multisim软件的数字电路——彩灯循环控制

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2007级专业计算机科学与技术学号学生任课教师2009年 5 月26日课程设计题目彩灯循环显示电路验收时间2009.05.26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。

生日彩灯电路设计multisim
在Multisim软件中设计生日彩灯电路可以非常简单和有趣。

生日彩灯电路通常由LED灯、电源和控制电路组成。

在Multisim中，我们可以使用LED模型、电源模型和其他电子元件来构建这个电路。

首先，我们需要选择适合的LED模型。

在Multisim的元件库中，可以找到各种不同类型和颜色的LED模型。

选择合适的LED模型后，将其拖放到电路板上。

接下来，我们需要添加电源。

在Multisim中，可以选择直流电源模型，它可以为电路提供所需的电压和电流。

将电源模型拖放到电路板上，并将其连接到LED灯的正极。

然后，我们需要设计一个控制电路来控制LED的亮灭和闪烁。

一个简单的控制电路可以使用555定时器芯片。

在Multisim中，可以找到555定时器芯片模型，并将其添加到电路板上。

连接LED灯的负极到555定时器芯片的引脚，以使之能够接收来自555定时器的控制信号。

然后，根据需要设计555定时器的工作模式和参数，例如频率和占空比，以实现灯光的闪烁效果。

最后，我们可以添加其他电子元件，如电阻、电容等，以改变LED灯
的亮度和闪烁效果。

完成电路设计后，我们可以使用Multisim的仿真功能来验证电路的工作。

通过仿真，我们可以观察LED灯的亮灭和闪烁效果，并调整电路参数以实现理想的效果。

总的来说，使用Multisim软件进行生日彩灯电路设计非常有趣和创造性。

通过设计、仿真和调整电路参数，我们可以实现各种各样的彩灯效果，为生日派对或其他庆祝活动增添更多的乐趣和氛围。

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：Multisim仿真软件，555定时器芯片，CD4518二-十进制同步计数器，74LS139二线-四线译码器，CD4072双四输入或门，74LS48七段数码管译码器，74LS74双D触发器, 各芯片数据手册等。

要求完成的主要任务:1、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。

2、打开电源时，控制器可自动清零。

3、每个数字的一次显示时间相等，该时间在0.5s到2s范围内连续可调。

时间安排：1、2013年5月16日，布置课设具体实施计划与课程设计报告格式的要求说明。

2、2013年5月17日至2013年6月30日，方案选择和电路设计。

3、2013年7月1日至2013年7月4日，电路调试和设计说明书撰写。

4、2013年7月5日，上交课程设计成果及报告，同时进行答辩。

指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日摘要随着时代的发展，各式各样绚丽的霓虹彩灯出现在许多的场合，LED彩灯由于其丰富的灯光和色彩，低廉的成本及控制简单等特点而得到了广泛的运用。

本设计利用多种中小规模集成电路构成彩灯控制电路，主要分为时钟产生电路、循环控制电路、数列产生电路、显示电路四个部分。

实现了自然数列、奇数数列、偶数数列、音乐符号数列地循环显示功能。

时钟产生电路利用555定时器和D触发器构成周期为0.5s~2s连续可调的方波信号；循环控制电路利用CD4518计数器和74HC139译码器构成具有上电自动清零、可自动循环功能的电路；数列产生电路利用CD4518计数器的不同接法实现特定的数列的输出，从而通过逻辑门与数码显示管连接。

数电课程设计--彩灯循环控制电路设计《数字电子技术课程设计》报告——彩灯循环控制电路设计1.课程设计目的1.1巩固和加强“数字电子技术”课程的理论知识的理解和应用。

1.2独立设计出比较复杂的实用数字电子线路。

1.3提高电子电路实验技能及Multisim10仿真软件的使用能力。

1.4通过数字电子线路的设计、安装和调试，初步掌握数字电子线路单元电路的分析与设计方法。

1.5巩固所学理论，提高动手能力、创新能力和综合设计能力2.课程设计要求2.1所设计彩灯要能够自动循环点亮。

2.2彩灯循环显示且频率快慢可调。

3.3控制电路具有8路以上输出。

3.电路组成框图电源接入↓555定时电路↓计数器电路↓译码器电路↓彩灯演示电路4.元器件清单器材数量555 time rated 174HC163D_6V 174HC154DW_6V 1彩色发光二极管 8100Ω电阻 1800k电阻 25V电压源 1100nF可变电容 110nF电容 15.各功能块电路图5.1时钟信号产生电路通过调节C1来调节555定时器输出频率。

VCCOUTU3555_TIMER_RATEDGNDDIS RSTTHR CONTRI R41mΩR51mΩC210nF 14C1100nF Key=A45%1620VCC5.2计数电路使74HC163D 计数器实现000至111的计数循环。

U174HC163D_6VQA 14QB 13QC 12QD 11RCO15A 3B 4C 5D 6ENP 7ENT 10~LOAD 9~CLR 1CLK2U274HC154DW_6VO23O34O56O45O67O12O78O01O89O910O1011O1113O1214O1315O1416O1517A 23B 22C 21D20~G118~G219VCCOUTU3555_TIMER_RATEDGNDDIS RST THR CONTRI 13910115.3译码显示电路用100Ω连接在5V 电源与LED 灯之间，来保证LED 灯上通过的电流处于最大电流内，用74HC154来实现计数器输出数字的译码，从而使对应灯亮起。

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二、课程设计目的：1、巩固和加强“数字电子技术”、“模拟电子技术”课程的理论知识的理解和应用。

2、掌握电子电路的一般设计方法，了解电子产品研制开发的过程。

3、提高电子电路实验技能及Multisim10仿真软件的使用能力。

《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均为5V。

运用了所学的555定时器、译码器、模式，采用TTL集成电路，电压Vcc计数器与逻辑门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目录引言 (1)1．课程设计目的 (2)2．课程设计要求 (2)3．电路组成框图 (3)4．元器件清单 (4)5．各功能块电路图 (4)5.1 脉冲信号发生器 (4)5.1.1 555定时器 (4)5.1.2 多谐振荡器 (6)5.2 顺序脉冲发生器 (8)5.3 彩灯循环系统 (11)6．仿真电路总图 (13)7．结果分析 (14)8．总结 (14)参考书目 (15)附录 (16)引言数字电子技术实验是一门重要的实践性技术基础课程，开设本课程的目的在于使学生理论联系实际，在老师的指导下完成大纲规定的实验任务。

Multisim电路仿真及应用仿真实训一：彩灯循环控制器的设计与仿真分析变换的彩灯已经成为人们日常生活不可缺少的点缀。

那么这些变化的灯光是如何控制的呢？这就是我们下面要讨论的课题—彩灯循环控制电路。

电路设计分析彩灯循环控制技术指标：1.彩灯能够自动循环点亮。

2.彩灯循环显示且频率快慢可调。

3.该控制电路具有8路以上输出。

仿真实训二：交通信号灯控制系统的设计与仿真分析十字路口的交通信号灯是我们每天出行时都会遇到的，信号灯指挥着行人和各种车辆安全有序的通行。

实现红、绿灯的自动控制是城市交通管理现代化的重要课题，合适的信号灯指挥系统可以提高城市交通的效率。

下面我们以该课题为例进行设计与仿真分析。

电路设计分析交通信号灯控制系统的技术指标：1.主、支干道交替通行，主干道每次放行30s，支干道每次放行20s。

2.绿灯亮表示可以通行，红灯亮表示禁止通行。

3.每次绿灯变红灯时，黄灯先亮5s（此时另一干道上的红灯不变）。

4.十字路口要有数字显示，作为等候时间提示。

要求主、支干道通行时间及黄灯亮的时间均以秒为单位作减计数。

5.在黄灯亮时，原红灯按1HZ的频率闪烁。

6.要求主、支干道通行时间及黄灯亮的时间均可在0-99s内任意设定。

仿真实训三：篮球比赛24秒倒计时器的设计与仿真分析电路设计分析：计时器在许多领域均有普遍的应用，篮球比赛中除了有总时间倒计时外，为了加快比赛节奏，新的规则还要求进攻方在24秒内有一次投篮动作，否则视为违规。

本设计题目“篮球比赛24秒倒计时器”从数字电路角度讨论，实际上就是一个二十四进制递减的计数器。

电路设计技术指标：1.能完成24秒倒计时功能。

2.完成计数器的复位、启动计数、暂停/继续计数、声光报警等功能。

仿真实训四：多路抢答器的设计与仿真分析抢答器是各种竞赛活动中一种常用的必备装置，其发展也比较快，从一开始的仅具有抢答锁定功能的单个电路，到现在的具有倒计时、定时、自动（手动）复位、报警（即声响提示，有的以音乐的方式来体现）、屏幕显示、按键发光等多种功能、计数融合的产品。