论文提要
彩灯，又名花灯，是我国普遍流行的传统的民间的综合性的工艺品。彩灯艺术也就是灯的综合性的装饰艺术。彩灯的产生，是从人类运用火、发明灯、制造灯具等发展而来的。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、艺术性相统一的典范。现今生活中，许多户外商业广告、公益广告、节日彩灯等大多采用循环灯控制形式，它们通过巧妙构思与创作，可以做到广告、彩灯等作品色彩鲜艳，富有创意，变化形式丰富，起着宣传和美化环境的作用，营造文明亮丽氛围。本设计的彩灯能成为现实的一种，但技术上日后将会有更大的改善和提高。
本设计以555定时器，模十六计数器74LS161，74LS194双向移位寄存器，发光二极管等器件实现，具有电路简洁、工作可靠，控制形式多样，使用安全方便的特点。
八路彩灯控制器的设计
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74LS161分频实现，循环控制电路由74LS161和7420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S1实现右移、左移和送数，通过控制CLR＇控制清零。第一节拍为1右移，第二节拍为0左移，第三节拍全亮为置数1，全灭为清零。由于程序循环一次要20秒，故需要一个20进制的计数器控制循环。第三节拍时要求1秒内全灭全亮各一次，故脉冲信号频率比先前两节拍时脉冲频率要快一倍，而且要以相同频率控制CLR’。可以用一个16进制计数器产生脉冲信号，一路送到控制20进制的计数器，一路经逻辑电路送到移位寄存器。
2.设计框图
图1 3.总逻辑电路原理图移位计数器74LS194
20进制循环控制器
多谐振荡器
彩灯显示输出
16进制分频计数器
U1
74163N QA 14QB 13QC 12QD 11RCO
15
A 3
B 4
C 5D
6
ENP 7ENT 10~LOAD 9~CLR 1CLK
2
U2
74163N
QA 14QB 13QC 12QD 11RCO
15
A 3
B 4
C 5D
6
ENP 7ENT 10~LOAD 9~CLR 1CLK
2
U4
74194N
A 3
B 4
C 5
D 6SL 7QA 15QB 14QC 13QD
12
SR
2
~CLR 1S09S110CLK
11U5
74LS04N
1A 1Y 2A 2Y 3A 3Y GND 4Y
4A 5Y 5A 6Y 6A VCC U6
74LS09N 1A 1B 1Y 2A 2B 2Y GND 3Y
3A 3B 4Y 4A 4B VCC U7
74LS32N 1A 1B 1Y 2A 2B 2Y GND 3Y
3A 3B 4Y 4A 4B VCC VCC 5V
VCC 5V
GND
GND
2
X1
2.5 V
X2
2.5 V
X3
2.5 V
X4
2.5 V 1213
1416
17
5
GND GND
U10
74194N
A 3
B 4
C 5
D 6SL 7QA 15QB 14QC 13QD
12
SR
2
~CLR 1S09S110CLK
11X5
2.5 V X6
2.5 V X7
2.5 V X8
2.5 V GND 1110
23
24X9
2.5 V
X10
2.5 V
2021
U3
74163N
QA 14QB 13QC 12QD 11RCO
15
A 3
B 4
C 5D
6
ENP 7ENT 10~LOAD 9~CLR 1CLK
2
43
VCC 15
GND
25
229
U8A
74S10D
1967
8VCC
U9
LM555CM GND 1DIS 7OUT
3
RST 4VCC
8THR 6
CON
5
TRI 2C1
10uF
C2
10nF
R11kΩ
R217.4kΩ
VCC
5V GND
2627
GND VCC
181
图2
四、各单元电路设计
1时钟脉冲产生电路
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(R1+2R2)C ………………………(5-1)
控制74LS161模十六计数器电阻值和电容值可设为： R1=1K Ω ， R2=17.4K Ω ， C=0.01μF 由公式（1-1）计算得：T=0.2506S
图3
2.多谐振荡器
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,控制74LS161模十六计数器，74LS161A输出2倍T的脉冲信号，B输出4倍T的脉冲信号，大约为1S。
图4
3.20进制循环控制电路
图5
4.具体实现：
如果模N计数器的计数序列从最小0到最大数N-1，那么N是多余的，可用与非门检测
N,当N出现时，与非门输出为低，用它控制清零端CLR’，将计数器清零。此处工作状态从
00000~10011，检测10100（异步清零）。
5.彩灯花样输出电路：
⑴运用到74LS194功能表
输入输出功能/CR S1 S0 CP SL SR D0 D1 D2 D3 Q0 Q1 Q2 Q3
0 ×××××××××0 0 0 0 清零
1 1 1 ↑××d0 d1 d
2 d
3 d0 d1 d2 d3 送数1 0 1 ↑× 1 ×××× 1 Q0n Q1n Q2n 右移1 1 0 ↑0 ×××××Q1n Q2n Q3n 0 左移
表1
⑵通过20进制计数器的输出端的E、D信号控制移位寄存器的S0和S1及其ＣＬＲ＇端真值
表
CLK 时间 ／Ｓ
节拍
QE
QD S0 S1 SR SL 74LS194 动作 0 １ Ｈｚ脉冲 B 1 第一节拍 0 0 1 0 1
*
右移
1
1 2 0 0 1 0 2 3 0 0 1 0 3 4 0
0 1 0 4 5 0 0 1 0 5 6 0 0 1 0 6 7 0 0 1 0 7 8 0 0 1 0 8 1 HZ 脉冲 B
9 第二节拍 0 1 0 1 *
左移0
9 10 0 1 0 1 10 11 0 1 0 1 11 12 0 1 0 1 12 13 0 1 0 1 13 14 0 1 0 1 14 15 0 1 0 1 15
16
1
1
表2
由上表得： Ｓ０＝ＱD ＇ Ｓ１＝ＱE ＋ＱD
16
２ Ｈｚ 脉冲 A
17 第三节拍
1 0 1 1 * *
送１ 清零
17 1 0 1 1 18 18 1 0 1 1 19 1 0 1 1 20 19 １ ０ １ １ 21 １ ０ １ １ 22 20
１ ０ １ １ 23
１
０
１
１
CLR＇＝（ＱE*A+QE＇）
进一步分析可知７４ＬＳ１９４脉冲控制：
ＣＬＫ＝（ＱE*A+QE＇）*ＱE+B
五、实验、调试及测试结果分析
1结果的调试及分析
⑴调试使用的主要仪器: 数字万用表直流稳压电源示波器函数信号发生器
⑵测试电路的方法和技巧:
先检查各芯片的电源和地是否接上，检查线路是否连好；前面的检查无问题后，再根据彩灯的变化情况，确定可能的原因，分析是哪个功能模块出了问题，用数字万用表检查各模块的功能，发现并改正错误，直到符合要求为止。
2.调试中出现的故障、原因及排除方法：
⑴彩灯只有一种花样变化，没有其它的花样：
可能是移位计数器的S0，S1端控制出现问题，应该检查循环控制逻辑电路。还可能是20进制循环控制计数器没正常工作，检查是否正确接线，芯片是否功能完好。特别注意不能把非门的输入与输出接反了。
⑵彩灯无规律变化：
原因可能是20进制循环控制电路不能产生符合要求的控制码，检查模十六计数器的CP 脉冲是否稳定，看74LS161是否能计数，即Q A、Q B、Q C、Q D、 Q E是否周期性的高低电平变化，前面没问题，再检查与非门74LS２０和非门74LS04是否能实现它们逻辑功能。
⑶彩灯的四种花样都有，但一次循环结束到另一次循环开始中间有段时间彩灯不亮：
原因可能是控制循环的20进制计数器没有正确接线，实际控制循环的进制大于20进制，导致有放空时间。应该检查3输入与非门是否正常工作，确保能实现20进制计数。
六、总结
在这段时间中自己学会了很多东西，如设计电路最重要的是思路要清晰，一旦有了自己的思路就应该有层次有条理的探索下去，只要坚持自己的观点和判断，就一定能实现，即便最后发现走进了死胡同，但是探索设想与求证的过程却是通往另一条道路必不可少的环节。
在完成这次设计的过程中，我也有参考相关的设计课题，甚至还花了很长的时间去弄清楚别人的设计，以至于后来被束缚住，对自己的设计没有了头绪。学习吸收别人的长处是应该的，但是不能完全沉浸进去，要有自己的思路和观点，并且努力去实现。这就是快乐的最大源泉。
在完成本次课设的过程中开始的头几天一直在纠结于用74LS194实现移位寄存器，因为
它的原理是很简单的，可是在实际连电路的过程中，一下子遇到了很大的困难，因为外界的干扰因素实在太多了，稍不注意就碰到某个导线了，结果发光二极管就不亮，于是自己得检查到底哪里出现了问题，有得费很长时间去检查管脚是否连错，导线是否松动，或者导线是否坏掉等等情况。
经过这次试验，终于感觉到了理论与实际的差别有多大了，当然这个过程也是非常的考验人的，不仅仅是考察你的理论知识，动手能力，以及检查问题并解决问题的能力，更是在考验一个人的耐心，细心。在连接电路的过程中，丝毫不得马虎，必须清楚的了解每个芯片的管脚分布图，功能表。
说实话，在实验过程中出现问题并不可怕，可怕的是在反复的受挫中没有革新，不能改进自己的方法和思路。因此自己应该具有创新思维。
通过这次课程设计，我对电子技术中的诸多知识有了更深层次的理解，也初步学会了如何将理论知识有机地与实际结合加以运用。这次学习使我获益匪浅。
附录：
元器件清单：555定时器，模十六计数器74LS161，与门74LS09，与非门74LS20，非门74LS04，或门74LS32，74LS194双向移位寄存器，发光二极管等。
参考文献
[1]欧阳星明：数字逻辑，华中科技大学出版社，2005年3月第2版。
[2] 王玉龙：数字电路，高等教育出版社，2004年6月第一版。
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．通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，通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，两种节拍分别为和。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QuartusⅡ 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 fenpin2 is port( clk:in std_logic; clkk:out std_logic); end fenpin2; architecture behav of fenpin2 is begin process(clk) variable clkk1:std_logic:='0'; begin if clk'event and clk='1' then clkk1:= not clkk1; end if; clkk<=clkk1; end process; end behav; RTL电路图： 波形图：
数电课程设计题目选 一、设计并制作一数字式温度计 〖基本要求〗采用电桥法，利用PT~100热电阻对0~200℃测温范围进行测量并送LED 数码管显示，要求测量分辨率为0.1℃,数据测量间隔时间为5秒。 〖提高要求〗1)针对不同的铂热电阻讨论不同的温度信号测量办法 2)利用电路对测温电路进行非线性校正，提高测温精度(电路非线性校正和EPROM 查表法非线性校正两种方法) 3)讨论误差的形成因素和减少误差的措施 4)进行简单的温度开关控制 〖参考原理框图〗系统参考原理框图如下： 〖主要参考元器件〗 MCl4433(1)，LM324(1)，七段数码管(4)，CD4511(1),MC1413(1),铂热电阻使用普通 精密电位器代替。 二、十二小时电子钟 〖基本要求〗利用基本数字电路制作小时电子钟，要求显示时分秒；并能实现校时和校分的功能。 〖提高要求〗1)针对影响电子钟走时精度的因素提出改进方案 2)增加日期显示 3)实现倒计时功能 4)整点报时(非语音报时) 5)定时功能 〖参考原理框图〗： 〖主要参考元器件〗：CD4060，74LS74，74LS161，74LS248 电桥电路 供电电路 时钟电路 放大电路 A/D 转换 显示电路 时校 分校 秒校 24进制时计数器 单次或连续的脉冲 60进制分计数器 分频器 60进制秒计数器 译码电路 晶体振荡器 显示电路 译码电路 显示电路 显示电路 译码电路
三、电平感觉检测仪 〖基本要求〗：采用光电式摇晃传感器，其检测范围为±90℃，每摇晃一度传感器就输出一个脉冲信号给计数单元，在给定时间内测量到的脉冲数目就能表明该人的电平感觉，测试时采用头戴式传感器、闭上双目，单脚立地：保持静止，开始测试。定时时间为1分钟 〖提高要求〗 〖参考原理、框图〗： 〖主要参考元器件〗CD4060，555，74LS74 四、便携式快速心律计 基本要求〗利用数字电路制作一便携式快速心律计，用于在较短时间内测量脉搏跳动速率：并使用LED 显示。 〖提高要求〗1）提高测量精度的方法 2)设计能比较准确测量1S 内心跳的电路 〖参考原理框图〗 〖主要参考元器件〗CD4060，4528，4518；4511，14526 五、数字式定时开关 〖基本要求〗设计并制作一数字式定时开关，此开关采用BCD 拨盘预置开关时间，其最大定时时间为9秒，计数时采用倒计时的方式并通过一位LED 数码管显示。此开关预置时间以后通过另一按钮控 制并进行倒计时，当时间显示为0时，开关发出开关信号，输出端呈现高电平，开关处于开态，再按按钮时，倒计时又开始。计时时间到驱动扬声器报警。 〖提高要求〗 l)输出部分加远距离(100m)继电器进行控制 2）延长定时时间 3)探讨提高定时精度的方法 〖参考原理框图〗 外部操作开关 〖主要参考元器〗：CC4511,CC14522,CD4060 传感器 基准时间产生电路 倍频器 放大与整形 控制电路 计数译码 显 示电 路 秒脉冲发生器 计时器 译码显示 控制电路 报警电路
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
八路彩灯控制器的设 计
论文提要 彩灯，又名花灯，是我国普遍流行的传统的民间的综合性的工艺品。彩灯艺术也就是灯的综合性的装饰艺术。彩灯的产生，是从人类运用火、发明灯、制造灯具等发展而来的。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、艺术性相统一的典范。 现今生活中，许多户外商业广告、公益广告、节日彩灯等大多采用循环灯控制形式，它们通过巧妙构思与创作，可以做到广告、彩灯等作品色彩鲜艳，富有创意，变化形式丰富，起着宣传和美化环境的作用，营造文明亮丽氛围。本设计的彩灯能成为现实的一种，但技术上日后将会有更大的改善和提高。 本设计以555定时器，模十六计数器74LS161，74LS194双向移位寄存器，发光二极管等器件实现，具有电路简洁、工作可靠，控制形式多样，使用安全方便的特点。
八路彩灯显示电路的设计 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： （1）从左向右逐次亮，间隔为0.5秒。 （2）从右向左逐次灭，间隔为0.5秒。 （3）左四同时亮，然后右四同时亮；左四同时灭，然后右四同时灭，间隔1秒，重复四次（4）八个同时全亮，时间为1秒，然后同时全灭，时间为1秒，重复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，并在面包板上组装电路。 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
《八路彩灯控制电路》课程设计报告 《八路彩灯控制电路》课程设计报告 专业：电子信息工程 班级：2010级2班 姓名：X X 学号：XXXXXXXX 同组成员：XX、XX 指导教师：XXX 2011年12月28日
八路彩灯控制电路 目录 一、课程设计目的 .................................... - 2 - 二、课程设计描述和要求............................... - 2 - (一) 彩灯控制器设计要求........................... - 2 - (二) 课程设计的总体要求........................... - 2 - 三、课程设计内容 .................................... - 3 - （一）原理分析................................... - 3 - (二) 器件选择..................................... - 5 - （三）电路连线................................... - 6 - 1.时钟信号电路 ................................... - 6 - 2. 花型控制信号电路 .............................. - 6 - 3.花型演示电路 ................................... - 7 - 4.总体电路图..................................... - 9 - 5.电路测试....................................... - 9 - 四、分析与总结 ..................................... - 11 -
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······且电路有复位控制，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74LS160，一个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
《8路彩灯控制电路设 计》 祥设计报告 专业：_______________ 班级：_______________ 姓名: ________________ 学号：_______________ 指导教师：____________
2014年6月25日
1 ?课程设计的目的 2. 课程设计题目描述和要求 3. 电路设计 4. 设计过程中遇到的问题及解决办法 5. 结论与体会 附表参考书目
1 ?课程设计目的 1.熟悉仿真软件Multisim ,使用软件经行电路仿真； 2.第握数字电路课程学习的常见芯片的功能，熟悉其工作原理： 3.了解数字系统设计的基本思想和方法，学会科学的分析问题、解决问题; 4.增强学生动手能力，增加学生理论和实践结合的机会。 2. 课程设计题目描述和要求 设计题目 八路彩灯控制电路设计，即设计并制作8路彩灯控制电路，用以控制8个 LED按照不同的花色闪烁 设计要求 1. 接通电源，电路开始工作，LED灯闪烁： 2. 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 3. 电路设计 3. 1闪烁花型设计 花型I ：8路彩灯分成两半从右到左依次点亮，全亮后再从右到左依次熄灭。花型1【：8路彩灯由中间到两讪对称的依次点亮，余亮后仍由中间到两劝对称熄灭。 花型1【1： 8路彩灯分成两半从左到右依次点亮，全亮后再从左到右依次熄灭。 花型IV： 8路彩灯由两边到中间对称的依次点亮，全亮后仍由两边到中间对称熄灭。 花型状态编码表如表3. 1. 1所示。 每种花型连续循环两次，四种花型轮流交替，为了更好的显示结果本文用指示灯模拟彩灯。 表3. 1. 1 8路彩灯输出状态编码表
课程设计说明书 课程设计名称：数字电路课程设计 课程设计题目：四花样彩灯控制器 学院名称：信息工程学院 专业：通信工程班级：110422 学号：姓名：陈粤龙 评分：教师： 20 13 年9 月23 日 数字电路课程设计任务书20 12 －20 13 学年第 1 学期第19 周－20周 题目四花样彩灯控制 内容及要求 (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。 进度安排 1.?布置任务、查阅资料、选择方案、领仪器设备：2天 2.?仿真、画PCB线路图：2天 3.?领元器件、制作、焊接：3天 4.?调试：2天 5.?验收：1天 6.?提交报告：2013-2014学年第一学期?2-3周 学生姓名：陈粤龙
注：1、此表一组一表二份，课程设计小组组长一份；任课教师授课时自带一份备查。 2、课程设计结束后与“课程设计小结”、“学生成绩单”一并交院教务存档。 前 言 彩灯控制器有着非常广泛的运用，如：LED 彩灯，音乐彩灯控制器，二维彩灯控制器等等，现简单介绍如下： 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 指导时间:2周 指导地点： E610 任务下达 2013年 9月 22日 任务完成 2013 年 9 月 25日 考核方式 1.评阅 □ 2.答辩 □ 3.实际操作□ 4.其它 □ 指导教师 系（部）主任 摘 要 彩灯控制器在我门日常生活中有重要的运用，如广告牌的设计和节日彩灯的设计都能运用到它的原理。本次设计的四花样彩灯控制器是其中较简单的，但这是进行复杂设计的基础。 本次课程设计要设计一个四花样彩灯控制器。首先要分析设计要求，从要实现四花样入手推导出要使用的芯片。可通过八位右移寄存器74LS164实现八个彩灯的向右移动，从它的右移输入端输入四种码来实现它的四种花样。根据四种花样确定这四种码，可通过模十六计数器74LS161的输出端接与门74LS08和非门74LS04产生。要实现彩灯的自动转换，把四种码输入四选一数据选择器74LS153的四个输入端，它的地址输入端接双D 触发器74LS74的两个输出端，74LS74可产生四种循环的状态，从而实现彩灯的自动转换。时钟信号由两个555产生，一个产生周期为0.721秒的矩形脉冲控制模十六计数器74LS161和八位右移寄存器74LS164,另一个产生周期为14.01秒的脉冲控制双D 触发器。当彩灯完成一种花样时，双D 触发器输出状态改变，数据选择器选择另一种码输出，彩灯变为下一种花样，直到完成四种花样再循环变化。 经实验验证，所设计的四花样彩器能完成四花样变换，每一种花样循环两次，四种花样不断循环。 关键字：时钟脉冲 分频 自动转换 控制器 数据选择器
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
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 ( 2009 -- 2010 年度第二学期) 名称：数字电子技术课程设计 题目：彩灯控制系统 学号： 学生姓名： 成绩： 日期：2010 年5 月21 日
目录 一、电子技术课程设计的目的与要求 (3) 二、课程设计名称及设计要求 (3) 三、系统框图及简要说明 (3) 四、方案选择与论证 (4) 五、单元电路设计（原理、芯片、参数计算等） (4) 六、总体电路 (6) 七、实验过程 (6) 八、心得体会 (7) 附录I：总原理图 (7) 附录II：multisim仿真图 (8) 附录III：元器件清单 (9) 附录IV：参考文献 (9)
一、电子技术课程设计的目的与要求 设计目的： 课程设计作为数字电子技术课程的重要组成部分，目的是使学生进一步理解课程内容，基本掌握数字系统设计和调试的方法，增加集成电路应用知识，培养学生实际动手能力以及分析、解决问题的能力。 按照本专业培养方案要求，在学完专业基础课数字电子技术课程后，应进行课程设计，其目的是使学生更好地巩固和加深对基础知识的理解，学会设计小型数字系统的方法，独立完成系统设计及调试，增强学生理论联系实际的能力，提高学生电路分析和设计能力。通过实践教学引导学生在理论指导下有所创新，为专业课的学习和日后工程实践奠定基础。 设计要求： 1.教学基本要求 要求学生独立完成选题设计，掌握数字系统设计方法；完成系统的组装及调试工作；在课程设计中要注重培养工程质量意识，按要求写出课程设计报告。 2.能力培养要求 （1）通过查阅手册和有关文献资料培养学生独立分析和解决实际问题的能力。 （2）通过实际电路方案的分析比较、设计计算、元件选取、安装调试等环节，掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法。 （3）掌握常用仪器设备的使用方法，学会简单的实验调试，提高动手能力。 （4）综合应用课程中学到的理论知识去独立完成一个设计任务。 （5）培养严肃认真的工作作风和严谨的科学态度。 二、课程设计名称及设计要求 彩灯控制电路： 1．设计任务 本课题要求设计一个具有一定变幻功能的四路彩灯显示系统。 2．技术指标及要求： （1）四路彩灯从左向右逐次渐亮，间隔为1秒。 （2）四路彩灯从右向左逐次渐灭，间隔为1秒。 （3）四路彩灯同时点亮，时间为0.5秒，然后同时变暗，时间为0.5秒, 反复4次。 3. （选做）多种图形方案选择显示。 三、系统框图及简要说明 图一简化设计框图
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
论文提要 彩灯，又名花灯，是我国普遍流行的传统的民间的综合性的工艺品。彩灯艺术也就是灯的综合性的装饰艺术。彩灯的产生，是从人类运用火、发明灯、制造灯具等发展而来的。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、艺术性相统一的典范。 现今生活中，许多户外商业广告、公益广告、节日彩灯等大多采用循环灯控制形式，它们通过巧妙构思与创作，可以做到广告、彩灯等作品色彩鲜艳，富有创意，变化形式丰富，起着宣传和美化环境的作用，营造文明亮丽氛围。本设计的彩灯能成为现实的一种，但技术上日后将会有更大的改善和提高。 本设计以555定时器，模十六计数器74LS161，74LS194双向移位寄存器，发光二极管等器件实现，具有电路简洁、工作可靠，控制形式多样，使用安全方便的特点。 八路彩灯控制器的设计 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。
~ 1 ~ 目 录 1前言................................................................................................................... 2 2 总体方案设计 (3) 2.1方案比较.......................................................................................................... 3 2.2方案论述.......................................................................................................... 4 2.3方案选择.......................................................................................................... 4 3单元模块设计 . (5) 3.1时钟信号模块.................................................................................................. 5 3.2节拍快慢控制模块.......................................................................................... 6 3.3彩灯控花型控制模块...................................................................................... 7 4软件设计 .. (9) 4.1 Quartus Ⅱ简介............................................................................................. 9 4.2 Qartus Ⅱ设计开发流程............................................................................. 10 5系统调试 .......................................................................................................... 11 6系统功能及指标参数 ....................................................................................... 12 7设计总结与体会 ............................................................................................... 13 8参考文献 .......................................................................................................... 14 附录1总设计图及仿真图 ................................................................................... 15 附录2 Verilog HDL 源程序 . (16)
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： 学号： 专业班级： 指导教师： 2011年5月25日
课程设计任务书
循环彩灯 摘要：本次循环彩灯的设计制作由555定时器、74LS192、74LS138两种芯片构成的中规模集成电路来实现，其中555定时器组成的多谐振荡电路震荡周期为1秒，74LS192实现八进制加法计数（从0000到0111），74LS138实现对应八个LED彩灯译码功能。 关键词：循环彩灯555定时器74LS19274LS138
目录 1.设计背景 (4) 1.1了解数字电路系统的定义及组成 (4) 1.2掌握时钟电路的作用及基本构成 (4) 2.设计方案 (4) 2.1总体设计路 (4) 2.2电路框图 (4) 3.方案实施 (5) 3.1 555定时电路产生始终脉冲 (5) 3.2 74LS38与74LS92功能 (6) 3.3 电路仿真 (8) 3.4 PCB板制作 (9) 4.结果与结论 (10) 4.1电路调试 (10) 4.2 理论值与实际值 (11) 5.收获与致谢 (11) 6.参考文献 (13) 7.附件 (13)
附录1 (13) 附录 2 (13) 1. 设计背景 1.1了解数字电路系统的定义及组成 数字电路系统一般包括输入电路、控制电路、输出电路、时钟电路和电源等。输入电路主要作用是将被控信号转换成数字信号，其形式包括各种输入接口电路。比如数字频率计中，通过输入电路对微弱信号进行放大、整形，得到数字电路可以处理的数字信号。模拟信号则需要通过模数转换电路转换成数字信号再进行处理。在设计输入电路时，必须首先了解输入信号的性质，接口的条件，以设计合适的输入接口电路。 1.2掌握时钟电路的作用及基本构成 时钟电路是数字电路系统中的灵魂，它属于一种控制电路，整个系统都在它的控制下按一定的规律工作。时钟电路包括主时钟振荡电路及经分频后形成各种时钟脉冲的电路。比如多路可编程控制器中的 555 多谐振荡电路，数字频率计中的基准时间形成电路等都属于时钟电路。设计时钟电路，应根据系统的要求首先确定主时钟的频率，并注意与其他控制信号结合产生系统所需的各种时钟脉冲。 2 设计方案 2.1 总体设计思路 循环彩灯的设计制作由555定时器、74LS192、74LS138两种芯片构成的中规模集成电路来实现，其中555定时器组成的多谐振荡电路震荡周期为1秒，74LS192实现八进制加法计数（从0000到0111），74LS138实现对应八个LED彩灯译码功能。
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