文献。 1.2.2 学习电子制图软件的使用。 1.2.3 学会整理和总结设计文档报告。 1.2.4 学会如何查找器件手册及相关参数。 1.3 技术要求 1.3.1要求电路能够控制8个以上的彩灯。 1.3.2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。
: 目录 摘要 (Ⅰ) 1 理论知识准备 (1) 2 方案论证 (2) 备选方案 (2) 方案选择 (5) 3 电路设计 (7) 选择器件 (7) @ 555定时器 (7) 74LS194移位寄存器 (9) 功能模块 (10) 时钟脉冲产生电路 (10) 彩灯维持电路 (12) 显示电路 (14) 4 电路调试 (15) 总体电路仿真 (15) ~ 电路布线 (16) 电路调试结果 (17) 心得体会 (18) 参考文献 (19)
】 1 理论知识准备 本次做的彩灯循环控制其实也可以看成是不是用单片机而实现的流水灯电路，流水灯是一串按一定的规律像流水一样连续闪亮。流水灯控制是可编程控制器的一个应用，其控制思想在工业控制技术领域也同样适用。 循环彩灯控制可用多种方法实现，但对现代可编程控制器而言，利用移位寄存器实现最为便利。通常用左移寄存器实现灯的单方向移动；用双向移位寄存器实现灯的双向移动。控制程序中，关键在于数据移位方向的控制。单方向控制的流水灯，使用左移寄存器可容易地实现。如果流水灯的点亮顺序是双向的，则使用双向移位寄存器进行控制。 由于本次设计只是设计了单向的彩灯循环电路，所以彩灯控制电路由三个模块构成，显示电路﹑秒脉冲电路和维持电路。秒脉冲电路全程为电路提供矩形波信号使彩灯定时发亮；显示电路为维持电路提供电源：维持电路在显示电路部分提供电源的情况下为电路提供一段较长的高电平，使彩灯在全部变亮后保持一段时间。同时结合显示电路部分所带元件（主要是74LS194）的性质，使彩灯从右到左依次由暗变亮，亮后维持一段时间，然后熄灭，并且不断重复。 / 由于本次设计并不是很复杂，所以本设计只采用数字集成电路的555定时器和移位寄存器，产生相应的控制信号，从而控制彩灯的闪烁。数据选择器的输出端接移位寄存器的输入端，在时钟脉冲的作用下，数据在移位寄存器的八位并行输出端从Q0到Q7顺序移动。移动的八位控制信号直接控制发光二极管的亮灭，就出现了八路自动循环切换的流水彩灯。 该设计可以用做广告牌边框灯光设计，如果用条形光柱代替彩灯，还可以作为广告牌的背景闪烁灯光使用，增强广告的感染力。
课程设计任务书 专业姓名学号 开题日期：2014年 3 月12 日完成日期：2012 年12 月26 日 题目八路彩灯 一、设计的目的 （1）根据原理图分析各单元电路的功能； （2）熟悉电路中所用到的各集成块的管脚及其功能； （3）进行电路的装接、调试，直到电路能达到规定的设计要求； （4）写出完整、详细的课程设计报告。 二、设计的内容及要求 设计任务 设计一个八路彩灯逻辑控制电路。 设计要求及器件 （1）共有八个彩灯，分别实现三个过程，构成一个循环共25秒。 （2）第一个过程要求八个灯从左到右依次点亮，各一秒，共八秒。 （3）第二个过程要求八个灯从右到左依次熄灭，各一秒，共八秒。 （4）最后八个灯同时闪烁八次，共8秒。 三、指导教师评语 四、成绩 指导教师(签章) 年月日
目录 第1章概述 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 1 1.1.设计任务及要求 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------- 2 1.1.1设计任务 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------- 2 1.1.2设计要求及器件-------------------------------------------------------------------------------------------------- 2 1.1.3设计任务及目标：----------------------------------------------------------------------------------------------- 2 第2章.总体设计思路模块--------------------------------------------------------------------------------------------------------- 2 2.1系统逻辑框图 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 2 2.2设计的方法 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 3 第3章．各单元电路图及功能说明模块---------------------------------------------------------------------------------------- 4 3.1器件选择 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 4 3.1.1：计数器S163芯片的介绍 ------------------------------------------------------------------------------------ 4 3.1.2：计数器LS190芯片的介绍----------------------------------------------------------------------------------- 5 3.1.3双向寄存器74LS194 -------------------------------------------------------------------------------------------- 6 3.2各功能电路实现原理及电路分析模块------------------------------------------------------------------------------- 7 3.2.1 彩灯演示电路 ---------------------------------------------------------------------------------------------------- 7 3.2.2彩灯控制电路----------------------------------------------------------------------------------------------------- 7 第4章.电路总体图设计图--------------------------------------------------------------------------------------------------------- 8 第5章.心得体会： ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 9 第6章.参考文献： ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 9