数电实习,多路彩灯

1 综述本次数字电路课程设计内容是多功能彩灯控制器设计。

随着电子技术的快速发展尤其是数字技术的突飞猛进，多功能彩灯凭着简易，高效，稳定等特点得到普遍的应用。

在各种娱乐场所、店铺门面装饰、家居装潢、城市墙壁更是随处可见，与此同时，还有一些城市采用不同的彩灯打造属于自己的城市文明，塑造自己的城市魅力。

目前，多功能彩灯的种类有很多种，所以多功能彩灯控制器的设计具有相当的代表性。

多功能彩灯控制器设计就是设计一个循环可预置序列发生器，并用于控制彩灯的循环显示，不同的预置产生不同的视觉效果。

2 总体方案的设计与分析1．总体方案的设计经过分析问题及初步的整体思考，拟定以下二种方案：方案一：总体电路共分三大块。

第一块实现花型的演示；第二块实现花型的控制及节拍控制；第三块实现时钟信号的产生。

主体框图如下：图2-1方案二：在方案一的基础上将整体电路分为四块。

第一块实现花型的演示；第二块实现花型的控制；第三块实现节拍控制；第四块实现时钟信号的产生。

并在部分电路的设计上与方案一采用了完全不同的方法，如花型的控制。

主体框图如下：图2-22．总体方案的选择方案一与方案二最大的不同就在，前者将花型控制与节拍控制两种功能融合在一起，是考虑到只要计数器就可以实现其全部功能的原因，且原理相对简单。

如此设计，其优点在于：设计思想比较简单。

元件种类使用少，且都较熟悉易于组装电路。

缺点则是：中间单元电路连线过于繁多，容易出错。

且可能出现线与线关系。

要避免这些，则势必造成门电路使用过多。

导致电路不稳定，抗干扰能力下降。

而方案二则将节拍控制电路与时钟信号电路两种功能融合在一块，利用两个不同频率的时钟信号交替提供脉冲输出，即可产生两种不同的节拍。

其优点在于只要用两个555构成的多谐振荡器和一个D触发器就能够产生两种时钟信号交替输出。

就这一块而言电路连线相对简单，又浅显易懂，所以我选择了方案二。

3.1.2 花型演示电路由二片移位寄存器194级联实现。

数字逻辑课程设计报告——多路彩灯控制器学院名称：计算机学院学生姓名：罗婧专业名称：计算机科学与技术班级：计科1004实习时间：2012年6月4日——2012年6月15日多路彩灯控制器的设计一．课程设计题目（一）题目：多路彩灯控制器（二）实习目的：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。

二．任务和要求实现彩灯控制的方法很多，如EPROM编程、RAM编程、单板机、单片机等，都可以组成大型彩灯控制系统。

因为本次实习要求设计的彩灯路数较少，且花型变换较为简单，故采用移位寄存器型彩灯控制电路。

（1）彩灯控制器设计要求设计一个8路移存型彩灯控制器，基本要求：1. 8路彩灯能演示至少三种花型（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。

（2）课程设计的总体要求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。

三．总体方案的选择（1）总体方案的设计针对题目设计要求，经过分析与思考，拟定以下方案：方案：总体电路共分三大块。

第一块实现时钟信号的产生；第二块实现花型控制电路；第三块实现花型演示电路。

主体框图如下：根据所提供的实验器材各模块总体思路如下：时钟信号CP电路：参见高等教育出版社王淑银主编的《数字电路与逻辑设计》课本P404图10-3-6（a）;花型控制电路：由两片161 4位二进制同步计数器和一些与非门共同完成；花型演示电路：由两片194 双向移位寄存器完成（可左移右移完成花型变化（2）总体方案的选择将整个设计电路的功能模块化，设计思想比较简单。

数字电路课程设计报告书——多路彩灯控制器系部名称：学生姓名：专业名称：班级：实习时间：2009年 12月7 日至2009年12月18日分频式三花型八路彩灯控制器一. 实验目的1.复习数字电路知识，学会将数电理论用于实际电路中去；2.认识常用逻辑器件，并学会使用这些芯片设计简单数字电路；3.学会使用面包板测试设计好的逻辑电路，并使用万用表进行调试排错；4.培养合作精神与独立完成电路的能力，初步学会自主设计、连接、调试数字电路的方法。

二. 实验要求多路彩灯控制器在实验板上构建一个多路彩灯控制器，要求1.至少控制8路彩灯信号，产生3种以上的花型变换；2.彩灯用发光二极管代替；3.花型由设计者自行确定；三. 设计题目与思路1.2.为了实现符合上述花型的数字逻辑电路，需要考虑以下五个问题：1.如何产生时钟信号？2.如何分别实现每种花型？3.如何在花型之间进行自动转换？4.如何在花型结束后继续重头开始循环？5.如何控制分频？以上五个问题可以通过以下方法实现：1.时钟信号的产生：555定时电路接线简单，其产生的时钟对于低速数字系统已经足够使用，故采用EN555芯片设计时钟电路以产生1Hz的时钟信号。

2.花型的实现：以上设计的三种花型使用移位寄存器(74LS194>实现较为方便，故选用移位寄存器来实现以上花型控制。

花型一、二需要将两个移位寄存器串联使用，具体方法是将右边四个灯所在的移存型寄存器最左端输入给左边四个灯所在的移位输入端。

其中花型一仅需要将移位控制置为左移，将最左端的输出通过一个非门在输入给移位输入端即可实现该功能，而花型二则需要通过一个D触发器(74LS74>来实现，当第7个彩灯<如不做说明，这里及以后的第X个彩灯均指从左向右数第X个彩灯）点亮时，给D触发器一个信号，使其跳变为0，这里采用D触发器的异步清零端较为合适，将彩灯信号取非后置入D触发器的异步清零端，即可使D触发器输出为0，并将其输给移位寄存器输入端。

目录前言 (5)第一章设计内容及要求 (6)1.1课题 (6)1.2设计要求 (6)1.3设计的主要元器 (6)1.4设计思路 (6)第二章系统设计方案选择 (7)第三章系统组成及工作原理 (10)3.1 系统组成 (10)3.2 工作原理 (10)第四章单元电路设计、参数计算、器件选择 (12)4.1 时钟电路 (12)4.2 四种码电路 (12)4.3 开关电路 (14)4.4 数据输出电路 (15)4.5 总电路结构 (16)4.6各种芯片管脚图 (17)第五章实验、调试及测试结果与分析 (19)第六章收获与体会 (20)参考文献 (21)附录一 (22)第一节课程设计的课题和要求1.1 课题：四花样彩灯控制器1.2 设计要求：设计一四花样自动切换彩灯控制器，要求实现1.彩灯一亮一灭.从左向右移动2.彩灯两亮两灭，从左往右移动3.彩灯四亮四灭，从左往右移动4.彩灯从1—8从左往右逐次点亮，然后逐次熄灭5.四种花样自动切换1.3 设计的主要元器555定时器，模十六进制计数器74LS161，双D触发器74LS74，四选一数据选择器74LS153，8位移位寄存器74LS164。

1.4设计思路第一部分，由NE555与相关电容电阻等组成多谐振荡器，用来产生震荡脉冲，调节电位器可以改变震荡频率，即改变灯光的移动速度。

多谐振荡器输出的脉冲非别加在74 LS93与74LS164的cp端。

74LS93被接成16进制计数器，其4个输出端可分别输出对计数脉冲的2、4、8、16分频信号，该信号被传输到74LS153的数据输入端。

第二部分，555产生的脉冲信号输送到D触发器74LS74的cp端，在其输出端可以得到“00”到“11”4个逻辑状态并将其连接到74hc153的公共选择端A0、A1。

这样根据A0、A1端的状态就可以选定不同的输出端。

同时，74LS163在时钟脉冲作用下，数据在输出端QA到QH顺序移动。

这一移动的8位控制信号区驱动8路彩灯，就出现了8路4花样自动循环切换的流水彩灯U1A74LS04D21U1B74LS04D43U1C74LS04D65U1D 74LS04D89U2B74LS08D 456U2C74LS08D9108U42Y92C0102C1112C2122C313A 14B 2~1G 11Y71C061C151C241C33~2G1574LS153DU6QA3QB4QC5QD6A 1B2~CL R 9CLK8QE10QF11QG12QH1374LS164DQA14QB13QC12QD11RCO15A 3B 4C 5D 6ENP 7ENT 10~LO AD 9~CL R 1CLK2U374LS161DU7A1D21Q5~1Q6~1CLR13~1PR474LS74DU7B2D122Q9~2Q8~2CLR1311~2PR1074LS74D第二章 系统设计方案选择方案设计在设计中更多的使用中,大规模集成电路，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。

数字逻辑课程设计报告——多路彩灯控制器学院名称：计算机学院学生姓名：专业名称：班级：实习时间：彩灯控制器的设计一课程设计题目（与实习目的）（1）题目：多路彩灯控制器（2）实习目的：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，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．作为课程实验与毕业设计的过度，课程设计为两者提供了一个桥梁。

二实验要求实现彩灯控制的方法很多，如EPROM编程、RAM编程、单板机、单片机等，都可以组成大型彩灯控制系统。

因为本次实习要求设计的彩灯路数较少，且花型变换较为简单，故采用移位寄存器型彩灯控制电路。

（1）彩灯控制器设计要求设计一个8路移存型彩灯控制器，要求：1. 彩灯实现快慢两种节拍的变换；2. 8路彩灯能演示至少三种花型（花型自拟）；3. 彩灯用发光二极管LED模拟；（2）课程设计的总体要求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。

三设计所使用的元件及工具：四总体方案的选择（1）总体方案的设计针对题目设计要求，经过分析与思考，拟定以下二种方案：方案一：总体电路共分三大块。

第一块实现花型的演示；第二块实现花型的控制及节拍控制；第三块实现时钟信号的产生。

主体框图如下：方案二：在方案一的基础上将整体电路分为四块。

第一块实现花型的演示；第二块实现花型的控制；第三块实现节拍控制；第四块实现时钟信号的产生。

并在部分电路的设计上与方案一采用了完全不同的方法，如花型的控制。

主体框图如下：（2）总体方案的选择方案一与方案二最大的不同就在，前者将花型控制与节拍控制两种功能融合在一起，是考虑到只要计数器就可以实现其全部功能的原因，且原理相对简单。

彩灯VHDL设计在日常生活中，为了增加聚会或是过节氛围，经常要使用到彩灯循环点亮。

单一的循环可能无法起到理想的效果，通过不同花样的变换则能够很好的完成任务。

多路彩灯循环控制可以有多种实现方法，例如利用单片机可以实现，利用数字电路时序逻辑也可以实现。

我们这里利用VHDL语言实现对多路彩灯的控制。

彩灯的一种点亮方式经过足够长的延时后，转变为了其他的点亮方式。

这就需要一个CLK信号完成，CLK信号可以由晶体振荡器或者是振荡电路产生。

至于各种不同花样彩灯的变换，我们可以通过增加输入信号Sel来控制。

Sel为两位二进制数，分别为00，01，10，11，四种状态对应四种花样。

同时系统还需一个复位信号实现对电路的清零控制。

输出八位彩灯，我们这里用LED发光二极管代替。

当电路输出为“1”时，LED点亮。

当电路输出为“0”时，LED熄灭。

利用VHDL语言实现该功能程序如下:LIBRARY IEEE;USE IEEE.std_logic_1164.ALL;USE IEEE.std_logic_ARITH.ALL;USE IEEE.std_logic_UNSIGNED.ALL;ENTITY cd ISport( clk,clk_use:in std_logic;rst:in std_logic;light:out std_logic_vector(7 downto 0));END cd;ARCHITECTURE control OF cd IStype states is (s0,s1,s2,s3,s4,s5);signal state:states;SIGNAL clk1ms:std_logic:='0';SIGNAL cnt1:std_logic_vector(3 downto 0):="0000";SIGNAL cnt2:std_logic_vector(3 downto 0):="0000";SIGNAL cnt3:std_logic_vector(2 downto 0):="000";SIGNAL cnt4:std_logic_vector(2 downto 0):="000";SIGNAL cnt5:std_logic_vector(3 downto 0):="0000";SIGNAL cnt6:std_logic_vector(3 downto 0):="0000";BEGINPROCESS(clk1ms)BEGINif clk1ms'event and clk1ms='1' thenif state=s0 then --第一种彩灯花样的程序if (cnt1="1111") thencnt1<="0000";else cnt1<= cnt1+1;end if;case cnt1 iswhen "0000"=>light<="10000000";when "0001"=>light<="10100000";when "0010"=>light<="10101000"; when "0011"=>light<="10101010"; when "0100"=>light<="11101010"; when "0101"=>light<="11111010"; when "0110"=>light<="11111110"; when "0111"=>light<="11111111"; when "1000"=>light<="11111110"; when "1001"=>light<="11111010"; when "1010"=>light<="11101010"; when "1011"=>light<="10101010"; when "1100"=>light<="10101000"; when "1101"=>light<="10100000"; when "1110"=>light<="10000000"; when others=>light<="00000000";end case;elsif state=s1 then -- 第二种彩灯花样的程序if cnt2="1111" thenCnt2<="0000";else cnt2<= cnt2+1;end if;case cnt2 iswhen "0000"=>light<="11111111"; when "0001"=>light<="01111111"; when "0010"=>light<="00111111"; when "0011"=>light<="00011111"; when "0100"=>light<="00001111"; when "0101"=>light<="00000111"; when "0110"=>light<="00000011"; when "0111"=>light<="00000001"; when "1000"=>light<="00000011"; when "1001"=>light<="00000111"; when "1010"=>light<="00001111"; when "1011"=>light<="00011111"; when "1100"=>light<="00111111"; when "1101"=>light<="01111111"; when "1110"=>light<="11111111"; when others=>light<="00000000";end case;elsif state=s2 then -- 第三种彩灯花样的程序if cnt3="100" thenCnt3<="000";else cnt3<= cnt3+1;end if;case cnt3 iswhen "000"=>light<="10000001"; when "001"=>light<="11000011"; when "010"=>light<="11100111"; when "011"=>light<="11111111"; when others=>light<="00000000";end case;elsif state=s3 then -- 第四种彩灯花样的程序if cnt4="100" thencnt4<="000";else cnt4<= cnt4+1;end if;case cnt4 iswhen "000"=>light<="00011000"; when "001"=>light<="00111100"; when "010"=>light<="01111110"; when "011"=>light<="11111111"; when others=>light<="00000000";end case;elsif state=s4 then --第五种彩灯花样的程序if cnt5="1111" thenCnt5<="0000";else cnt5<=cnt5+1;end if;case cnt5 iswhen "0000"=>light<="11000000"; when "0001"=>light<="01100000"; when "0010"=>light<="00110000"; when "0011"=>light<="00011000"; when "0100"=>light<="00001100"; when "0101"=>light<="00000110"; when "0110"=>light<="00000011"; when "0111"=>light<="00000110"; when "1000"=>light<="00001100"; when "1001"=>light<="00011000"; when "1010"=>light<="00110000"; when "1011"=>light<="01100000"; when "1100"=>light<="11000000"; when others=>light<="00000000";end case;elsif state=s5 then -- 第六种彩灯花样的程序if cnt6="1111" thenCnt6<="0000";else cnt6<=cnt6+1;end if;case cnt6 iswhen "0000"=>light<="00000011"; when "0001"=>light<="00000110"; when "0010"=>light<="00001100"; when "0011"=>light<="00011000"; when "0100"=>light<="00110000"; when "0101"=>light<="01100000"; when "0110"=>light<="11000000"; when "0111"=>light<="01100000"; when "1000"=>light<="00110000"; when "1001"=>light<="00011000"; when "1010"=>light<="00001100"; when "1011"=>light<="00000110"; when "1100"=>light<="00000011"; when others=>light<="00000000";end case;end if;end if;END PROCESS P1;P2:PROCESS(clk) --分频进程variable cnt:integer range 0 to 10; BEGINIF(RST='0')thencnt:=0;ELSIF(clk'EVENT AND clk='1')thenif cnt<9 thencnt:=cnt+1;clk1ms<='0';elsecnt:=0;clk1ms<='1';end if;end if;end PROCESS P2;process(rst)--循环beginif (rst='1') thenstate<=s0;elseif(clk_use'event and clk_use='1') thencase state iswhen s0 =>state<=s1;when s1=>state<=s2;when s2=>state<=s3;when s3 =>state<=s4;when s4=>state<=s5;when s5=>state<=s1;end case;end if;end if;end process;end control;本控制电路采用VHDL语言设计。

北华大学数字电子实习报告彩灯控制器的设计姓名：XXX班级：XX-XX-XX学号：XXXXXXXXX院系：电气信息工程学院指导教师：张炜实习日期：XXXX.XX.XX-XXXX.XX.XX一、实习目的和任务（一）、题目：多路彩灯控制器（二）、实习目的：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。

6.熟练使用EDA技术的辅助软件（Quartus II11.0）（三）、实习任务1.设计一个能实现8路彩灯循环显示彩灯控制器。

2.完成如下三种花型花型1：从左至右顺次渐亮。

全亮后逆序渐灭。

花型2：从中间到两边对称地逐次渐亮，全亮后仍由中间到两边逐次渐灭。

花型3：8路灯分两半。

从左至右渐亮，全亮后，再分两半从左至右渐灭。

移存器输出状态编码表二、实习的基本要求实现彩灯控制的方法很多，如EPROM编程、RAM编程、单板机、单片机等，都可以组成大型彩灯控制系统。

因为本次实习要求设计的彩灯路数较少，且花型变换较为简单，故采用移位寄存器型彩灯控制电路。

（1）彩灯控制器设计要求设计一个8路移存型彩灯控制器，基本要求：1. 8路彩灯能演示三种花型；2. 彩灯用发光二极管LED模拟；选做：实现快慢两种节拍的变换。

（2）课程设计的总体要求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。

三、软件介绍Quartus II是Altera公司的综合性PLD/FPGA开发软件，支持原理图、VHDL、VerilogHDL以及AHDL（Altera Hardware Description Language）等多种设计输入形式，内嵌自有的综合器以及仿真器，可以完成从设计输入到硬件配置的完整PLD设计流程。

一、实习背景随着科技的不断发展，电子技术在我国得到了广泛的应用。

为了提高自己的专业技能，我在XX电子科技有限公司进行了为期一个月的循环彩灯实习。

本次实习旨在通过实际操作，了解循环彩灯的设计原理、制作工艺以及调试方法，提高自己的动手能力和团队协作能力。

二、实习内容1. 循环彩灯设计实习期间，我首先学习了循环彩灯的设计原理。

循环彩灯是指多个彩灯按照一定规律依次点亮，再依次熄灭的彩灯。

本次设计要求8个彩灯从左到右逐渐点亮，全部点亮后逐渐熄灭，每两个相邻灯点亮和熄灭的时间间隔为1秒。

在设计中，我使用了555定时器作为核心元件，通过控制定时器的输出脉冲，实现对彩灯的点亮和熄灭。

同时，为了实现彩灯的循环点亮，我还使用了74LS161计数器来计数，当计数器达到一定值时，控制彩灯熄灭，并重新开始计数。

2. 循环彩灯制作在了解了设计原理后，我开始进行循环彩灯的制作。

首先，我按照电路图焊接了电路板，并连接了各个元件。

在焊接过程中，我注意了焊接质量，确保电路板整洁、可靠。

接着，我将8个LED彩灯按照设计要求依次连接在电路板上。

为了使彩灯更加美观，我还使用了装饰性的灯带进行装饰。

在连接过程中，我注意了灯带和电路板的连接方式，确保连接牢固。

3. 循环彩灯调试在完成制作后，我开始对循环彩灯进行调试。

首先，我检查了电路板上的各个元件是否连接正确，确保电路通路畅通。

然后，我通过调整555定时器的参数，使彩灯的点亮和熄灭时间符合设计要求。

在调试过程中，我遇到了一些问题，如彩灯亮度不均匀、点亮和熄灭时间不准确等。

通过查阅资料和请教同事，我找到了解决问题的方法。

最终，我成功调试出了符合设计要求的循环彩灯。

三、实习收获1. 提高了专业技能通过本次实习，我对循环彩灯的设计原理、制作工艺以及调试方法有了更深入的了解。

在实习过程中，我学会了如何使用电子元件、焊接电路板以及调试电路，提高了自己的专业技能。

2. 培养了团队协作能力在实习过程中，我与同事们共同完成了循环彩灯的设计、制作和调试工作。

实习报告：八路彩灯控制器设计与实现一、实习背景及目的随着科技的不断发展，电子产品在日常生活中扮演着越来越重要的角色。

本次实习旨在让同学们更好地掌握数字电子技术知识，提高动手实践能力。

本次实习任务为设计并实现一个八路彩灯控制器，通过控制发光二极管的亮灭，实现多种流动变化的灯光效果。

二、实习内容与过程1. 了解彩灯控制器的工作原理彩灯控制器主要由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组成。

通过555定时器产生多谐振荡信号，计数器累计输入脉冲个数，双向移位寄存器存储计数器输出的十进制数，显示译码管将十进制数转换为对应的灯光显示。

2. 设计电路图根据彩灯控制器的工作原理，设计电路图包括以下部分：（1）振荡电路：采用555定时器、电容、电阻等组成多谐振荡电路。

（2）计数器电路：采用十进制计数分频器CT74LS194，用于累计和寄存输入脉冲个数。

（3）显示电路：由发光二极管组成，当CT74LS194的输出端依次输出高电平时，驱动发光二极管依次点亮。

（4）控制电路：采用门电路控制计数器和双向移位寄存器的输入端，实现不同灯光效果的控制。

3. 制作PCB板根据电路图，利用Protel软件设计PCB板，并进行印刷电路板制作。

在制作过程中，注意走线合理，避免信号干扰。

4. 电路调试与验证将制作好的PCB板焊接完毕后，进行电路调试。

通过改变控制电路的输入信号，观察发光二极管的亮灭情况，验证电路是否满足设计要求。

三、实习心得与收获通过本次实习，我对数字电子技术有了更深入的了解，掌握了八路彩灯控制器的设计与实现方法。

在实习过程中，我学会了如何阅读电路图，分析电路原理，设计电路图，制作PCB板，并进行电路调试。

同时，本次实习也培养了我的团队协作能力和动手实践能力。

总之，本次实习使我受益匪浅，对我今后的学习和职业发展具有重要意义。

在今后的学习和工作中，我将继续努力，不断提高自己的数字电子技术水平，为我国的电子科技事业做出贡献。

一、实训目的本次实训旨在通过实际操作，使学生进一步掌握数字电路课程所学的理论知识，熟悉常用集成数字芯片的工作原理，并学会使用其进行电路设计。

同时，通过实训培养学生的科学分析和解决问题的能力，以及严谨的工作作风和实事求是的工作态度。

二、实训内容1. 实训项目：设计一个8路移存型彩灯控制器，实现彩灯快慢两种节拍的变换，8路彩灯能演示三种花型，彩灯用发光二极管LED模拟。

2. 实训要求：（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。

三、实训过程1. 确定设计方案根据题目要求，经过分析与思考，我们选择以下设计方案：（1）采用8位D触发器74LS74作为移位寄存器，实现彩灯的移位控制；（2）利用8位并行输入/输出锁存器74LS373实现彩灯的输出控制；（3）通过分频电路产生快慢两种节拍的控制信号；（4）使用CD4511编码器实现三种花型的选择。

2. 电路设计根据设计方案，我们设计了以下电路：（1）移位寄存器电路：由74LS74芯片构成，用于实现彩灯的移位控制；（2）输出锁存器电路：由74LS373芯片构成，用于实现彩灯的输出控制；（3）分频电路：由555定时器构成，产生快慢两种节拍的控制信号；（4）编码器电路：由CD4511芯片构成，用于实现三种花型的选择。

3. 电路制作与调试（1）按照电路图，将各个芯片焊接在面包板上；（2）连接电源、按键、发光二极管等外围元件；（3）调试电路，观察彩灯的运行情况，确保电路功能正常。

4. 电路优化与改进在调试过程中，我们发现以下问题：（1）分频电路输出波形不稳定，导致彩灯运行不稳定；（2）编码器电路输出信号存在毛刺，影响彩灯花型的展示。

针对以上问题，我们进行了以下优化与改进：（1）将555定时器改为更稳定的时钟源，提高分频电路的输出稳定性；（2）对编码器电路进行滤波处理，消除输出信号的毛刺。

实验报告
实验十三4路彩灯显示系统的设计与实现
3.3.1实验目的
目的：训练自主设计彩灯按节拍亮灭组合电路的方法。

要求：开机自动置入初始状态后即能按规定程序进行循环。

程序由三个节拍组成，第1个节拍时4路输出Q1～Q4依次为1，从而使第一路彩灯先亮，接着第2、第3、第4路彩灯依次点亮；第2个节拍时Q4～Q1依次输出0，从而使第4路彩灯先灭，接着第3、第2、第1路彩灯依次熄灭；第3节拍时Q1～Q4同时为1态0.5秒，然后同时为0态0.5秒，从而使1至4路彩灯同时点亮0.5秒，共进行4次亮灭闪烁。

第1、2、3节拍用时皆为4秒，执行一次程序共需时12秒。

3.3.2实验仪器与器件
直流稳压电源一台；数字实验箱一个；计算机一台。

4位双向移位寄存器74LS194；十进制计数器74LS160；双4选1数据选择器74LS153、74LS00；555定时器；D触发器74LS74（2个）；4路逻辑电平LED显示电路。

3.3.3实验步骤与要求
（1）分析实验原理框图，画出逻辑电路图，并进行仿真实验。

（2）根据仿真结果完善电路，并按画出的实物接线图在实验箱上通电调试。

（3）分析逻辑电路，简述其工作原理；记录实验结果。

（4）记录实验中出现的问题，分析原因及解决的办法。

（5）如果每个灯再并联一个LED灯，试问对电路有没有影响？
设计分析：
选择Qc为74LS194的移位控制信号。

前两个节拍通过74LS194控制彩灯的亮灭，第三个节拍使74LS194清零。

仿真图如下：。

西安邮电学院数字电路课程设计报告书——多路彩灯控制器一．课程设计题目：多路彩灯的设计二．任务和要求：1．用八个彩灯来循环花形；2．至少有三种花形；3．三种花形的变化可以用两种不同的节拍来实现。

三．总体方案的选择：彩灯由发光二级管代替,虽然省略了功率放大电路,但是从信号控制的角度讲,仍具有现实意义。

发光二级管的特性为单向导电性，正向高电平亮，低电平灭。

由八个发光二级管组成的彩灯实现不同花色不同花色要靠八个发光二级管按不同顺序的周期性的亮灭来实现，三种花型意味着三种需要三种周期循环的亮灭；对于可变换快慢的节拍，首先得产生两种不同快慢的节拍，然后控制起出现其起作用的时刻即可；最后是关于控制，周期性循环与周期性节拍变换都必须由相应的时钟信号控制，所以控制的核心是产生始终的计数器，而计数器需要一个基础时钟发生器，所以还学要一个基本时钟发生模块。

所以可得一下结构图：花型如下：花型2：花型3：四．各模块电路设计（电路图在Max+plusII中完成）1.基本时钟产生模块用来产生1Hz的脉冲波作为所有时钟信号的基础，为各变频单元的输入信号电路如图2.节拍产生模块：由7474芯片的D1触发器完成输入端为一个基本脉冲信号（其中1CLRN、1PRE、2CLRN、2PRE接高电位）。

用来产生基频的二分频信号以实现一个相对较慢的节拍。

3．节拍控制模块：由74151芯片通过管脚A控制选通D6、D7管脚（D0~D5、B、C管脚接地）。

以实现经过相应时间后选通快\慢频率的时钟。

4．花型显示模块由74194两个组成构成一个八位的扭环计数器，所以每次在输入端A、B、C、D 并入一次数据可以最多循环产生8×2种状态，所以扭环计数器可以产生最丰富的状态，可是使花型更复杂；电路图如下用来产生直接控制彩灯亮灭的不同组合，换而言之，直接产生不同花色的部分。

5.时钟变换模块1由74161两个组成,分别构成：低位片DCBA接1000构成模八计数器（上），高位片DCBA接1101构成模三计数器（下），级联构成8×3模24计数器作用为①产生控制节拍和花色的时钟信号②产生并数信号。

多路彩灯控制器设计一、课程设计题目课程设计题目：多路彩灯控制器二、任务和要求彩灯控制器可以自动控制多路彩灯按不同的节拍循环显示各种灯光变换花型。

彩灯控制器是以高低电平来控制彩灯的亮灭。

实现彩灯控制可以采用EPROM编程、RAM编程、可编程逻辑器件、单片机等实现。

在彩灯路数较少，花型变换比较简时，也可用移位寄存器实现。

在实际应用场合彩灯可能是功率较大的发光器件，需要加以一定的驱动电路。

本课题用发光二极管LED模拟彩灯，可以不用驱动。

（此次课程设计采用面包板来实现）现要求设计一个8路移存型彩灯控制器，彩灯用发光二极管LED 模拟，具体要求如下：1.能演示三种花型，花型自拟。

2.选做：彩灯明暗变换节拍为1.0s和2.0s，两种节拍交替运行。

三、总体方案的选择根据题目的任务、要求和性能指标，经过分析与思考，得出以下方案：整体电路分为四个模块：第一个模块实现节拍的发生；第二个模块实现快慢两种节拍的控制；第三个模块实现花型的控制；第四个模块实现花型的显示。

主体框图如下：四、单元电路的设计1.设计所使用的元件及工具：器件清单如下：2.各个单元电路的具体实现（1）节拍部分①节拍发生电路节拍是整个电路功能实现的基础及其他模块进行调试的必需条件，故首先实现节拍发生模块。

0.5s 节拍选用由555及相关器件构成的多谐振荡器电路实现。

由于输出波形中低电平的持续时间，即电容放电时间为C R t w 227.0=低电平的持续时间，即电容放电时间为C R R t w )(7.0211+=因此电路输出矩形脉冲的周期为C R R t t T w w )2(7.02121+=+=输出矩形脉冲的占空比为212112R R R R T t q w ++==当12R R >>时，占空比近似为50%。

电容取：4.7μf 0.01μf 电阻取：2R =150 k Ω =1R 4.7 k Ω考虑到还要产生周期为2.0s 节拍故可在555基础上连接74LS74芯片达到分频的作用，电路图如下：产生脉冲波形如图：②节拍选择电路把节拍产生电路产生的1Hz和0.5Hz的节拍送入74ls151芯片的D0和D1端，再由74LS151的地址端的控制选择出1Hz或0.5Hz的频率。

西安邮电学院数字电路课程设计报告书——多路彩灯控制器系部名称：通信工程系学生姓名：专业名称：通信工程（科学技术）班级：科技0503实习时间：2007年12月10日至2007年12月21日一、课程设计题目多路彩灯设计二、设计的任务和要求1）设计八路彩灯，要求三种花型。

2）选作：设计分频电路实现不同频率的彩灯电路。

三、系统总体设计方案及系统框图方案一：系统的cp脉冲由555构成的多谐振荡器产生；由两片74芯片来产生三个状态的模三计数器，每个状态持续十六个cp周期，以一片161的co输出端来控制74芯片的clk输入端，以此实现每个状态持续十六个cp周期。

用两片194来组成显示电路，194的八个输出端控制八路彩灯。

两片74 的四个输出端组成三个状态，四个输出端分别用来控制两片194 的左移和右移控制端，并用这四个输出加上门电路来控制194 的左移和右移串行输入端。

总体由cp脉冲产生模块、计数并控制模块、显示模块组成。

设计原理：多路彩灯系统主要由计数器、控制器、显示器和脉冲信号发生器等模块组成。

脉冲发生器是该系统中计数器和显示器的标准时钟信号源，D触发器器输出两组信号灯的控制信号，经显示电路后驱动信号灯工作，控制器是系统的主要部分，由它控制器显示电路的工作。

单元电路的设计：1.脉冲信号产生模块时钟信号产生电路主要由555定时器组成多谐振荡器产生稳定的脉冲信号，送到其他模块电路。

脉冲产生电路根据需要产生“0”、“1 ”信号，电路图如下所示：2.频率控制电路系统的频率控制电路是由一片161完成的，161是4位二进制同步计数器，它具有同步清零，同步置数的功能，利用它的进位输出端来得到十六分频信号cp2,作为下一模块既控制模块clk 信号，以使其达到每一状态持续十六cp周期的目的。

3．控制模块电路控制模块由两片74芯片完成，产生三个状态循环，来控制显示电路的输入端，每个状态持续十六个cp周期。

4显示器电路系统的显示器部分是由两块194完成。

XXXX大学数字逻辑课程设计报告——多路彩灯控制器学院名称：学生姓名：专业名称：班级：实习时间：多路彩灯控制器的设计一、课程设计题目（与目的）（一）多路彩灯控制器（二）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、熟悉各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、数电课程设计可以增强我们的动手实践能力。

二、任务和要求彩灯控制器可以自动控制多路彩灯按不同的节拍循环显示各种灯光变换花型。

彩灯控制器是以高低电平来控制彩灯的亮灭。

实现彩灯控制可以采用EPROM 编程、RAM编程、可编程逻辑器件、单片机等实现。

在彩灯路数较少，花型变换比较简单时，也可以用移位寄存器实现。

（一）彩灯控制器设计要求设计一个8路移存型彩灯控制器，彩灯用发光二极管LED模拟，具体要求如下：1、能演示三种或三种以上花型，花型自拟。

2、选做：彩灯明暗变换节拍为1.0s和2.0s，两种节拍交替运行。

（二）课程设计的总体要求1、电路设计尽可能简化，做到模块。

组装电路时，先单独组装振荡电路，测试无误后，再组装其他模块。

2、所有发光二极管都要接限流电阻。

阻值在100－500Ω之间。

3、所有器件的多余输入端不允许悬空，请按实际情况做合适的处理。

4、电路中的高电平正常情况下>3V，低电平正常情况下<0.4V。

介于二者之间的电平为非正常电平，会造成逻辑错误。

三、总体方案的选择针对题目设计要求，通过分析问题和思考，设计出如下方案：（一）整体功能的实现需要四个模块来实现：花型的演示、花型的控制，节拍的控制，时钟信号的产生。

（二）主题框图如下：（三）各模块简要设计思路：时钟信号电路：时钟信号的产生由一个555多频振荡器来实现；节拍控制电路：节拍变化由74LS151八选一数据选择器完成，节拍的快慢变化可由74LS74双上升沿D 触发器完成，它可实现二分频；花型控制电路：由两个74LS161（四位二进制同步计数器）完成； 花型演示电路：由两个74LS194（双向移位寄存器）来实现。

西安邮电学院电子设计报告书——多路彩灯控制器学院名称：通信与信息工程学院学生姓名：屈颖（06）专业名称：信息工程班级：信息工程0902实习时间：2011年12月5日——2011年12月16日课程设计题目：多路彩灯控制器一、实验目的1、熟悉常用集成芯片的性能，并利用芯片的功能设计电路；2、对所学理论进行的巩固和检验,并进一步学习；3、提高动手能力，在实践中达到更好的学习效果。

二、实验要求设计一个至少8路的移存型彩灯控制器，彩灯用发光二极管LED 灯模拟。

具体要求如下：1、多路彩灯的模型至少要有8盏；2、实现多路彩灯的多种花型自动变换（至少要求3中花型）；3、选做内容：将能够显示的花型种类增加至4 种；4、实现多路彩灯的节拍的自动变换（至少要有快慢2种节拍）。

三、使用元件四、总体方案的设计时钟脉冲采用简单易行的555振荡器来实现，产生周期为1s的时钟脉冲，经过一片74LS74进行分频，产生周期为2s的时钟脉冲然后用74LS1518选1数据选择器进行快慢输出的选择。

信号经过分频之后经过控制电路两片74LS161级联来实现花型的变化，然后输出到移位寄存器74LS194的位移端。

选择移位寄存器的原因是花型要求不多，因此采用移位寄存器来组成彩灯控制电路。

彩灯控制器是以高低电平来控制彩灯的亮与灭。

如果以某种节拍按一定规律改变彩灯的输入电平值，控制彩灯的亮与灭，即可按预定规律显示一定的花型。

因此彩灯控制电路需要一个能够按一定规律输出不同高低电平编码信号的信号发生器，同时还需要信号发生器所要求的时序信号和控制信号。

综上所述，彩灯控制器应由节拍产生、节拍切换、花型切换、及花型显示模块组成：其结构框图如图所示：五、单元电路的设计1、三种花型的设计：（1）定时器由555振荡器及少量电阻、电容构成，产生定时脉冲1s,再经过74LS74中的D触发器产生分频信号为2s脉冲;其电路图如下所示：（2）节拍切换模块是有74LS151和74LS74构成，在这里74LS151 8选1数据选择器主要起到快慢切换的作用，当高位74LS161的输出取反为0时选择D0输出，则花型变换为慢节拍。