哈工大电工自主设计实验-彩灯控制

《电气工程专业课程设计》彩灯的花样控制
一、控制要求：
1、当按下启动按钮后，彩灯隔一灯闪烁：L1、L3、L5、L7，亮1秒后灭，接着L
2、L4、L6、L8亮，1秒后灭，在接着L1、L
3、L5、L7亮，1秒后灭，如此循环下去，当按下关闭按钮时，所有的灯熄灭。

2、当按下启动按钮后，彩灯隔两灯闪烁：L1、L4、L7亮，1秒后灭，接着L2、L5、L8亮，1秒后灭，接着L
3、L6、L9亮，1秒后灭……如此循环，当按下关闭按钮时，所有的灯熄灭。

以上两题请选1题，按要求编制梯形图程序并进行调试。

二、、实验设备：
三、PLC的I/O分配设计：
四、PLC与外部电器连接电路设计：
五、程序设计：
1.（梯形图）
六、PLC控制过程简述
1.按下启动按钮（I0.0），I0.1呈关闭状态，中间继电器得电，同时程序自锁，从而使得线圈Q0.0，Q0.2,Q0.4,Q0.6得电，即L1、L3、L5、L7导通发光；在一秒后，T37输出信号，信号灯L1、L3、L5、L7熄灭。

2.T37闭合形成导通状态，T38得电并开始计时，线圈Q0.1，Q0.3,Q0.5,Q0.7得电，即L2、L4、L6、L8导通发光；一秒延迟后，T38产生输出信号，随后T37失电，T38立刻关断，信号灯L2、L4、L6、L8熄灭。

即产生一个两秒的循环。

七、个人心得
通过实践的学习，我认到学好计算机要重视实践操作，其它的计算机方面的知识都要重在实践，所以以后在学习过程中，我会更加注视实践操作，使自己便好地学好计算机。

前言电子技术课程设计是配合电子技术基础课程与实验教学的一个重要环节。

是电气信息类专业学生的重要基础实践课，也是工科专业的必修课，可以帮助我们巩固和加强数电课程的理论知识，掌握电子电路的一般设计方法及电子电路安装与调试方法和故障排除方法，同时也可以培养我们的创新思维。

本次课程设计的题目十分贴近日常生活。

现代生活中，彩灯越来越成为人们的装饰品，它不仅能美化环境，渲染气氛，还可以用于娱乐场所和电子玩具中，绝大多数的彩灯控制电路都是用数字电路来实现的。

本次设计的彩灯控制电路就是用计数器、存储器、译码器等来实现。

将存储器中的图案用发光二极管点阵显示，同时具备频率调节、手动复位及选画功能。

整个电路可分为脉冲发生电路、图形控制电路、数码管显示电路和存储电路。

通过课本中的知识及翻阅资料可知，脉冲发生电路需要产生低频和高频脉冲。

图形控制电路中需要用74LS160设计一个计数器，用74LS138构成译码器。

数码管显示电路需要用两块数码管显示计数，存储电路中需要写入图案的二进制编码。

初步设计好各单元电路之后，首先要单独调试，再将各模块连接起来，完成电路的整体功能。

第一章系统概述1、实践要求通过对硬件编程，将图形、文字、动画存储在ROM中，通过计数器控制图形、文字、动画的地址，再利用显示矩阵显示出来。

系统所显示的内容可反复循环，直至手动或加压清零，便可回到初始地址。

（1）以8×8的发光二极管点阵作为控制器的显示器件（含单色或三色）；（2）要求显示的图案不少于50幅；（3）每幅图案的显示时间基本相等，这个时间在20ms、1s、2s三档步进预置；（4）具有手动复位及加电自动复位功能。

2、原理分析与程序设计框图通过对实验要求的解读可知，本次实践需要通过对ROM的编程来控制一个8*8的LED点阵输出存在ROM中的各种图形或者文字。

因此需要用ROM的八根数据线来控制点阵的行，用74LS138的输出控制点阵的列。

由于点亮点阵是一行行或一列列亮的，所以需要74LS138译码器搭配着74LS161使用，接1000HZ以上的高频，再接点阵，不断地刷新点阵，这样人眼才能看到一幅画。

彩灯控制设计课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并掌握彩灯控制的基本原理，包括电路组成、电子元件功能等；2. 学生能运用所学知识，设计并制作简单的彩灯控制系统；3. 学生了解彩灯控制在不同场合的应用，如节日庆典、城市亮化等。

技能目标：1. 学生能运用电路图绘制软件，设计彩灯控制电路；2. 学生能独立完成彩灯控制系统的搭建，并进行调试与优化；3. 学生具备团队协作能力，能在小组内分工合作，共同完成彩灯控制设计项目。

情感态度价值观目标：1. 学生对电子技术产生兴趣，提高学习积极性；2. 学生在学习过程中，培养创新意识和动手能力；3. 学生通过参与彩灯控制设计，体会科技与生活的紧密联系，增强环保意识和社会责任感。

课程性质：本课程为实践性较强的电子技术课程，结合学生年级特点，注重理论与实践相结合。

学生特点：学生具备一定的物理知识和动手能力，对新鲜事物充满好奇，喜欢动手实践。

教学要求：教师需引导学生掌握基本原理，注重培养学生的学习兴趣和实际操作能力，鼓励学生创新，提高学生的团队协作能力。

通过课程学习，使学生能够将所学知识应用于实际生活中，达到学以致用的目的。

二、教学内容1. 彩灯控制原理：包括电路基本组成、电子元件（如电阻、电容、二极管、三极管等）的功能及选用，彩灯控制电路的原理和设计方法。

相关教材章节：第三章《电子元件及其应用》，第四章《基本电路及其应用》。

2. 彩灯控制电路设计：运用电路图绘制软件进行电路设计，学习电路图的绘制方法，掌握彩灯控制电路的搭建与调试。

相关教材章节：第五章《电路图绘制与电路仿真》，第六章《电路设计实例》。

3. 彩灯控制实践操作：分组进行彩灯控制系统的搭建，学习焊接技术，进行电路调试与优化，实现彩灯的亮灭、闪烁、渐变等效果。

相关教材章节：第七章《电路实践与制作》，第八章《电路故障分析与调试》。

4. 彩灯控制应用案例分析：分析不同场合下彩灯控制的应用案例，了解彩灯控制系统的实际应用，提高学生的应用能力。

实验1.彩灯控制程序设计这是一个彩灯控制程序的设计，通过控制程序，用户可以方便地控制彩灯的亮度和颜色，实现节能环保、舒适安全的效果。

一、需求分析本程序需要实现以下功能：1、控制彩灯亮度的调节；2、控制彩灯颜色的切换；3、自动切换彩灯颜色和亮度；4、控制彩灯的开关。

在这些基础上，设计出一个具有简洁美观的用户界面，操作灵活简单。

二、设计实现1、灯的颜色和亮度控制将彩灯的设置分为亮度和颜色两部分，通过按键来选择相应的模式，进入亮度调节模式，通过旋转旋钮选择亮度，亮度可以分为10个档次，分别为1-10，其中1为最暗，10为最亮，用户可以通过按下按键来确认亮度选择。

在颜色选择模式下，用户可以通过旋转旋钮选择颜色，彩灯颜色的选择可以分为7种基本颜色和一个自动变色模式，分别为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫和自动变化，用户可以通过按下按键来确认颜色选择。

2、彩灯自动切换在实现彩灯自动切换功能时，通过设定自动切换周期，每隔一段时间就会自动切换到下一个颜色或亮度档次，可以选定不同的模式，在模式选择模式下，本程序支持普通闪烁模式和呼吸模式。

在普通闪烁模式下，每隔一段时间就会闪烁一次，可以通过指定闪烁时间来控制闪烁的频率。

在呼吸模式下，灯的亮度会缓慢变化，通过调节时间间隔和变化速度来实现呼吸效果。

3、灯的开关用户可以通过按键实现灯的开关，按下开关键可以切换灯的状态，再次按下可以切换回原状态。

三、用户界面设计程序的用户界面需要简单明了，以方便用户操作。

整个界面分为两个部分，上部分用于显示当前程序的状态信息，包括当前亮度、当前颜色和自动切换时间，下方则是设置面板，用户可以通过操作按钮来调节亮度和颜色，并选择不同的自动切换模式。

程序使用字体和图标来标记各个按键的功能，清晰明了，可以让用户快速找到所需功能。

四、实验结果通过程序的设计实现，可以方便地控制彩灯的亮度和颜色，实现自动切换，控制灯的开关状态。

同时，用户界面简洁美观，操作灵活方便。

电工电子课程设计实验报告题目名称：彩灯控制器指导教师：姓名：学号：专业班级：日期：前言电子技术课程设计是配合电子技术基础课程与实验教学的一个非常重要的教学环节。

它是电气信息类专业学生的重要基础实践课，也是工科专业的必修课，能巩固电子技术的理论知识，提高电子电路的设计水平，加强综合分析问题和解决问题的能力，进一步培养学生的实验技能和动手能力，启发学生的创新意识及创新思维。

完成本次课程设计，对进行毕业设计及毕业后从事电子技术方面的工作都有很大的帮助。

近年来，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。

现代生活中，彩灯越来越成为人们的装饰品，它不仅能美化环境，渲染气氛，还可用于娱乐场所和电子玩具中，现以该课题为例进行分析与设计可编程的彩灯控制的电路很多，构成方式和采用的集成片种类、数目更是五花八门，而且有专门的可编程循环彩灯控制电路。

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器主要用计数器，译码器，分配器和移位寄存器等集成。

本次设计的可编程彩灯控制电路就是用寄存器、计数器和译码器等来实现，其特点是用发光二极管显示，实现可预置编程循环功能。

目录前言 1一、课题设计任务及要求 .3二、设计目的 3三、优选设计方案 4四、整体设计思想及原理框图 5五、各模块设计与分析 61、脉冲发生电路 72、控制电路和译码电路 103、存储电路 124、数码管显示电路 .14六、元器件清单 15七、安装及调试中出现的问题和解决方法 15八、设计感想 17附录一、实验电路图 20二、实验电路连接图 .21三、参考文献 21一、课题设计任务及要求课题名称：可编程彩灯控制器设计任务及要求：通过对硬件编程，将图形、文字、动画存储在E2PROM中，通过计数器控制图形、文字、动画的地址，在利用显示矩阵显示出来。

Harbin Institute of Technology数字电路自主设计实验院系：航天学院班级：姓名：学号：指导教师：哈尔滨工业大学一、实验目的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．数电课程实验为我们提供了动手实践的机会，增强动手实践的能力。

二、实验要求设计流水灯，即一排灯按一定的顺序逐次点亮，且可调频、暂停、步进。

三、实验步骤1．设计电路实现题目要求，电路在功能相当的情况下设计越简单越好；2. 画出电路原理图（或仿真电路图）；3.元器件及参数选择；4.电路仿真与调试；5.到实验时进行电路的连接与功能验证，注意布线，要直角连接，选最短路径，不要相互交叉，注意用电安全，所加电压不能太高，以免烧坏芯片；6.找指导教师进行实验的检查与验收；7.编写设计报告：写出设计与制作的全过程，附上有关资料和图纸，心得体会。

四、实验原理设计流水灯的方法有很多种，我的设计思路是：利用555定时器产生秒脉冲信号，74LS161组成8进制计数器，74LS138进行译码，点亮电平指示灯。

并通过调节555的电阻，实现频率可调。

通过两与非门，实现暂停、步进功能。

1.秒信号发生器（1）555定时器结构（2）555定时器引脚图（3）555定时器功能表（4）555定时器仿真图2. 74LS161实现8进制加计数74LS161是常用的四位二进制可预置的同步加法计数器,它可以灵活地运用在各种数字电路，以及单片机系统中实现分频器等很多重要的功能。

（1）74LS161同步加法器引脚图管脚图介绍:始终CP和四个数据输入端P0-P3清零CLR使能EP,ET置数PE数据输出端Q0-Q3进位输出TC（2）74LS161功能表（5）74LS161仿真图对74LS161进行八进制计数改组，需要一个与非门，即芯片74LS00,也就是将74LS161的输出端通过与非门，当输出为8时将输出为高电平的端口与非后接到74LS161的清零段。

毕业设计（作品）名称：彩灯控制电路的设计一、功能设计要求：设计一个彩灯控制器电路，基本功能要求如下：1、用LED替代彩灯，16个LED。

2、彩灯闪耀模式自定，至少有3种以上不同的闪耀模式，不同的闪耀模式之间的切换可由按键来完成。

3、具有彩灯启、停控制功能，控制方式自定。

二、课题设计要求：1、拟订设计方案，画出系统原理框图，并选定主要元器件；2、根据功能要求设计硬件电路，用proteus绘图工具绘制出硬件电路图，KEIL环境下设计软件，软件、硬件电路联调成功。

3、制作实物电路，使电路能按照设计要求正常运行，电路作品上交指导老师。

4、完成该课题对应的论文，格式按照学院相关要求。

三、毕业设计主要工作及时间要求：1、根据设计任务，查阅资料，建参考资料文件夹，制定工作计划，并填写“毕业设计（作品）计划”时间要求：2012年2月15日之前将“毕业设计（论文）计划”电子稿交指导老师审核，最终与论文一起打印。

2、根据“毕业设计（论文）计划”开展毕业设计工作时间要求：3月20日之前完成硬件电路仿真设计；4月20日之前完成实物电路制作；5月8日前完成电路调试；5月21日前完成《毕业设计（论文）》，交指导老师审核后打印、装订，并准备答辩。

3、毕业设计答辩，根据毕业设计工作的开展情况准备答辩报告。

（毕业答辩时间： 5月28日-5月30日）四、毕业顶岗实习相关要求2月20日之前落实毕业顶岗实习单位，并填写相关表格并上交。

1. 学生自己找单位的需填《学生自主联系顶岗实习申请表》,需实习单位敲章。

2. 后期变动实习单位的填《顶岗实习单位变更申请表》，需实习单位敲章。

3．毕业顶岗实习时间： 2月20日-5月30日。

一、设计题目彩灯控制器 要求：1、有10只LED ，L 0、L 1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8、L 9； 2、显示方式：① 先奇数灯依次熄灭； ② 再偶数灯依次熄灭； ③ 再由L 0 到L 9 灯依次熄灭； 3、显示间隔可自定。

注意：由于本题在Multisim10上做的仿真，所以此题仿真电路只能在Multisim10版本或以上运行。

二、实验器材74161 2个 与非门 1个 函数信号发生器1个+5V 电源 2个 74LS138 5个 与门 若干LED 灯10个非门10个三、设计方案 1、按课程设计题目来看，要求实现彩灯的23 种状态，此处可以用一个23 进制的计数器实现，从0 到22 种状态来控制这23 种状态（00000－10110），然后把计数器用译码器译成可以实现的高低电平。

再写出这23 种状态和计数器数字对应的真值表，计算出逻辑式，便可实现题目要求的彩灯控制。

由上分析可知需要一个23进制的计数器，然后需要一个5-32译码器，然后在由门电路连接LED 灯。

如下图所示：2、各个模块的原理（1）、 23 进制计数器：用2 个74161进行并行连接成23 进制计数器； （2）、5-32 译码器：用5 个74LS138 实现5-32 译码功能； （3）、各门电路的连接：根据真值表，用与门将各个电路和LED 灯连接起来。

3、真值表由23进制计数器输入一个五位二进制数（00000－10110），输出彩灯所对应的状态（1表示灯亮，0表示灯灭），对应的真值表如下：10个LED灯各个门电路的连接5-32译码器函数信号发生器23进制计数器L0L1L2L3L4L5L6L7L8L90 1 1 1 1 1 1 1 1 1 11 1 0 1 1 1 1 1 1 1 12 1 0 1 0 1 1 1 1 1 13 1 0 1 0 1 1 1 1 1 14 1 0 1 0 1 0 1 1 1 15 1 0 1 0 1 0 1 0 1 16 1 0 1 0 1 0 1 0 1 07 1 1 1 1 1 1 1 1 1 18 0 1 1 1 1 1 1 1 1 19 0 1 0 1 1 1 1 1 1 110 0 1 0 1 0 1 1 1 1 111 0 1 0 1 0 1 0 1 1 112 0 1 0 1 0 1 0 1 0 113 1 1 1 1 1 1 1 1 1 114 0 1 1 1 1 1 1 1 1 115 0 0 1 1 1 1 1 1 1 116 0 0 0 1 1 1 1 1 1 117 0 0 0 0 1 1 1 1 1 118 0 0 0 0 0 1 1 1 1 119 0 0 0 0 0 0 1 1 1 120 0 0 0 0 0 0 0 1 1 121 0 0 0 0 0 0 0 0 0 122 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0四、各个模块的制作1、23进制计数器23进制计数器是由两个16进制计数器构成，并且将23进制计数器的每个状态输出，令其对应LED的每一种状态，计数器实现如下图:图1 23进制计数器注：上图中左侧的5个输出从左到右电位依次升降低。

实训题目：彩灯的控制1.整机设计1.1 设计要求1.1.1 设计任务设计由几种常用集成数字芯片组成的彩灯控制电路，彩灯用8个发光二极管代替，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。

1.1.2 性能指标要求一、设置外部操作开关，它具有控制彩灯亮点的右移、左移、全亮及全灭等功能二、彩灯亮点移动时间间隔取1秒三、占空比约等于50%四、彩灯的布图形状随意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。

移位寄存器74LS194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一位脉冲的作用下依次左移或右移，555芯片是一种产生时间延迟和多种脉冲信号的电路，并且集成芯片74LS04是非门，能进行循环。

所以此电路的基本原理是由555芯片产生脉冲，传给移位寄存器74LS194，再经过非门与拨码开关实现循环、左移、右移、全亮、全灭的功能。

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 整个电路的设计电路图:（1） 电源输入接口由一个接口和一个发光二极管（如果接入正确则灯亮）和一个300欧的电阻保护。

其电路图如下：电 源 输 入 接 口彩 灯 控 制 电 路555 芯 片 CP 产 生 电 路彩 灯 演 示 电 路电源输入接口（2）555芯片CP产生电路方案一：由555定时器接成多谐振动器。

其图如下：555定时器接成多谐振动器图振动周期： T=0.7（R1+2R2）C输出脉冲占空比： q=(R1+R2)/(R1+2R2)方案二：由555定时器接成多谐振动器但其占空比可调。

其图如下555定时器接成多谐振动器占空比可调图在这次电路设计中我选择的CP产生电路是第2中方案，是为了便于调占空比。

电容取：4.7μf 0.01μf电阻取：两个47kΩ 50kΩ精密电位器：50kΩ精密电位器其原理图如下：555芯片CP产生电路（2）彩灯控制电路2片移位寄存器74LS194级联实现。

彩灯控制设计课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握彩灯控制设计的基本原理和方法，培养学生运用电子技术解决实际问题的能力。

通过本课程的学习，学生应达到以下目标：1.知识目标：了解彩灯的工作原理、控制方式以及相关电子元器件的特性与应用。

2.技能目标：学会使用电子工具和仪器，掌握彩灯控制电路的设计与制作方法。

3.情感态度价值观目标：培养学生对科技创新的兴趣，增强团队合作意识，提高动手实践能力。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.彩灯的工作原理与分类：了解彩灯的基本工作原理，掌握不同类型彩灯的特性与应用。

2.控制方式：学习常见控制方式，如单片机控制、声控、光控等，并了解其原理与应用。

3.电子元器件：学习常用电子元器件的特性、参数及应用，如电阻、电容、二极管、三极管等。

4.控制电路设计：学习彩灯控制电路的设计方法，包括电路图绘制、元器件选型、电路调试等。

5.制作与实践：动手制作彩灯控制电路，并进行实际应用，如节日装饰、环境照明等。

三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用以下教学方法：1.讲授法：讲解彩灯控制设计的基本原理、控制方式及电子元器件知识。

2.讨论法：学生针对实际案例进行讨论，培养学生的分析问题、解决问题的能力。

3.案例分析法：分析典型彩灯控制案例，让学生了解彩灯控制设计的实际应用。

4.实验法：动手制作彩灯控制电路，提高学生的实践操作能力。

四、教学资源为了支持本课程的教学，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用符合课程要求的教材，为学生提供系统性的学习资料。

2.参考书：提供相关领域的参考书籍，丰富学生的知识体系。

3.多媒体资料：制作课件、视频等多媒体资料，提高课堂教学效果。

4.实验设备：准备充足的实验设备，确保每位学生都能动手实践。

五、教学评估本课程的评估方式包括以下几个方面：1.平时表现：评估学生在课堂上的参与程度、提问回答等情况，占总评的20%。

2.作业：评估学生完成作业的质量与速度，占总评的30%。

彩灯控制课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解彩灯控制的基本电路原理，掌握电路元件的功能和连接方式。

2. 学生能描述彩灯控制中的串并联电路特点，了解不同电路对彩灯亮度及闪烁频率的影响。

3. 学生能运用所学的电学知识，分析并设计简单的彩灯控制电路。

技能目标：1. 学生能够独立操作电路元件，正确搭建彩灯控制电路。

2. 学生能够运用编程软件或控制模块，实现对彩灯亮灭、亮度及闪烁频率的控制。

3. 学生能够通过实践操作，解决彩灯控制过程中遇到的问题，提高问题解决能力。

情感态度价值观目标：1. 学生通过彩灯控制课程，培养对电子技术的兴趣，激发创新意识和探索精神。

2. 学生在团队合作中，学会沟通与协作，增强团队意识和责任感。

3. 学生能够关注彩灯控制技术在生活中的应用，认识到科技对生活的改变，培养环保节能意识。

本课程针对中学生设计，结合学生好奇心强、动手能力逐渐增强的特点，注重实践与理论相结合。

通过本课程的学习，旨在提高学生的电学知识水平，锻炼动手实践能力，培养学生的创新思维和团队协作能力，使学生在轻松愉快的氛围中掌握彩灯控制技术。

二、教学内容本课程依据课程目标，结合教材相关章节，组织以下教学内容：1. 彩灯控制基础：介绍电路原理、电路元件（如电阻、电容、二极管等）的功能及使用方法，分析串并联电路特点，使学生掌握彩灯控制的基本知识。

- 教材章节：第二章“电路的组成与原理”，第三章“串并联电路”。

2. 彩灯控制电路设计：学习彩灯控制电路的搭建方法，分析不同电路对彩灯亮度及闪烁频率的影响，培养学生的设计能力和问题解决能力。

- 教材章节：第四章“电路设计与搭建”。

3. 编程控制彩灯：运用编程软件或控制模块（如Arduino），实现彩灯的亮灭、亮度及闪烁频率的控制。

- 教材章节：第五章“编程控制基础”，第六章“彩灯控制实例”。

4. 实践操作：分组进行彩灯控制电路的搭建与编程，通过实践操作，巩固所学知识，提高学生的动手能力。

实验7 彩灯控制器实验一、实验目的（1）、学习掌握按键编程方法。

（2）、学习掌握数码管显示编程方法。

（3）、学习掌握延时程序的编程方法。

（4）、学习掌握中断系统的编程方法。

（5）、学习掌握单片机I/O口的编程方法。

（6）、学习掌握单片机串行通信的编程方法。

二、实验内容设计两片单片机的串行通信电路，甲机为发送机，乙机为接收机。

甲机实现功能为：（1）、利用51单片机的I/O口控制八个LED发光二极管（即彩灯）D1-D8，使D1-D8从高位到低位以0.5秒的时间间隔循环点亮；（2）、设计四个按键，分别为间隔键、交替键、暂停键和闪烁键，各按键对的功能描述如下：a）闪烁键每按下一次，彩灯闪烁次数加1；b）间隔键按下，8个彩灯按照D1、D3、D5、D7和D2、D4、D6、D8的规律闪烁，闪烁次数由闪烁键按下的次数决定；c）交替键按下，8个彩灯按照D1、D2、D3、D4和D5、D6、D7、D8的规律闪烁，闪烁次数由闪烁键按下的次数决定；d）暂停键每按下一次，彩灯停在当前显示状态，暂停键再按下一次，恢复状态显示。

乙机实现功能为：接收甲机中闪烁键按下次数，并设计两个七段数码管用来显示闪烁次数，即显示所检测到的闪烁键按下的次数。

三、实验设备计算机（已安装Keil和Proteus软件）四、实验要求1、根据实验内容设计硬件电路，原件分布合理，原理正确，器件标识清晰明朗。

2、根据实验内容和硬件电路编写相应的程序，实现相应的控制功能。

3、实验报告必须包含硬件电路图和程序清单，且程序清单中主要代码需加注释。

五、实验硬件电路六、程序甲机程序：#include<reg51.h>#define uchar unsigned char #define uint unsigned intsbit k_shuo=P2^0; //闪烁键sbit k_jg=P2^1; //间隔键sbit k_jt=P2^2; //交替键sbit k_pause=P3^2; //暂停键uchar aa,cc,num1,num2,num3; void delay(uint);void init(){TMOD=0x21;SCON=0x40;TH0=(65536-30000)/256;TL0=(65536-30000)%256;TH1=230;TR1=1;EA=1;ET0=1;IT0=1;}void send(uchar bb){SBUF=bb;while(!TI);}void keyscan(){uint num=8;if(k_shuo==0){if(k_shuo==0){num1++;send(num1);aa=0x80;while(num--){P1=~aa;delay(100);aa=aa>>1;if(aa==0x00)aa=0x80;}});}if(k_jg==0){if(k_jg==0){while(num2--){P1=0xaa;delay(500);P1=0x55;delay(500);}while(!k_jg);}}if(k_jt==0){delay(10);while(num3--){P1=0xf0;delay(500);P1=0x0f;delay(500);}while(!k_jt);}}}void main(){init();while(1){P1=0xff;P1=~cc;delay(500);cc=cc>>1;keyscan();}}void delay(uint z){uint i,j;for(i=z;i>0;i--)for(j=110;j>0;j--); }void timer0()interrupt 1 {uint t=30000;TH0=(65536-30000)/256;TL0=(65536-30000)%256;}void INT0_INT()interrupt 0 {TR0=~TR0;}乙机程序：#include<reg51.h>#define uchar unsigned charsbit p20=P2^0;sbit p21=P2^1;uchar code table[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0, 0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90};void delay();void init(){TMOD=0x22;SCON=0x40;TH1=230;TL1=230;EA=1;TR1=1;}void main(){init();P0=0xc0;while(1){while(!RI);}}void delay(){unsigned int i,j;for(i=10;i>0;i--)for(j=110;j>0;j--); }void timer0()interrupt 1 {aa=SBUF;shi=aa/10;ge=aa%10;p21=1;P0=table[ge];delay();p21=0;p20=1;P0=table[shi];delay();p20=0;}。

实验八、节日彩灯控制
一、实验目的：
节日彩灯的循环控制、流水控制等（1个输入点作为启动，8个输出点作为彩灯数或喷水控制阀门）。

本次设计是做的彩灯，用多个定时器来控制灯的流动，基本熟悉PLC定时器的使用。

二、实验目标：
本次实验的彩灯流动程序是，一个一个的流动到最后一个灯，再流回来，再从中间分别向两边流动过去，再从两边流回到中间，再全部闪烁，然后循环。

四、实验梯形图：
三、实验流程图：
五、实验心得：
在我们初入PLC这个词时，不知道如何进行，怎么样学习能，现在我们已经完成了八个实践实验，总结一下我的心得。

编程需要坚强的毅力和足够的耐心。

人各有所长。

有些人把编程看作一项冗长而枯燥的工作；有些人把编程看作一项趣味的智力游戏。

如果你是前者，强烈建议你远离这份工作。

毕竟编程工作是对人的毅力和耐心的挑战。

其实，这是兴趣是
最好的老师。

兴趣会使你具备了足够的毅力和耐心。

经过无数次失败后，当看到一个个符号按你的思路整齐的排列，PLC按我的要求有条不紊的运行时，兴趣得到了极大的满足，如同打通了一个游戏的关口。

所以，觉得PLC枯燥的人看到的是一堆枯燥怪异的符号，有兴趣的人看到的却是一群热情奔放的舞者。

学会交流，1+1>2。

尤其是组内成员，做最后的彩灯时，我们就遇到问题，不能使灯回流。

这让我们不知所措，不过经过我们大家的讨论与实践，逐个语句的调试，最后成功解决了问题，大家都很高兴。

数电综合实验——彩灯控制器的设计与调试一、实验目的1.学会分析、设计和测试用555定时器构成的多谐振荡器。

2.熟悉移位寄存器和中规模集成计数器的工作原理。

3.利用移位寄存器和计数器设计彩灯控制电路，实现不同的闪烁效果。

二、彩灯控制器设计简介利用移位寄存器和计数器等设计一彩灯控制电路，改变电路的不同工作状态，控制彩灯变幻出不同的闪烁效果。

电路实用，也可以通过计算机仿真直观地看到循环彩灯的控制效果，综合运用所学数字电路知识，学会设计和调试方法，从而产生浓厚兴趣。

如果稍微改动控制电路，可以更加完善，完成基于移位寄存器的彩灯控制器设计。

在现代生活中，彩灯作为一种装饰，既可以增强人们的感观，起到广告宣传的作用，又可以增添节日气氛，为人们的生活增添亮丽，用在舞台上增强晚会灯光效果，利用控制电路可使彩灯（例如霓虹灯）按一定的规律不断的改变状态，不仅可以获得良好的观赏效果，而且可以省电（与全部彩灯始终全亮相比）。

因此，彩灯控制电路应用越来越丰富我们的生活，成为我们生活不可缺少的一部分。

本课题是利用四位双向移位寄存器为核心元件实现彩灯的循环控制。

2.1设计思路首先，利用555定时器与外部的阻容元件构成脉冲产生电路，再由计数器74160实现计时的功能，为脉冲分配器做好准备。

再由移位寄存器74LS194构成编码发生电路，由于移位寄存器74LS194上升沿有效，通过对输入端置数，加上脉冲的驱动来控制彩灯的闪烁，从而使彩灯按照我们的要求变化。

整个流程是由控制电路，编码发生电路和输出电路等组成。

此综合实验讲述了芯片计数器74LS160，555定时器，移位寄存器74LS194的基本原理及应用。

2.2 基本工作原理脉冲产生与整形电路555定时器产生脉冲驱动，再由十进制同步计数器74LS160，编码发生电路74LS194控制彩灯变化。

因此，通过控制74LS194的输出就可以实现我们想要的彩灯循环变化。

2.3彩灯控制器原理框图555 定时器74LS160计数器74LS194移位寄存器彩灯显示电路CP脉冲CD4069——增加驱动能力图1 工作原理框图2.4 相关芯片及硬件电路设计 2.4.1 74160十进制同步计数器芯片74LS160是一个十进制同步计数器，不仅可以对时钟脉冲进行计数，还可以用在定时、分频和信号产生等逻辑电路。

数字电路课程设计报告设计课题题目：彩灯控制电路专业：计算机科学与技术班级：指导教师：学号：姓名：同组人：题目：彩灯控制电路一、设计目的1、进一步掌握数字电路课程所学的理论知识。

2、了解数字电路设计的基本思想和方法，学会科学分析和解决问题。

3、熟悉几种常用集成数字芯片，并掌握其工作原理，掌握集成计数器的逻辑功能和工作原理，设计可预置时间的定时电路。

画出彩灯控制电路的逻辑电路图，掌握彩灯控制电路的工作原理及其设计方法，并对各种元器件的功能和应用有所了解。

并能对其在电路中的作用进行分析。

另外还要掌握电路原理和分析电路设计流程，每个电路的设计都要有完整的设计流程。

这样才能在分析电路是有良好的思路，便于查找出错的原因进一步学会使用其进行电路设计。

4、培养认真严谨的工作作风和实事求是的工作态度。

二、设计要求1彩灯控制电路中的彩灯分别用3个彩灯“S1：红，S2：黄，S3：蓝”表示。

2 彩灯控制电路设计，三个灯亮暗如图所示顺序进行。

在实验中，黑色设定为灯亮，白色设定为灯灭。

三．方案设计与论证1、设计思路题目要求彩灯要如图所示发生变换，假设灯亮为“1”，灯灭为“0”，则其逻辑转换关系为“111—101—010—000”。

为此，先可以做出一个模四加法计数器，即循环输出“000—001—010—011”，再通过各种逻辑门来进行转换。

既然要用到计数器，那么可以运用集成计数器74LS193和74LS161来完成实验。

2、设计方案方案一：（1）模四计数器的设计采用74LS193集成计数器设计电路。

由于此芯片是双时钟4位二进制同步可逆计数器，由其逻辑功能表可知：表1 74LS193的功能表当PL 置“1”，计数脉冲由 CP U 端输入时，计数器进行累加。

而又要将四个输入端转换成三个，故用上异或门74LS86，并使Q 2 端接上非门，这样就能实现Q 2 与Q 3 的同或运算。

相当于合并为一个输出端。

这样我们就完成了模四计数器。

彩灯变换控制课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解彩灯变换的基本电路原理，掌握相关的电子元件功能。

2. 学生能够描述编程控制彩灯变换的基本逻辑和流程。

3. 学生能够解释彩灯变换在现实生活中的应用及意义。

技能目标：1. 学生能够运用所学的电子知识，正确搭建彩灯变换的电路。

2. 学生能够编写简单的程序，实现对彩灯变换的控制。

3. 学生能够在小组合作中，有效沟通与协作，共同完成彩灯变换的项目。

情感态度价值观目标：1. 学生通过动手实践，培养对电子技术和编程的兴趣和热情。

2. 学生在小组合作中，学会尊重他人意见，培养团队精神和责任感。

3. 学生能够认识到科技对生活的改变，增强对科技创新的认同感。

课程性质：本课程为电子技术与编程实践课程，旨在通过动手实践，让学生掌握彩灯变换的基本原理和方法，提高学生的创新意识和动手能力。

学生特点：学生处于初中年级，对新鲜事物充满好奇，具备一定的电子知识和编程基础，喜欢动手实践和团队合作。

教学要求：教师需引导学生结合课本知识，通过实践探索，掌握彩灯变换的控制技术。

同时，注重培养学生的团队协作能力和科技创新意识。

在教学过程中，将课程目标分解为具体的学习成果，便于教学设计和评估。

二、教学内容本课程教学内容主要包括以下三个方面：1. 彩灯变换电路原理：讲解基本的电路知识，包括电源、开关、导线、LED灯等电子元件的功能和连接方式。

关联课本章节：第二章《电子元件及其应用》。

- 电路图的识别与绘制- LED灯的正负极识别与连接- 电路故障分析与排查2. 编程控制逻辑：介绍编程控制彩灯变换的基本逻辑，使用如Arduino等编程平台，学习简单的编程语句和逻辑控制。

关联课本章节：第五章《编程基础与应用》。

- 编程环境搭建与使用- 基本编程语句和逻辑控制- 程序编写与调试3. 彩灯变换项目实践：学生分组进行项目实践，运用所学知识搭建电路和编写程序，实现彩灯变换效果。

关联课本章节：第八章《综合项目实践》。

《机电系统控制器与应用》大作业三（2015年春季学期）题目：《机电系统控制器与应用》大作业三姓名：学号：班级：专业：机械设计制造及其自动化报告提交日期：哈尔滨工业大学大作业要求1.请根据课堂内容，自己选择灯闪烁方式，题目自拟，但拒绝雷同和抄袭，否则均为零分；2.作业最后应包含自己的心得、体会或意见、建议等；3.统一用该模板撰写，每份报告字数不少于2000字，上限不限；4.正文格式：小四号字体，行距为1.25倍行距；5.用A4纸双面打印；左侧装订，1枚钉；6.需同时提交打印稿和电子文档予以存档，电子文档由班长收齐，统一发送至：chenzhg@。

7.此页不得删除。

评语：教师签名：年月日大作业题目：彩灯灯控制实验一 功能描述：本实验中利用了PLC 的Q0.0－Q0.7数字量端口控制了8个彩灯，使其每隔一秒亮一个且重复循环。

按实验接线图接通电路并载入程序之后，按下I0.0后所有的灯都熄灭了，而按下I0.1之后，所有的8个灯从Q0.0开始循环亮灭。

二 接线图： 1. I/O 口分配：2. PLC 接线图：灯控制的PLC 接线图如下所示：-+DC24V三梯形图：四连线图：五程序调试及结果分析：把编写好的程序下载到PLC中进行调试，实验结果如下图所示：结果分析：因特殊继电器SM0.0在PLC一上电后就一直保持接通。

所以T37进行延时计时，延时到后启动T38计时，T38计时到后T38常闭触点断开所以T37断开计时，T37常开触点恢复为常开所以 T38也断开计时。

此时T38的常闭触点恢复为常闭所以T37又重新计时，同时计数器C0开始计数一次。

如此的反复计数。

当计数为1时，Q0.0接通。

计数器计数为2是Q0.1接通……如此下去当计数器计数到8 时 Q0.7 接通(其中Q0.0~Q0.7分别接通8个彩灯)。

当计数器计到 9时时计数器C0清零。

当按下在线控制面板上的I0.0接通，此时计数器，和Q0.0~Q0.7都清零，即没有一个灯亮。