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摘要 (Ⅰ)
1 理论知识准备 (1)
2 方案论证 (2)
2.1 备选方案 (2)
2.2 方案选择 (5)
3 电路设计 (7)
3.1 选择器件 (7)
3.1.1 555定时器 (7)
3.1.2 74LS194移位寄存器 (9)
3.2 功能模块 (10)
3.2.1 时钟脉冲产生电路 (10)
3.2.2 彩灯维持电路 (12)
3.2.3 显示电路 (14)
4 电路调试 (15)
4.1 总体电路仿真 (15)
4.2 电路布线 (16)
4.3 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。
2 方案论证
2.1 备选方案
方案一：
图2-1 方案一电路图
由HFC3040模块构成的六路循环彩灯控制电路可驱动六路彩灯循环闪亮，并有2种不同的循环速度，如图所示。由于电路中巧妙地利用了闪光集成模块HFC3040，不但使电路结构十分简单，而且成本低廉。ICl是闪光专用集成电路HFC3040，其工作电压范围为1.5～5V。因此，220V交流电经Rl降压限流、V1半波整流后，使LED发光。同时，LED两端约1.6V稳定直流电压经C1滤波后供集成电路IC1用电。由于TR触发端与地相连，所以通电后电路立即触发工作。6个输出端L1～ L6依次出现低电平，故使6个PNP三极管VT1～VT6依次循环导通，单向晶闸管VSl ～VS6也循环开通，彩灯H1～H6被循环点亮。S为速度选择开关，当S置于“1”时，彩灯速度为高速挡；当S置于“2”时，即电阻R2接到集成电路内部双稳态触发器的输出端Q，由于经过内部1／2分频，Q输出高低交替变化电平。只有Q端输出高电平时，才有可能被触发导通，所以彩灯循环速度降低了一半。该电
路由于采用了专用芯片，不需要任何调试，通电后即能正常工作。如果接通电源后彩灯不循环，应检查集成电路LED两端的电压，如果此电压低于l.5V，则集成电路不能工作。
方案二：
采用CD4017芯片，CD4017芯片为专用芯片，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。CD4017有3个输（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～CPl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～CPl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。由此可见，当CD4017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。
图2-2 CD4017工作原理
方案三：
利用了74LS194D双向移位寄存器的特点，将寄存器的工作方式控制端S1、S0连续、交替的转换为左移和右移工作方式，当左移输入端SL和右移输入端SR都固定输入高点平“1”时，输出端QAQBQCQD在连续脉冲的作用下依次左移或右移。当QAQBQCQD都为“1”时，输出端连接的与非门输出为低点平“0”，这个低点平既是寄存器的清零信号，同时又是JK触发器的计数翻转脉冲。JK触发器作为双向移位寄存器的工作方式控制器，它的输出端连接寄存器的工作方式控制端S1、S0。为了保证末端的彩灯亮发光，与非门输出的输出端接一ＲＣ延时电路。这样就构成了一个简单的四路彩灯显示电路。
图2-3 方案三实验电路图
方案四：
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。
图2-4 方案四实验电路框图
2.2 方案选择
本次课程设计要求不高，实验电路相对比较简单，可以列出很多不同的实验方案，因此在此就不再一一列举了，就这四个方案进行横向比较既即可。
方案一是最为简单的电路，由HFC3040模块构成的六路循环彩灯控制电路可驱动六路彩灯循环闪亮，并有2种不同的循环速度。该电路由于采用了专用芯片，不需要任何调试，通电后即能正常工作。但是只有六路彩灯，与要求的八路有一定差距，若进行扩展的话又有所浪费，不符合使用最简单电路，最经济元件达到同样效果的原则。
方案二比之方案一差别不大，都是比较简单的电路，同样也采用了专用芯片，只有六路彩灯，这与要求不太相符，所以也不采用。
方案三是只有四路彩灯的，必须经过扩展才能达到八路的要求，计数器使用合理。
方案四符合实验要求，以最简单的原件和电路构成了任务所需的彩灯循环电路，只要自己设计出时钟脉冲信号即可，相当于方案三的改良版，但是去掉了计数器，模块性突出方便进行多路扩展，故采用这一方案。
3 电路设计
3.1 选择器件
3.1.1 555定时器
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。555 定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单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 时基电路有双极型和 CMOS 型两种。LM555/LM555C 系列属于双极型。优点是输出功率大，驱动电流达 200mA。而另一种 CMOS 型的优点是功耗低、电源电压低、输入阻抗高，但输出功率要小得多，输出驱动电流只有几毫安。
双极型定时器CB555是由比较器C1和C2、基本RS触发器和集电极开路的放电三极管TD三部分组成。
图3-1 555定时器引脚图
555引脚图介绍如下
1地( GND )
2触发 (TR),是下比较器的输入
3输出 (OUT),有0和1两种状态,它的状态由输入所加的电平决定
4复位 (R),叫上低电平(<0.3V)时可使输出端为低电平
5控制电压 (CV),可以用来改变上下触发电平值
6门限(阈值） (TH),是上比较器的输入
7放电 (DIS),是内部放电管的输出,它有悬空和接地两种状态,也是由输端的状态决定
8电源电(VCC)
Vc c (8)
图3-2 555内部原理图
上图中TR为低触发端，TH为高触发端，Rd为清零端，CO为控制电压端，D是放电端，OUT是输出端， Vcc是电源端。
图3-3 555逻辑功能表
3.1.2 74LS194移位寄存器
移位寄存器74LS194由4个触发器和它们的输入控制电路组成。SR为数据右移串行输入端，SL为数据左移串行输入端，A到D为数据并行输入端，QA到QD为数据并行输出端，CLR为移步清零输入端，S0﹑S1为工作状态控制端。
3-4 74LS194逻辑符号
图3-5 74LS194逻辑功能表
图3-6 74LS194内部原理图
3.2 功能模块
3.2.1 时钟脉冲产生电路
本电路秒脉冲电路由一个集成的555定时器够成，当电源接通后，VCC通过对R1﹑R2向电容器充电。电容上得到电压按指数规律上升，当电压上升到2/3VCC时，输出电压V0为零，电容器放电。当电压下降到1/3VCC时，输出电平为高电平，电容器放电结束。这样周而复始形成了振荡。
脉冲发生器由NE555与R1，R2，RP，C1，C2组成的多谐振荡器组成,它是为灯光流动控制器提供流动控制脉冲的，多谐振荡器的振荡频率可根据所需要的灯光流动速度，通过RP进行调节，由于RP阻值较大，所以有较大的调速范围。
用555定时器构成多谐振荡器,电路输出便得到一个周期性的矩形脉冲,其周期
为: T=0.7(R
1+2R
2
)C
要用555产生时钟脉冲,控制移位寄存器,要能看到彩灯的流动,其周期设为1秒
左右, 电阻值和电容值可设为：R
1=30KΩ， R
2
=90KΩ， C=0.01μF
由公式计算得：T约等于1S
电路图如图所示:
图3-7 脉冲电路图
采用Multism2001进行仿真，仿真结果如下图所示：
图3-8 脉冲电路仿真结果
图3-9 脉冲波形图
3.2.2 彩灯维持电路
图3-10 彩灯维持电路图
当第八个等变亮时，使555定时器产生高电平。当八个等全变亮后，使得彩灯维持一端时间，555定时器保持高电平的时间就是彩灯变亮后维持的时间。555定时器不在提供高电平是彩灯熄灭，通过调整R6﹑R4改变555定时器保持高电平的时间。
仿真结果如下图所示：
图3-11 彩灯维持电路仿真图
图3-12 彩灯维持电路波形图
3.2.3 显示电路
图3-13 显示电路图
体现8个不同颜色彩灯由暗变亮，不断重复，闪烁发光。全亮后维持一段时间。仿真结果如下图所示：
图3-14 显示电路仿真效果图
4 电路调试
4.1 总体电路仿真
图4-1 总体电路图
接通电源,由555组成的多谐振荡器产生脉冲信号，通过LS194寄存器移位，使输入的二进制代码译成对应的输出高﹑电平信号，８只灯泡依次由暗变亮，当第八个灯变亮时由555组成的维持电路给电路提供一个持续高电平使八个灯维持一端时间。间低电平出现时，彩灯全灭。上述步骤重复循环，从而实现任务要求。
Multism2001的仿真结果如下图所示：
图4-2 电路仿真效果图
4.2 电路布线
由于电路比较简单，所以布线不是十分麻烦，但是为了使得布线更为合理，方便检查错误和调试，故本次设计采用PROTEL来完成电路得布线工作。
图4-3 显示电路原理图
图4-4 生成PCB布线4.3 电路调试结果
图4-5 电路运行效果图
心得体会
在画家眼里，设计是一幅清明上河图或是一幅向日葵；在建筑师眼中，设计是昔日鎏金般的圆明园或是今日一塑自由女神像；在电子工程师心中，设计是贝尔实验室的电话机或是华为的程控交换机。凡此种种，但凡涉及设计都是一件美好的事情，因为她能给人以美的幻想，因为她能给人以金般财富，因为她能给人以成就之感，更为现实的是她能给人以成长以及成长所需的营养。我就是以此心态对待此次《数电》课程设计的，于是偶然又必然地收获了诸多，概而言之，大约以下几点：温故而知新。课程设计发端之始，思绪全无，举步维艰，对于理论知识学习不够扎实的我深感“书到用时方恨少”，于是想起圣人之言“温故而知新”，便重拾教材与实验手册，对知识系统而全面进行了梳理，遇到难处先是上网找资料再向同学请教，终于熟练掌握了基本理论知识，学会了如何思考的思维方式，找到了设计的灵感。
思路即出路。当初没有思路，诚如举步维艰，茫茫大地，不见道路。在对理论知识梳理掌握之后，茅塞顿开，柳暗花明，思路如泉涌，高歌“条条大路通罗马”。顿悟，没有思路便无出路，原来思路即出路。
实践出真知。文革之后，关于真理的大讨论最终结果是“实践是检验真理的唯一标准”，自从耳闻以来，便一直以为马克思主义中国化生成的教条。时至今日，课程设计基本告成，才切身领悟“实践是检验真理的唯一标准”，才明晓实践出真知。
创新求发展。“创新”目前在我国已经提升到国家发展战略地位，足见“创新”的举足轻重。而在DVD产品上市之初及以后相当长时间内，原本前景看好的国内市场却使国内DVD生产商无利可图，只因核心技术受制于人，每台售出总要交付高额专利技术使用费。因此，我们在课程设计中不忘在小处创新，未必是创新技术，但凡创新思维亦可，未必成功，只要实现创新思维培育和锻炼即可。
过而能改，善莫大焉。至善至美，是人类永恒的追求。但是，不从忘却“金无足赤，人无完人”，我们换种思维方式，去恶亦是至善，改错亦为至美。在课程设计过程中，我们不断发现错误，不断改正，不断领悟，不断获取。最终的调试环节，本身就是在践行“过而能改，善莫大焉”的知行观。
最后，我想我必须对我的指导老师说一声——谢谢！
参考文献
[1] 《电子实验与电子实践》中国标准出版社南寿松刘荣林主编 2004.11
[2] 《电子系统与实践》电子工业出版社杨刚周群主编 2004.1
[3] 《数字电子技术基础简明教程》第二版高等教育出版社清华大学阎石主编1998.10
[4] 《电子技术实验与课程设计指导数字电路分册》东南大学出版社郭永贞主编2004.10
[5]王远，《数字电子技术》，北京：机械工业出版社，1994
[6]韩亚萍，《Protel DXP基础教程》，清华大学出版社，2005.05
课程设计报告 题目：基于Multisim的LED 循环彩灯设计与仿真课程名称：电子技术课程设计 学生姓名：程娅 学生学号：1414020205 年级：2014级 专业：电子信息工程 班级：2班 指导教师：王丽 电子工程学院制 2016年5月
基于Multisim的LED循环彩灯设计与仿真 学生：程娅 指导教师：王丽 电子工程学院电子信息工程专业 1 课程设计的任务与要求 1.1 课程设计的任务 (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。 1.2 课程设计的要求 (1)有十只LED，L0 (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。 2 LED循环彩灯系统方案制定 2.1 LED循环彩灯电路设计的原理 多谐振荡器是产生矩形脉冲的典型电路，常用来做脉冲信号源。多谢振荡器没有输入端，接通电源便自激振荡。多谢振荡器起振之后，电路没有稳态，只有两个暂稳态，他们交替变化，输出连续的矩形脉冲信号。 用555定时器构成的多谢振荡器，先用555定时器构成施密特触发器，然后将施密特触发器的输出端经RC积分电路接到施密特触发器的输入端。可以通过调节RC的大小来产生所需周期大小的脉冲信号。 2.2 LED循环彩灯电路的设计方案
根据设计要求，可画出此电路的整体框架图，如图1所示。 图1 系统实现流程 3 单元电路设计与分析 3.1 各功能模块的电路设计 （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2所示。 图2 振荡电路
《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：听风 学号：2010020200XX 专业班级：10级电子信息工程(1)班 指导教师： 2012 年5 月25日
课程设计任务书设计题目循环彩灯 学生姓名XX 所在院系电子信 息与电 气工程 学院 专业、年级、班 10级电子信息 工程(1)班 设计要求： 1、设计制作一个循环彩灯电路。 2、彩灯数量为8个，8个彩灯依次闪烁，彩灯亮灯时间为1秒。 3、器件：74LS192、74LS138、74LS00、555定时器各一片，48kΩ ,300 Ω，51kΩ,10uf,0.01uf各一个。 学生应完成的工作： 根据原理进行设计，方案论证，完成循环彩灯的原理图设计及PCB板的制作，手动布线完成PCB板图。然后将修改无误的PCB板图复制，转印，做板。再按照自己设计的电路原理图把电子元器件焊接到电路板上。经调试能正常工作，老师考查合格后，写好设计报告。 参考文献阅读： [1]童诗白.模拟电子技术基础[M].北京：高等教育出版社，2005. [2] 郑君里、杨为理信号与系统[M]北京：高等教育出版社，2011 [3] 谷树忠、刘文洲、姜航Altium Designer 教程北京：电子工业出版社，2006 [4]邱关源,罗先觉.电路（第五版）[M].北京：高等教育出版社，2006. [5]阎石.数字电子技术（第五版）[M].北京：高等教育出版社，2005. 工作计划： 2012年5月14日上午：课程设计说明、软件培训。下午：Multism电路仿真。 2012年5月15日：电路设计与仿真。 2012年5月16日上午：电路设计与仿真。下午：指导教师单独指导。 2012年5月17日：用Altium Designer 10设计原理图。 2012年5月18日：用Altium Designer 10设计PCB。 2012年5月21日上午：循环彩灯制版。下午：循环彩灯安装。 2012年5月22日：指导课程设计报告书写。 2012年5月23日：指导课程设计报告书写。 2012年5月24日：电路调试。 2012年5月25日：设计验收设计报告收交。 任务下达日期：2012 年 5 月14 日 任务完成日期：2012 年 5 月25 日 指导教师（签名）：学生（签名）：
湖南工业大学课程设计 资电气与信息工程 料袋 学院（系、部) 2012-2013 学年第一学 期 课程名称电子设计与制作指导教师xx职称讲师 学生姓名x专业班级电信093学号094012003xx 题目循环彩灯的设计与制作 成绩起止日期2012 年11月19日～2012年11月30 日
湖南工业大学 课程设计任务书 2012-2013学年第一学期 电气与信息工程学院（系、部）电子信息工程专业093班级 课程名称：设计题目： 电子设计与制作循环彩灯的设计与制作 完成期限：2012 年11月19日～2012年11月30日共2
指导教师（签字）：年月日 系（教研室）主任（签字）：年月
日 电子技术课程设计 设 计说明 书 循环彩灯的设 计与制作 起止日期： 2012 年 11 月 19 日～2012 年 11 月 30 日 学 生姓 名 班 级 学 号 成 绩 指 导教 师 ( 签 字 ) xx 电 信 093 xx
电气与信息工程学院（部） 2012年11 月2 日 1、设计任务及要求 要求设计一个循环彩灯，采用8个LED，实现顺序/逆序流水，LED交替频率可调。自行设计电源部分，为电路板提供直流电源。自行设计信号发生部分，为电路板提供工作频率。根据技术指标进行循环彩灯总体方案设计，说明设计思路，选择相应的元器件型号，列出元器件清单，介绍主要芯片的功能，介绍各具体单元电路设计，画出完整的电路原理图、PCB图。 2、设计思路 循环彩灯主要由桥式变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路、555定时器、74ls193计数器、3-8译码器等部分组成。首先是将220V交流电通过变压器转换成较小的交流电，通过桥式整流将电压加到直流负载上从而输出直流电压，通过滤波稳压从而实现其稳定的5V直流电压，使555定时器通过调节滑动变阻器实现秒脉冲震荡器，加到计数器的加法或者减法脉冲端口实现8进制计数，通过译码器从而实现循环彩灯功能。 3、各单元电路说明 1>开关模块 通过可调式电阻来控制电压输入，接通时发光二极管D9点亮。 2>电源电路模块
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
××学院 《模拟电子技术》课程设计 题目 LED循环彩灯 学生姓名××× 专业班级电科（3）班 学号 201231000 院（系）电气工程学院 指导教师××
完成时间 2013年12月17日
目录 1、课程设计的目的 (1) 2、课程设计的任务与要求 (2) 2.1实验器材 (2) 2.2电子器件的识别 (2) 2.3焊接技术 (2) 2.4元器件安装及要求： (3) 3、设计方案与论证 (3) 3.1功能分析与具体要求 (3) 3.2设计思路 (4) 4、设计原理及功能说明 (4) 5、单元电路的设计（计算与说明） (6) 6、硬件的制作与调试 (7) 7、总结 (10) 参考文献： (12)
附录1：总体电路原理图.......................错误！未定义书签。附录2：元器件清单.. (14)
1、课程设计的目的 当今世界，彩灯已经成为我们生活的一部分，能给我们带来视觉上的享受还能美化我们的环境。街角巷里，高楼大厦无处不是因它炫彩夺目以及控制简单等特点而得到了广泛的应用，用LED彩灯来装饰街道和城市建筑已经成为一种潮流。发光二极管简称为LED。它是一种能发光的半导体电子元件。这种电子元件早在1962年出现，早期只能发出低光度的红光，之后发展出其他单色光的版本，时至今日能发出的光已遍及可见光、红外线及紫外线，光度也提高到相当的光度。具有效率高、寿命长、不易破损、开关速度高、高可靠性等传统光源不及的优点。白光LED的发光效率，在近几年来已经有明显的提升。因此人们现在更侧重于用LED来照明以及装饰屋内及屋外环境，LED广泛应用与生活的各个方面，不断走进人们的生活也不断地改变着人们的生活。 本实验主要是结合我们以往所学课程的基础理论、基本技能和专业知识的能力，不仅要考虑总体电路的设计还要考虑系统各部分电路的选择、设计及它们之间的相互连接。主要目的是在实践中逐步培养我们建立正确的设计思想，掌握工程设计的一般程序、规范和方法。 (1)了解各种元器件的性能、作用和工作原理； (2)掌握一定的焊接技术以及简单元器件装配； (3)学习印刷电路板；
《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 (1) 第一部分：设计方案设计 (2) 1.1方案选 择： (2) 1.2功能设计及分析 (2) 1.2.1 时钟信号功能设计............................................... 错误！未定义书签。 1.2.2 花型控制功能设计 (2) 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) 参考文献 (11) 附录 (12)
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)
专科课程设计（论文）设计题目：基于PLC设计的彩灯循环 系部：电气工程系 专业：电气工程及其自动化 班级：电气自动化111302
摘要 可编程控制器是60年代末在美国首先出现的，当时叫可编程逻辑控制器PLC（ProgrammableLogicController），目的是用来取代继电器。以执行逻辑判断、计时、计数等顺序控制功能。提出PLC概念的是美国通用汽车公司。PLC的基本设计思想是把计算机功能完善、灵活、通用等优点和继电器控制系统的简单易懂、操作方便、价格便宜等优点结合起来，控制器的硬件是标准的、通用的。根据实际应用对象，将控制内容编成软件写入控制器的用户程序存储器内,使控制器和被控对象连接方便。 70年代中期以后，PLC已广泛地使用微处理器作为中央处理器，输入输出模块和外围电路也都采用了中、大规模甚至超大规模的集成电路，这时的PLC 已不再是仅有逻辑(Logic)判断功能，还同时具有数据处理、PID调节和数据通信功能。国际电工委员会(IEC)颁布的可编程控制器标准草案中对可编程控制器作了如下的定义：可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算，顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外围设备，易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充其功能的设计。 可编程控制器对用户来说，是一种无触点设备，改变程序即可改变生产工艺。目前，可编程控制器已成为工厂自动化的强有力工具，得到了广泛的普及推广应用。 可编程控制器是面向用户的专用工业控制计算机，具有许多明显的特点。 ①可靠性高，抗干扰能力强； ②编程直观、简单； ③适应性好； ④功能完善，接口功能强。 \
《单片机原理及应用》课程设计报告 题目：彩灯循环系统 专业：电子信息工程 班级： 学号： 姓名： 指导教师：
一．实验目的： 《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．实验内容： 通过8051单片机实现彩灯循环 三．实验过程： 1.引言 随着人们对房屋的装饰需要彩灯，在许多城市可以看到彩色霓虹灯。LED彩灯由于其丰富的灯光色彩，便宜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、电路复杂、功率损耗大等缺点。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，。。 本方案提出了一种基于8051单片机的彩灯控制方案，实现对LED彩灯的控制。本方案以8051单片机作为主控核心，在主控模块上设有3个按键和8个码LED显示灯，根据需要可以编写若干种亮灯模式，利用其内部定时器T0实现一个基本单位时间为1 ms的定时中断，根据各种亮灯时间的不同需要，在不同时刻输出灯亮或灯灭的控制信号，然后驱动各种颜色的灯亮或灭。与普通LED 彩灯相比，具有体积小、价格低、低能耗等优点。 2.8051单片机引脚功能介绍 首先我们来连接一下单片机的引脚图，如果，具体功能在下面都有介绍。单片机的40个引脚大致可分为4类：电源、时钟、控制和I/O引脚。 ⒈电源: ⑴ VCC - 芯片电源，接+5V； ⑵ VSS - 接地端； ⒉时钟:XTAL1、XTAL2 - 晶体振荡电路反相输入端和输出端。
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：
《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。
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)
循环彩灯控制电路的设计 一、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，学会使用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。 二、任务的描述 用中规模集成电路实现节日彩灯控制电路，主要用计数器、译码器、数据分配器和移位寄存器等芯片集成，本次设计特点是用双色发光二极管，能发出红色和绿色两种色光。有以下四种演示花型： 花型1: 16路彩灯同时亮灭,亮、灭节拍交替进行。能花型2：16路彩灯每次8路灯亮，8路灯灭，且亮、灭相间，交替亮灭。 花型2：16路彩灯每次8路灯亮，8路灯灭，且亮、灭相间，交替亮灭。 花型2：16路彩灯每次8路灯亮，8路灯灭，且亮、灭相间，交替亮灭。 花型3：16路彩灯先从左至右逐路点亮，到全亮后再从右至左逐路熄灭，循环演示。 花型4：16路彩灯分成左、右8路，左8路从左至右逐路点亮、右8路从右至左逐路点亮，到全亮后，左8路从右至左逐路熄灭，右8路从左至右逐路熄灭，循环演示。 要求彩灯亮、灭一次的时间为2秒，每256秒自动转换一种花型。花型转换的顺序为：花型1、花型2、花型3、花型4，演出过程循环演示。 三、设计任务分析 根据任务要求，可将这次任务分成两部分，一部分是输出部分即数据子系统，可用移位寄存器实现外加一个定时器；另一部分是控制电路部分要用数据选择器。 四、具体设计过程的描述 根据彩灯的亮灭规律，为了便于控制，决定采用移位型系统方案，即用移位寄存器模块的输出驱动彩灯，彩灯亮、灭和花型的转换通过改变移位寄存器的工作方式来实现。16路彩灯需要移位寄存器模块的规模为16位，但为了便于实现花型4的演示花型，将其分为左、右两个8位移位寄存器模块LSR8和RSR8。 由于彩灯亮、灭一次的时间为2秒，所以选择系统时钟CLK的频率为0．5Hz，使亮灭节拍与系统时钟周期相同。此时，256秒花型转换周期可以用一个模128的计数器对CLK脉冲计数来方便地实现定时，定时器模块取名为T256S。 将整个系统分为数据子系统和控制子系统，根据它们各自的不同功能划分，上述两个8位移位寄存器模块LSR8、RSR8和256秒定时器模块T256S 显然属于数据子系统，实现数据子系统操作控制功能的部分即为控制子系统，控制器模块取名为CONTR。
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。
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
课程设计任务书设计题目循环彩灯 学生姓名李倩所在学院电子信息与电气工 程学院 专业、年级、班 电子信息工程 2011级1班 设计要求： 1、设计制作一个循环彩灯电路； 2、设置彩灯数量为8个，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。 学生应完成的工作： 设计循环彩灯的工作原理，并利用Multisim软件进行电路仿真。利用DXP软件绘制电路原理图，并设计制作电路的PCB板。根据设计原理对电路进行安装调试，完成课程设计工作，并提交课程设计报告。 参考文献： [1]童诗白.模拟电子技术基础[M].北京：高等教育出版社，2005. [2]臧春华.电子线路设计与应用[M].北京:高等教育出版社,2005. [3]邱关源，罗先觉.电路（第五版）[M].北京：高等教育出版社，2006. [4]阎石.数字电子技术（第五版）[M].北京：高等教育出版社，2005. [5]张阳天，韩异凡.Protel DXP电路设计[M].北京：高等教育出版社，2005. 工作计划： 5月27号—30完成原理图设计；5月31号进行PCB设计；6月3号到4号制作PCB板；6月5到7号电路板安装与调试，提交课程设计报告。 任务下达时期：2013 年5月27日 任务完成时期：2013年6月7 日 指导教师（签名）：学生（签名）：
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 摘要 (Ⅰ) 1 理论知识准备 (1) 2 方案论证 (2) 2.1 备选方案 (2) 2.2 方案选择 (5) 3 电路设计 (7) 3.1 选择器件 (7) 3.1.1 555定时器 (7) 3.1.2 74LS194移位寄存器 (8) 3.2 功能模块 (10) 3.2.1 时钟脉冲产生电路 (10) 3.2.2 彩灯维持电路 (12) 3.2.3 显示电路 (14) 4 电路调试 (15) 4.1 总体电路仿真 (15) 4.2 电路布线 (16) 4.3 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。
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（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
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)