《8路彩灯控制电路设计》课程设计报告
专业：XXXXXXXXXXXXXXX
班级：XXXXXXX
姓名：XXXXXXX
学号：XXXXXXXXXXXXX
同组成员：XXXXXXXXX
指导教师：XXXXXXXX
2015年1月8日
目录
1．课程设计目的 (1)
2．课程设计题目描述和要求 (1)
3. 课程设计内容 (1)
．器材选择 (1)
. 课程设计思路 (2)
4. 课程设计原理 (2)
．时钟信号电路 (2)
. 花型变换 (3)
5. 电路仿真图及结果分析 (4)
. 电路仿真图 (4)
. 电路仿真结果分析 (4)
6.实作方案和结果分析 (5)
. 电路实连图 (5)
. 电路实连过程及结果分析 (7)
7.总结体会 (7)
8.附件 (8)
1．课程设计目的
进一步掌握数字电路课程所学的理论知识并应用于实际中。
了解数字电路设计的基本思想和方法。
掌握电路板的焊接技术，锻炼实际动手操作能力。
2.课程设计题目描述和要求
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，要求实现如下功能：
接通电源，电路开始工作，LED灯闪烁；
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；
（选做内容）闪烁时实现快慢两种节拍的变换。
设计可选用的元器件：74ls194、74LS161、LED发光二极管、74ls20、74LS04、电阻、电容、555。
3.课程设计内容
器材选择
在proteus仿真中，我用了两个74LS161，两个74LS194，一个555,三个74LS04,八个LED红灯，两个电容（、），两个电阻（47K）。
1.集成四位二进制加法计数器74LS161的逻辑符号与功能表
2.集成双向移位寄存器74LS194的逻辑符号与功能表
定时器的逻辑符号
课程设计思路
用555定时器构成一个多谐振荡器，实现时钟信号的产生；用四位二进制同步计数器74LS161的计数功能和一些非门74LS04来实现花型的控制；用双向移位寄存器74LS194的移位功能来实现红灯花型的演示。
4. 课程设计原理
时钟信号电路
将555定时器的TH和TR两个输入端连在一起作为信号输入端，即得到施密特触发器。然后将555定时器的DC端经过RC积分电路接回输入端就构成多谐振荡器。
电路的震荡周期为T=（R1+2R2）Cln2.
仿真电路周期为T=（47000+2*47000）***ln2=.
仿真电路图中时钟信号电路如下：
花型变换
将两个4位同步二进制加法计数器74LS161的EP、ET、LOAD、MR接高电平使之工作在计数状态。第一个74LS161的脉冲由多谐振荡器提供，第二个74LS161的脉冲接第一个的输出端Q1,当第一个74LS161计数两次，第二个进位一次。第二个74LS161的12、11端有四种状态（0，0）、(1,0)、（0,1）、（1，1）。集成双向移位寄存器74LS194的MR处于高电平，S0，S1的状态决定它的工作状态，其4个信号输出端Q0-Q3分别连接D1-D4、D5-D8八个发光二极管，输出信号可以控制发光二极管的亮灭，从而实现花型变换。
第一次花型变换：第二个74LS161的Q2、Q3输出端处在零状态时，第一个74LS194的S0=1、S1=0，处在右移的工作状态中，红灯依次由D1亮到D4；同时第二个74LS194的S0=0，S1=1，处在左移的工作状态中，红灯依次由D8亮到D5。然后74LS161触发8次清零一次，第一次花型变换完成。
第二次花型变换：74LS161的Q2=1、Q3=0时，第一个74LS194的S0=0、S1=1，处在左移的工作状态中，红灯依次由D4亮到D1；同时第二个74LS194的S0=0，S1=1，处在左移的工作状态中，红灯依次由D8亮到D5。然后清零，第二次花型变换完成。
第三次花型变换：74LS161的Q2=0、Q3=1时，第一个74LS194的S0=1、S1=0，处在右移的工作状态中，红灯依次由D1亮到D4；同时第二个74LS194的S0=1，S1=0，处在右移的工作状态中，红灯依次由D5亮到D8。然后清零，第三次花型变换完成。
第四次花型变换：74LS161的Q2=1、Q3=1时，第一个74LS194的S0=0、S1=1，处在左移的工作状态中，红灯依次由D4亮到D1；同时第二个74LS194的S0=1、S1=0，处在右移的工作状态中，红灯依次由D5亮到D8。然后清零一次，第四次花型变换完成。
5. 电路仿真图及结果分析
电路仿真图
电路仿真结果分析
该电路图在proteus软件中仿真成功，可以实行四种花型变换：八个红灯从
D1和D8开始同时对称的向中间依次点亮，然后全部熄灭；八个红灯从D4和D8开始同时向上面依次点亮，然后全部熄灭；八个红灯从D1和D5开始同时向下面依次点亮，然后全部熄灭；八个红灯从D4和D5开始同时对称的向两边点亮，然后熄灭。
6. 实作方案和结果分析
.电路实连图
电路连线草图如下：
电路连线反面：
.电路实连过程及结果分析
第一天在实验室从下午两点到晚上十点，花了八个小时，先画实连电路图，然后焊电路板，接通电源后灯一个都不亮；第二天修改了一下电路，接通电源后八个灯终于亮了，只是没有花色；后来几个小时都在反复检查和接电源测试，这个过程中烧坏了两个芯片和三个二极管，灯不亮；最后把坏的器材换掉恢复原来的电路，亮灯，没有花色。
7. 总结体会
这次课程设计使我对电路的设计分析以及实际操作有了更深的了解。在本次实验的开始阶段，我对计数器、寄存器等元件的功能并不很熟悉，通过看老师给的PPT以及课本，慢慢地研究，将各个芯片连接起来实现课程设计所要求的功能，在这个过程中，我对各个芯片有了进一步的掌控，我觉得控制电路特别容易出现错误，应该注意芯片的清零和置位功能。在proteus软件的仿真过程中，应该注意元件的正确选择，否则不能够成功仿真。
而在实连电路图的过程中，朋友给我演示了焊接电路板的基本操作，后来第一次焊接的电路板灯不亮时，又告诉我实连芯片中忘记接电源了，这个过程中我很感谢我朋友的帮助，以后也会尽力帮助他人并且倾听他人的意见，这是对自己有好处的。焊接电路板的整个过程挺好玩的，虽然花的时间长，但是并不觉得枯燥，特别是当灯亮的那一刻，真的特别高兴，这就是学习的兴趣吧。我觉得实连过程中应该注意的地方是焊锡的连接以及飞线的搭建，高温融化的焊锡以及飞线的搭建都容易使电路连接在一起；第二天修改焊接电路的时候我烧坏了两个芯片，所以我们在接电源的时候我们应该仔细检查电路是否短路。还有就是要注意的是焊锡融化的时候会有小小的飞溅，连接草图，衣服，手机屏幕我都没能幸免，下次一定注意了。
8.附件
电路板未完成图
第一天完成的电路板，灯不亮。
在实验室焊电路板中
邯郸学院课程设计报告 课程名称单片机 题目节日彩灯控制器的设计 学生 学生 学生 学生 指导教师 年级 专业 二级学院 邯郸学院 2015年 1 月 5 日
邯郸学院《单片机》课程设计任务书
摘要 节日彩灯是生活中常常的装饰物品，是我国普遍流行的传统的民间的综合工艺品。彩灯艺术也是灯的综合性的装饰艺术。在当今社会里，彩灯已经成为我们生活当中的一部分，能给我们带来视觉上的享受，还能美化我们的生活。彩灯控制器主要是通过产生有规律变化的脉冲信号来实现彩灯的各种变化，他集中的应用了单片机、LED、自动控制等技术，是典型的基于单片机的电子产品。本文以AT89C51单片机为控制核心，采用模块化的设计方案，运用LED彩灯、按键等组成电路，实现才在开启时满足不一样的闪亮方法及方式。按K1—开始，按此键则灯开始流动（由上而下）。K2—停止，按此键则停止流动，所有灯为暗。K3—上，按此键则灯由上向下流动。K4—下，按此键则灯由下向上流动。按K5—从亮到暗到亮循环。通过按键能方便使用者选择不一样的亮法。并用仿真软件进行仿真按不同的方式点亮LED。还有就是这节日彩灯的制作成本低、精确度高、装调容易，为节日增添气氛，具一定的市场价值，因此制作了此节日彩灯。 关键词：节日彩灯；单片机；LED；设计；仿真
目录 摘要 (3) 一、概述 (5) 二、任务要求 (5) 三、硬件电路设计与分析 (5) 1.AT89C51单片机 (5) 1.1 AT89C51结构 (5) 1．2 AT89S51引脚描述 (6) 2.键盘设计 (8) 3.定时器与复位模块 (8) 3.1时钟电路 (8) 3.2复位电路 (9) 四、软件设计与论证 (10) 五、功能仿真实现 (11) 七、心得体会 (14) 八、参考文献 (15) 附录 (15)
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。
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。
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
单片机课程设计报告
用单片机设计节日彩灯控制器 一、设计任务与要求 本实验中采用汇编语言和89C51单片机实现几日彩灯控制器，在Keil uVision软件环境中编辑和调试节日彩灯程序，并在Proteus软件环境下仿真节日彩灯的硬件电路。可编程节日彩灯系统采用8个LED灯来模拟彩灯的显示，设计要求8个LED灯能以多种不同的方式变换的亮灭，以达到节日彩灯的效果。 本实验中彩灯具体的变换方式采用以下四种方式： 方式一：启动彩灯运行，按下与89C51单片机P1.2相连接的按钮，则彩灯按照由上而下的顺序依次点亮。 方式二：停止彩灯运行，按下与89C51单片机P1.3相连接的按钮，则彩灯全部熄灭。 方式三：向下依次点亮彩灯，按下与89C51单片机P1.4相连接的按钮，则彩灯按照由上向下的顺序依次点亮。 方式四：向上依次点亮彩灯，按下与89C51单片机P1.5相连接的按钮，则彩灯按照由下向上的顺序依次点亮。 二、设计方案 以80C51单片机为控制核心，采用模块化的设计方案，运用LED彩灯、按键等组成电路，实现彩灯在开启时满足不一样的闪亮方法。按键可以在彩灯使用的时候选择不同的亮法，使彩灯流动的方向改变，键一可以使彩灯由上而下开始流动，键二可以使彩灯停止，三号键可以使彩灯由上而下流动，四键则可以使彩灯由下而上流动。通过按键能方便使用者选择节日彩灯的开启、流动方向和停止。系统框图如下： 三、单片机设计节日彩灯控制器的硬件电路设计
单片机设计过程中用到的管脚说明： 1、VCC（40）：供电电压。 2、GND（20）：接地。 3、P1端口（P1.0-P1.7）：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口， P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高电平，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。 4、P2端口（P2.0-P2.7）：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口 缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1” 时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。 5、P3端口（P3.0-P3.7）：P3口管脚是一个带有内部上拉电阻的8位的双向I/O 端口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入端时，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）。P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，其中P3.3可作为外部中断1输入。 6、XTAL1(19)：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 7、XTAL2(18)：来自反向振荡器的输出。 8、EA（31）：外部程序存储器访问允许控制端。 打开PROTEUS的ISIS编辑环境，从PROTEUS中选取该电路所需要的元器件，放置元器件、放置电源和地、连线得到下图所示的电路原理图，再点菜单栏工具下拉的电气规则检查，当规则检查出现：“NETLIST GENERATED OK NO ERC ERRORD FOUND”，表示通过检查。电路设计完成。
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
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
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
石家庄铁道大学四方学院 集中实践报告书 课题名称 节日彩灯控制器设计 姓 名 吴春慧 学 号 20137762 系、 部 电气工程系 专业班级 方1353-2 指导教师 牛晓燕 2016 年 7 月 6 日 ※※※※※※※※ ※ ※ ※ ※※ ※※ ※ ※ ※ ※ ※※※※ ※ 2013级 单片机接口设计课程设计
一、设计任务及要求： 设计任务： 设计一个节日彩灯控制器，通过按钮控制彩灯的各种变化。 设计要求： 1.设计4个按键S0、S1、S2、S3, S0—开始按此键则灯开始流动(由上而下)； S1—停止，按此键则停止流动，所有灯为暗； S2—上，按此键则灯由上向下流动； S3—下，按此键则灯由下向上流动。 2.由按键控制功能的流水灯，其中的LED采取共阳极接法，通过依次向连接LED 的I/O口送出低电平，可实现题目要求的功能。 3.要求做出实物。 二、指导教师评语： 三、成绩 指导教师签名： 年月日
目录 第1章设计目的 (2) 第2章设计要求 (2) 第3章硬件电路设计 (2) 3.1 系统结构框图 (2) 3.2 STC89C52单片机 (3) 3.3 总电路图 (4) 第4章软件设计 (5) 4.1 主程序设计 (5) 4.2 LED灯子程序设计 (7) 4.2 延时子程序设计 (7) 4.3 源程序 (8) 第5章结论 (10) 参考文献 (11)
第1章设计目的 1、掌握单片机实际系统的开发步骤。 2、熟悉节日彩灯控制器的工作原理。 3、加深对单片机汇编语言的认识和理解，并会编程。 第2章设计要求 1、设计4个按键S0、S1、S 2、S3, S0—开始按此键则灯开始流动(由上而下)； S1—停止，按此键则停止流动，所有灯为暗； S2—上，按此键则灯由上向下流动； S3—下，按此键则灯由下向上流动。 2、由按键控制功能的流水灯，其中的LED采取共阳极接法，通过依次向连接LED的I/O口送出低电平，可实现题目要求的功能。 3、要求做出实物。 第3章硬件电路设计 3.1 系统结构框图 节日彩灯控制系统主要由单片机、LED显示器、开关及电源组成。其结构框图如图3-1所示。 八个LED灯显示器 开关单片机最小系统5V电源 图3-1系统结构框图
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。
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
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
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)
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)
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。
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
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。
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: