彩灯循环控制器设计

课程设计(论文)

题目名称循环彩灯控制器设计

课程名称电子技术课程设计

学生姓名

学号

系、专业电气工程系、电气工程及其自动化指导教师

2011年12月16 日

I

邵阳学院课程设计（论文）任务书

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。

II

指导教师（签字）：学生（签字）：

III

邵阳学院课程设计（论文）评阅表

学生姓名学号

系电气工程系专业班级09电气工程及其自动化专业题目名称循环彩灯控制器的设计课程名称电子技术课程设计

一、学生自我总结

二、指导教师评定

注：1、本表是学生课程设计（论文）成绩评定的依据，装订在设计说明书（或论文）的“任务书”页后面；

2、表中的“评分项目”及“权重”根据各系的考核细则和评分标准确定。

IV

摘要

当今社会，经济发展迅速，人们对周围环境的要求也越来越高。人们渴望在一个多姿的环境中生活，那样也不会太单调寂寞。霓虹灯以它炫彩的英姿征服了人们的眼球，为人们的生活添姿加彩。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流水灯，以往死寂般的夜空也开始变得鲜活。

霓虹灯发展到现在已经慢慢的融入到了我们生活的点点滴滴，在我们习以为常的环境中，变换着它们的色彩，绚烂着人们的生活。本次实验设计中我们在原有的基础上改进，设计这款彩灯循环发光控制器，通过对NE555集成时基电路和计数器／译码分配器CD4017等集成块的合理组建，实现了对彩灯的循环发光控制功能。

关键词：计数器；数据选择器；移位寄存器；彩灯显示电路

V

目录

摘要.......................................................................................................................................... I 1. 设计概绪 .. (1)

1.1实验目的 (1)

1.2设计题目与思路 (1)

2.总体方案的设计 (2)

2.1 时钟脉冲 (2)

2.2 定时控制 (2)

3.系统硬件设计 (3)

3.1 硬件的选择及相关参数的确定 (3)

3.2单元电路模块设计 (5)

3.3 彩灯显示电路模块 (6)

3.4总体电路图 (6)

4. 问题和故障分析 (8)

总结 (9)

参考文献 (10)

附录 (11)

致谢 (12)

1. 设计概绪

1.1实验目的

通过课程设计，使学生加巩固和加深对电子电路基本知识的理解，学会查寻资料、方案设计、方案比较，以及单元电路设计计算等环节，进一步提高学生综合运用所学知识的能力，提高分析解决实际问题的能力。锻炼分析、解决电子电路问题的实际本领，通过此综合训练,为以后毕业设计打下一定的基础。

1.2设计题目与思路

本次数字电路课程设计我选择的题目是“多路彩灯控制器”。

这个系统的主要功能是：

(1)共有红、绿、黄3色彩灯各9个，要求按一定顺序和时间关系运行。

(2)动作要求：先红灯，后绿灯，再黄灯，分别按0.5S的速度跑动一次，然后，全部红灯亮5S，再黄灯，后绿灯，各一次。以此循环。

(3)对各组灯的控制，要求有驱动电路。

(4)对跑动电路，可以每3个一组，交叉安装，分别点亮每一组，利用视觉暂停，达到跑动的效果。

本设计是设计一个彩灯控制器，我们可以从当今的社会明显的看出，它具有相当大的实用价值，因为现在的很多广告霓虹灯就是由很多的各式各样的彩灯组成的，具有很强的视觉效果。如果能掌握彩灯的控制技术，这将是对我们已后的发展都有很大的帮助的。

同时，作为设计的一门课程，电子技术课程设计是电气工程及自动化专业的一个重要的实践性教学环节，是对已学模拟电子技术、数字电子技术知识的综合性训练，是对所学知识的一种综合应用。这种训练是通过学生独立进行某一课题的设计、安装和调试来完成，着重培养学生工程实践的动手能力、创新能力和进行综合设计的能力，并要求能设计出完整的电路或产品，从而为以后从事电子电路设计、研制电子产品奠定坚实的基础。

1

2

2.总体方案的设计

2.1 时钟脉冲

我们可以直接通过某一在时钟脉冲下，能够产生任务书中设计要求的脉冲即如下：0000 0000 —— 0000 0001 —— 0000 0010 —— 0000 0011 —— 0000 0100 —— 0000 0101 —— 0000 0110 —— 0000 0111 —— 0000 1000 ——0000 1001—— 0000 1010 —— 0000 1011 —— 0000 1100 —— 0000 1101—— 0000 1110 —— 0000 1111 —— 0001 0000依次控制74138芯片的的输入，同时每一个状态都有一个输出，其对应的有三种状态，即：0000 0000 是开始的三个红灯亮，0000 0001 就是三个绿灯亮，0000 0010是三个黄灯亮，以后的时钟依次循环控制这三种颜色的灯。27盏灯第一次亮完之后，就用另外的一个74138控制红、黄、绿灯全亮的时钟脉冲,即：0000 —— 0001 ——0010 ——0011 ---0100，0000控制全是红灯亮，0001全是绿灯亮，0011全是黄灯亮。

2.2 定时控制

本设计用了两个555定时器，第一个产生一个周期为0.5秒的脉冲，控制在每组彩灯循环亮的时候的时间间隔，第二个用了一个周期为5秒的脉冲，控制三色彩灯依次循环亮完之后的全是红灯亮或绿灯亮或黄灯亮的时间间隔。

2.3 设计框图

如下图2-1所示：

图2-1 设计框图