四路彩灯系统报告书

湖南第一师范学院课程设计报告四路彩灯显示系统起止日期：自2011年12月19日至2011年12月30日信息科学与工程系系（部）Xx学生姓名xxxxxxxxxxx班级xxxxxxxxxxxx学号成绩xxxxxxxxxx指导教师(签字)2011年12月30日湖南第一师范学院课程设计任务书2011-2012学年第一学期系（部）信息科学与工程系专业电子科学与技术班级 xxx 课程名称：数字电子技术设计题目：四路彩灯显示系统指导教师（签字）：年月日教研室主任（签字）：年月日目录1 概述 (1)1.1 前言 (1)1.2 设计要求 (1)1.3设计总思路 (1)2 方案的选择 (1)3单元电路的设计和元器件的选择 (2)3.1时钟脉冲产生电路 (2)3.2循环控制电路 (3)3.3彩灯花样输出电路 (4)3.1.2运用到74LS194功能表 (4)3.1.3制计数器的输出端的C、D信号控制移位寄存器的S0和S1及其ＣＬＲ＇端真值表 (5)3.4各元器件逻辑符号与引脚图解 (5)4 经验体会 (7)4.1设计过程中遇到的问题及解决方案 (7)4.2设计体会 (7)4.3对该设计的建议 (8)参考文献 (8)附录A彩灯花样输出电路连线图 (9)附录B 总电路设计 (10)附录C EDA仿真电路图 (11)附录D 元器件清单 (12)1 概述1.1 前言用中规模集成电路设计并制作一个四路彩灯显示系统，可用于节日庆典，医院病房等多处地方，同用单片机控制相比，它具有准确，不易受外界干扰出错，因而得到了广泛的应用。

小到人们日常生活中的电子贺卡，大到宾馆、医院等公共场所的大型数显电子钟。

1.2 设计要求用中规模集成电路设计并制作一个四路彩灯显示系统，要求如下：1·开机自动置入初始状态后即能按规定的程序进行循环显示。

2·程序由三个节拍组成：第一节拍时，四路输出Q1～Q4依次为1，使第一路彩灯先点亮，接着第二，第三，第四路彩灯点亮。

电子技术课程设计报告设计名称：四路彩灯姓名学号：秦江 *********同实验者：安煜 021212215指导老师：***完成学期： 2013-14（二）一．目的意义及原理本次课题设计的目的是：1.共有四个彩灯，分别实现三个过程，构成一个循共12秒；2.第一个过程要求四个彩灯依次点亮，共4秒；3.第二个过程要求四个彩灯依次熄灭，共4秒，先亮者先灭；4.最后四秒要求四个灯同时亮一下灭一下，共闪4下。

四路彩灯采用的是四位双向通用位移存储器74LS194，将四路彩灯接在Q0到Q4上，SR稳定接高电平，SL稳定接低点位，而DO到D3接周期为1秒的方波信号。

CLK的信号频率为2Hz，这样才可以在D0到D3的一个周期内出现CLK的两个上升沿，Q0到Q3分别读到1和0 各一次，如图一。

图一 1Hz和2Hz方波信号即正确的时钟信号在整个12秒的时间应该是前8秒为1Hz的频率，后4秒变为2Hz的频率，因此用555定时器产生2Hz的方波信号，再用D触发器分频产生1Hz的方波信号，如图二。

图二 1Hz和2Hz方波信号原理图再来确定S1S0的信号，四种工作方式种剔除第一种S1S0为00的情况，那么S1S0应按01、10、11的顺序循环，可设为一个同步计数器，时钟周期为4秒，共三个状态。

图三四路彩灯原理图二．Proteus仿真过程1.元件清单原件名称型号数量原件名称型号数量电阻510K 2个集成芯片74LS194 1个电阻100K 2个集成芯片74LS00 3个电阻330 4个集成芯片74LS04 1个普通电容0.47μF 1个集成芯片74LS74 3个普通电容0.01μF 1个集成芯片NE555 1个二极管1N194 1个开关SW-SPTD 1个1）电源统一使用稳压源输出电压。

2）电阻阻值有一些微小变化，以元件中现有的相近阻值替代。

2.电路仿真过程和运行结果在Proteus中画出用555产生的1Hz和2Hz方波信号仿真图，如下图所示：图四 555产生的1Hz和2Hz方波信号仿真图在Proteus中画出四路彩灯仿真图，点击运行，灯泡变亮。

综合实验3 4路彩灯显示系统的设计与实现姓名：李唐专业：11级通信学号：2010112058实验目的与逻辑功能要求：用中规模集成电路设计并制作一个四路彩灯显示系统，要求如下：1、开机自动置入初始状态后即能按规定的程序进行循环显示。

2、程序由三个节拍组成：第一节拍时，四路输出Q1～Q4依次为1，使第一路彩灯先点亮，接着第二，第三，第四路彩灯点亮。

第二节拍时，Q4～Q1依次为0，使第四路彩灯先灭，然后使第三，第二，第一路彩灯灭。

第三节拍时，Q1～Q4输出同时为1态0.5秒，然后同时为0态0.5秒，使四路彩灯同时点亮0.5秒然后同时灭0.5秒，共进行4次。

每个节拍费时都为4秒，执行一次程序共需12秒3、用发光二极管显示彩灯系统的各节拍实验仪器与器件:直流稳压电源一台；数字试验箱一台；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75ls153。

74ls00。

555定时器，D触发器74ls74（2个）；4路逻辑电平LED显示电路，秒脉冲发生器（试验箱自带）。

实验原理框图:实验原理框图如图所示；设计总思路:根据任务要求，要实现本系统，循环控制电路和彩灯花样输出电路。

，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。

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、左移和保持。

第一节拍为1右移，第二节拍为0左移，第三节拍移位寄存器保持状态，彩灯直接由CP脉冲控制。

由于程序循环一次要12秒，故需要一个12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.仿真图:名句赏析！！！！！不限主题不限抒情四季山水天气人物人生生活节日动物植物食物山有木兮木有枝，心悦君兮君不知。

____佚名《越人歌》人生若只如初见，何事秋风悲画扇。

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。

四路彩灯设计实验报告1. 引言彩灯设计实验是电子实践课程中的一项基础实验，通过设计和搭建电路，控制四路彩灯的亮灭和颜色变化，培养学生对电路原理和电子元件的实际运用能力。

本实验报告将详细介绍实验的设计思路、实验过程和实验结果，并对实验中遇到的问题进行分析和总结。

2. 设计思路本实验的主要目标是设计一个能够控制四个灯泡亮灭和变化颜色的电路。

基于这个目标，我们采用了以下设计思路：1. 使用Arduino开发板作为控制中心，通过编程实现对彩灯的控制。

2. 运用PWM (脉宽调制)技术来控制灯泡的亮度和颜色变化。

3. 使用LED灯泡作为彩灯的光源，通过调整电流来控制亮度和颜色。

3. 实验过程3.1 实验器材和元件- Arduino开发板- 面包板- 杜邦线- RGB LED灯泡x 4- 电阻x 4- 电阻箱- 电源3.2 实验步骤3.2.1 电路搭建首先，我们将Arduino开发板和面包板连接起来，并将四个RGB LED 灯泡和电阻连接到面包板上。

连接电路的示意图如下：3.2.2 程序编写接下来，我们使用Arduino开发软件编写程序。

程序的基本思路是通过控制PWM输出来控制灯泡的亮灭和颜色变化。

程序的核心代码如下：int redPin = 9;int greenPin = 10;int bluePin = 11;void setup() {pinMode(redPin, OUTPUT);pinMode(greenPin, OUTPUT);pinMode(bluePin, OUTPUT);}void loop() { analogWrite(redPin, 255); analogWrite(greenPin, 0); analogWrite(bluePin, 0); delay(1000);analogWrite(redPin, 0); analogWrite(greenPin, 255); analogWrite(bluePin, 0); delay(1000);analogWrite(redPin, 0); analogWrite(greenPin, 0); analogWrite(bluePin, 255); delay(1000);analogWrite(redPin, 255);analogWrite(greenPin, 255);analogWrite(bluePin, 0);delay(1000);}3.2.3 实验验证完成电路搭建和程序编写后，我们将Arduino开发板连接到电脑上，上传程序，并将电源接入电路。

电子工艺与数字逻辑课程设计报告班级：姓名：学号：指导教师：撰写日期：目录目录目录 (2)第一章课程设计内容与要求分析 (4)1.1 课程设计内容 (4)第二章单元电路 (5)2.1系统单元电路组成 (5)第三章实现 (6)3.1零件清单 (6)3.2实物电路图 (6)3.3结果 (8)第四章 74LS194功能表 (9)第五章实验总结 (11)第六章参考文献 (12)第七章评语及成绩 (13)、一、课程设计任务书1.课程题目四路彩灯显示系统设计2.设计内容设计一个四路彩灯控制器,要求系统启动后自动从初始状态按照规定程序完成3个节拍的循环演示。

第一节拍：四路彩灯从左向右逐次渐亮，灯亮时间1S，共用4S；第二节拍：四路彩灯从右向左逐次渐灭，也需4S；第三节拍：四路彩灯同时亮0.5S,然后同时变暗,进行4次,所需时间也为4S。

第一章课程设计内容与要求分析第一章课程设计内容与要求分析1.1课程设计内容设计要求设计用中规模集成电路设计并制作一个四路彩灯显示系统，要求如下：1.开机自动置入初始状态后即能按规定的程序进行循环显示；2.程序由三个节拍组成：第一节拍时，四路输出Q1～Q4依次为1，使第一路彩灯先点亮，接着第二，第三，第四路彩灯点亮。

第二节拍时，Q4～Q1依次为0，使第四路彩灯先灭，然后使第三，第二，第一路彩灯灭。

第三节拍时，Q1～Q4输出同时为1态0.5秒，然后同时为0态0.5秒，使四路彩灯同时点亮0.5秒然后同时灭0.5秒，共进行4次。

每个节拍耗时都为4秒，执行一次程序共需12秒；3.用发光二极管模拟显示彩灯系统的各节拍。

第二章单元电路2.1系统单元电路组成模12计数器74LS163起节拍产生和控制作用，每4s一个节拍，3个节拍共12s后反复循环。

大致电路图如下：四路彩灯8.doc四路彩灯8.doc由一个74LS163、一个与门和一个与非门组成，这图用的是反馈置数法，当输出端QD,QC,QB,QA为1011时，LOAD’端接收到低电平0，此时74LS163输出端就重新回到了0000状态。

太原理工大学现代科技学院数字电路逻辑设计课程设计设计名称4路彩灯显示系统专业班级信息13-1班学号2013100000姓名0指导教师张文爱太原理工大学现代科技学院课程设计任务书注：课程设计完成后，学生提交的归档文件应按，封面—任务书—说明书—图纸的顺序进行装订上交（大张图纸不必装订）专业班级信息13-1班学号2013100 姓名0 成绩设计名称：四路彩灯显示系统一、设计目的（1）熟悉常用中规模计数器的逻辑功能。

（2）掌握计数、译码电路的工作原理及应用。

（3）熟悉移位寄存器的工作原理、典型应用和调试方法。

二、设计任务与要求设计一个四路彩灯控制器，要求：（1）开机后可自动从初始状态按规定程序进行循环演示。

（2）彩灯花型由三个节拍组成。

（3）第一节拍：逐次渐亮，灯亮时间1秒，共用4秒钟。

（4）第一节拍：四路彩灯按逆序渐灭，也需4秒钟。

（5）第三节拍：四路彩灯同时亮0.5秒，然后同时变暗0.5秒，要进行四次，所需时间也为4秒，三个节拍完成一个循环。

（6）彩灯用发光二极管(LED)模拟。

三、设计原理(1)实验灯光变换效果如下图：0~1s1~2s 2~3s 3~4s6~7s 5~6s 4~5s 8~8.5s 8.5~9s 9~9.5s 9.5~10s11.5~12s 11~11.5s 10.5~11s 10~10.5s ……………………………………装………………………………………订…………………………………………线………………………………………4路彩灯显示系统框图（2）因为系统要经历3个节拍，然后一直循环，灯光还要有相应的变化，所以需要一个实现节拍计数器，12个变化一循环所以可以采用74LS161来实现，实现计数之后，相应的灯光也要发生变化，逐渐变亮和逐渐变暗可以通过一个移位寄存器来实现，假设灯亮为1，则需要经历0000->1000->1100->1110->1111->1110-> 1100->1000->0000这个过程，可以使用74LS194的左移入0功能和右移入1功能来实现。

课程设计四路彩灯显示系统一、设计目的⑴熟悉常用中规模计数器的逻辑功能。

⑵掌握计数、译码器的工作原理及应用。

⑶熟悉移位寄存器的工作原理、典型应用和调试方法。

二、设计任务与要求设计一个4路彩灯控制器，要求：开机后可自动从初始状态按规定程序进行循环演示。

⑴开机后可自动从初始状态按规定程序进行循环演示。

⑵彩灯花形又3个节拍组成。

第一节拍：逐次渐亮，灯亮时间1S，共用4S。

第二节拍；4路彩灯按逆序渐灭，也需4S。

第三节拍；4路彩灯同时亮0.5S，然后同时变暗0.5S，要进行4次，所需时间也为4S，3个节拍完成一个循环。

⑶彩灯用发光二级管（LED）模拟。

三、设计仪器与器件⑴数字电路实验箱。

⑵器件：74LS04、74LS08、74LS10、74LS32(两片)、74LS161、74LS194分析以上设计任务，该控制系统完成如图1所示的控制流程，系统结构框图如图2所示。

图1：四路彩灯控制流程图图2：四路彩灯控制系统结构框图（1）74LS161的功能表74LS194的功能表（2）根据电路图根据74LS161的功能表310Q Q Q LD ••= 所以只要1=LD ，则芯片一直运行记数功能，132M Q Q =+，10M M = ，所以01=M 时，10=M 实现右移，10=Q 当11=M 时，00=M ，实现左移，03=Q设161的输出分别为，0Q 1Q 2Q 3Q ，194的输出分别为A Q B Q C Q D Q输出：n n A n AQ CP Q Q 31•↑+=+，n nB n B Q CP Q Q 31•↑+=+ n nC n C Q CP Q Q 31•↑+=+，n nD n DQ CP Q Q 31•↑+=+ 3Q 为1时，与CP 脉冲经过与门，随着CP 脉冲的变换，与门输出结果发生变换，8种情况，即明暗各变换4次。

（3）根据以上分析，得到状态转移图六、设计分析四路彩灯既有四路输出，设依次为dQ 、c Q 、b Q 、a Q ，若“1”表示灯亮，“0”表示灯灭，由课题要求可知四路彩灯显示系统要求如下表1所示的输出显示。

四路彩灯设计实验报告
彩灯是各式电工装置中一种最常见的家用电器，它可以不同的颜色照亮空间，改善视觉效果。

近年来，一些杰出的电气和光学工程师，经过深入的研究和实验，将普通的彩灯制作技术发展到更新颖的彩色灯饰安装领域，因此，引发了四路彩灯的普及和发展。

为了研究四路彩灯相关知识，我在实验室中进行了“流量控制四路彩灯”的设计实验，实验场地为实验室中的桌面。

首先，根据实验的要求，我在实验室中购买了一台四路彩灯，以及相关电子元件，如三极管、电阻、电容、电阻、LED灯等，把四路彩灯安装在实验台上，装上电源供给开关，可以满足实验室实验需求。

然后，根据实验需要，在实验台上，建立了相关电路线路，接下来，在电路线路设计中，采用了把莫尔斯电码传输到芯片中，让芯片处理后，通过把四个LED灯串联起来，来控制四路彩灯的亮度，就完成了流量控制功能。

最后，完成以上电路设计，使四路彩灯按照一定节奏闪烁，实现对四路彩灯可控，内容丰富多样。

通过实验，我们学习到了LED显示器的电路结构，以及“流量控制四路彩灯”的实现原理，详细了解了彩色灯的基本工作原理，并取得了不错的结果。

因此，使用这款四路彩灯装置可以获得非常可观的成果，使空间更加活跃。

在经历这次设计实验后，我的实验技能也得到了大幅度提高，受益匪浅。

word格式文档数字逻辑综合性实验设计报告课程名称数字逻辑实验题目名称四路彩灯显示系统逻辑电路设计班级学号学生姓名同组班级同组学号同组姓名指导教师武俊鹏、孟昭林、刘书勇、赵国冬2013年 06 月哈尔滨工程大学摘要四路彩灯常见于节庆场合，按照某种规则点亮或者闪烁彩灯，本次数字逻辑电路设计实验主要完成四路彩灯的控制流程，控制流程如下：1)第一路彩灯先点亮，然后依次点亮第二路、第三路、第四路；2)第四路先灭，然后第三路、第二路、第一路依次灭；3)四路彩灯均亮0.5s灭0.5s，共四次；4)从1)开始循环。

本次实验采用中小规模集成电路进行彩灯显示系统的设计，具体使用74LS161作为循环控制电路，74LS194控制彩灯花型显示，并用若干基本与门、非门、与非门等芯片基本逻辑电路。

关键词：四路彩灯；计数器；移位寄存器；中小规模集成电路；目录目录1 需求分析........................................... - 3 -1.1 基本功能要求.................................. - 3 -1.2 创新拓展功能.................................. - 3 -1.3 设计原理 ..................................... - 3 -2.1 系统逻辑结构设计.............................. - 5 -2.1.1 循环控制电路............................. - 5 -2.1.2 四路彩灯状态显示......................... - 7 -2.2 系统物理结构设计............................. - 10 -2.2.1 循环控制电路物理结构.................... - 10 -2.2.2 状态显示电路物理结构.................... - 11 -2.2.3 完整系统电路物理结构.................... - 12 -3 系统实现.......................................... - 12 -3.1 系统实现过程................................. - 13 -3.2 系统测试..................................... - 13 -3.3 系统最终电路图............................... - 13 -3.4系统团队分工.................................. - 14 -4 总结.............................................. - 16 - 参考文献............................................ - 17 -1 需求分析1.1基本功能要求用小规模集成电路设计并制作一个四路彩灯显示系统的要求如下：1)开机自动置入初始状态后即能按规定的程序进行循环显示。

目录0.前言 01.总体方案的设计 02.硬件电路的设计 (1)2.1 时钟电路设计 (1)2.2 单片机 (1)2）汇编指令 (3)2.3 LED彩灯 (3)3.软件设计 (4)4.调试分析及说明 (4)4.1第一节拍的调试 (4)4.2第二节拍的调试 (5)4.3第三节拍的调试 (5)5.结论 (5)参考文献 (6)课设体会 (7)附录1 电路原理 (8)附录2 程序清单 (9)四路彩灯控制系统的设计许山沈阳航空航天大学自动化学院摘要：彩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。

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，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。

这种彩灯控制器结构往往有芯片过多、电路复杂、功率损耗大等缺点。

此外从功能效果上看，亮灯模式少而且样式单调，缺乏用户可操作性，影响亮灯效果。

这里我们所设计的四路彩灯控制系统是8051单片机作为控制核心，电源开关等较少的辅助硬件电路相结合，利用软件实现对彩灯的控制。

本系统具有硬件少、体积小、电路结构简单等优点，而且方便调节亮灯模式，只需要修改软件程序，无需修改硬件电路等。

关键词：单片机；四路彩灯；控制0.前言近年来，随着电子技术和微机计算机的迅速发展，单片机的档次不断提高，其应用领域也在不断的扩大，已在工业控制、尖端科学、智能仪器仪表、日用家电、汽车电子系统、办公自动化设备、个人信息终端及通信产中得到了广泛的应用，成为现代电子系统中最重要的智能化的核心部件。

尤其是单片机在最小系统的应用越来越多，也越是成熟。

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，这样一旦制作成品只能按照固定的模式闪亮，不能根据不同场合、不同时间段的需要来调节亮灯时间、模式、闪烁频率等动态参数。

数字电路逻辑设计课程设计设计题目：四路彩灯显示系统专业班级：姓名：学号：设计课题：四路彩灯显示系统设计1. 设计任务和要求设计一个四路彩灯控制器,设计要求如下：（1） 接通电源后，彩灯可以自动按预先设置的程序循环闪烁。

（2） 设置的彩灯花型由三个节拍组成：第一节拍：四路彩灯从左向右逐次渐亮，灯亮时间1s ，共用4s ； 第二节拍：四路彩灯从右向左逐次渐灭，也需4s ；第三节拍：四路彩灯同时亮0.5s,然后同时变暗,进行4次,所需时间也为4s 。

（3）三个节拍完成一个循环，一共需要12s 。

一次循环之后重复进行闪烁。

2. 设计分析四路彩灯既有四路输出，设依次为dQ 、cQ 、bQ 、aQ ，若“1”表示灯亮，“0”表示灯灭，由课题要求可知四路彩灯显示系统要求如下表1所示的输出显示。

表1 四路彩灯输出显示由上表可知，需要一个分频器起节拍产生和控制作用，每4s 一个节拍，3个节拍共12s 后反复循环。

一个节拍结束后应产生一个信号到节拍程序执行器，完成彩灯渐亮、渐灭、同时亮、同时灭等功能。

分频及节拍控制可以用一个模12计数器来完成；彩灯渐亮、渐灭可以用器件的左移、右移功能来实现，因此可选用移位寄存器74194来完成。

同时亮0.5s 、同时灭0.5s 可考虑把1Hz 的秒脉冲信号直接加到输出显示端来完成。

综上所述，要完成四路彩灯显示功能需要有分频器、节拍控制器、节拍程序执行器及脉冲源等电路。

记第一，二，三节拍分别为012Y Y Y 有效时间应为4秒，0Y 结束1Y 马上开始，1Y 后2Y 马上开始，如此循环不断。

为此可考虑采用移位寄存器构成的移位型控制器。

由于有三个状态，因此需要用三个触发器对现时状态进行记忆，为使各状态的有效时间间隔为4秒，则驱动该移位控制器动作时钟周期应为4秒。

应在开机瞬间，使移位型控制器的状态被确定下来，即012Y Y Y 节拍应为100，可控制输入信号使触发器置位、复位来实现。

为实现0Y 功能要求器件具有右移功能，为实现1Y 功能要求器件有左移功能；而且左、右移输入可为“0”也可为“1”；为实现2Y 功能，要求器件同时具有并行置数功能。

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：。

电子工艺与数字逻辑课程设计报告班级：姓名：学号：指导教师：撰写日期：2013.06.09肇庆学院计算机学院软件学院目录第一章课程设计内容与要求分析 ................................................................................................... - 3 -1．1任务与要求 (3)1．2设计要求 (3)1．3主要设计条件 (3)第二章设计总思路........................................................................................................................... - 4 -2．1基本原理 (4)2．2框图 (4)第三章单元电路设计......................................................................................................................... - 5 -3．1时钟脉冲产生电路 (5)3．1．1....................................................................................................................................... - 5 -3．1．2具体实现...................................................................................................................... - 5 -3．2循环控制电路 (6)3．2．1....................................................................................................................................... - 6 -3．2．2....................................................................................................................................... - 6 -3．3彩灯花样输出电路.. (6)3．3．1运用到74LS194功能表.............................................................................................. - 6 -3．3．2通过12进制计数器的输出端的C、D信号控制移位寄存器的S0和S1及其ＣＬＲ＇端真值表..................................................................................................................................... - 7 -第四章总电路设计......................................................................................................................... - 8 -第五章实验、调试及测试结果分析 ............................................................................................... - 8 -5．1结果的调试及分析 (8)5．2调试中出现的故障、原因及排除方法 (9)5．2．1彩灯只有一种花样变化，没有其它的花样：.......................................................... - 9 -5．2．2彩灯无规律变化：...................................................................................................... - 9 -5．2．3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：..................................................................................................................................................... - 9 -第六章课程设计总结..................................................................................................................... - 10 -参考文献........................................................................................................................................... - 10 -附录................................................................................................................................................... - 10 -第一章课程设计内容与要求分析1．1 任务与要求用中规模集成电路设计并制作一个四路彩灯显示系统，要求如下：1、开机自动置入初始状态后即能按规定的程序进行循环显示。

1、设计任务和要求1.1设计任务设计并制作一套彩灯控制系统1.2设计要求：1、四路彩灯从左向右逐次渐亮，时间间隔为1秒。

2、四路彩灯从左向右逐次渐灭，时间间隔为1秒。

3、四路彩灯同时亮，时间为0.5秒，然后同时变暗，时间为0.5秒，反复4次。

4、（选做）多种图形方案选择显示。

5、按照以上技术要求设计电路，撰写设计报告，绘制电路图。

6、电源：220V/50HZ的工频交流电供电。

发挥部分：对设计的电路用Multisim或OrCAD/PspiceAD9.2进行仿真。

自行设计：用万用板焊接元器件，制作电路，完成调试，测试。

2.系统设计2.1 系统要求1、设计思路清晰，给出整体设计框图；2、设计各单元电路，给出具体设计思路、电路器件；3、总电路设计；4、计算机仿真；5、安装调试电路；6、写出设计报告；2.2 方案设计总体方案的设计分析以上设计任务，该控制系统完成如图3-4所示的控制流程，系统结构框图如图3-5所示。

其中脉冲源采用秒脉冲发生器，用以提供频率为1Hz的时钟信号；分频器将1Hz的时钟信号四分频，用以产生0.25Hz（即4S）的时钟信号；节拍控制器产生三个节拍循环的控制信号；节拍程序执行器完成在每个节拍下的系统动作，即数据的左移、右移和送数功能，可以使用双向通用移位寄存器74LS194完成；显示电路完成系统循环演示的指示，可以用发光二极管模拟。

系统控制流程图及控制系统结构框图如下图所示：图1：四路彩灯控制流程图图2：四路彩灯控制系统结构框图方案一直流稳压电路设计：电源变压器，单桥式整流电路，电容滤波电路，稳压电路。

时序脉冲电路设计：555定时器组成多谐振荡器。

彩灯控制电路：分频器采用74HC163起节拍产生和控制作用。

优点：使用元件少，电路设计简单。

缺点：价格相对较高，连线线多。

彩灯演示。

方案二直流稳压电路设计：电源变压器，单桥式整流电路，电容滤波电路，稳压电路。

时序脉冲电路设计：555定时器组成多谐振荡器。

设计课题：四路彩灯显示系统设计一、 设计目的1、熟悉常用中规模计数器的逻辑功能。

2、掌握技术、译码电路的工作原理及应用。

3、熟悉移位寄存器的工作原理、典型应用和调试方法。

二、 设计任务与要求设计一个四路彩灯控制器,设计要求如下：（1）接通电源后，彩灯可以自动按预先设置的程序循环闪烁。

（2）设置的彩灯花型由三个节拍组成：第一节拍：四路彩灯从左向右逐次渐亮，灯亮时间1s ，共用4s ；第二节拍：四路彩灯从右向左逐次渐灭，也需4s ；第三节拍：四路彩灯同时亮0.5s,然后同时变暗,进行4次,所需时间也为4s 。

（3）三个节拍完成一个循环，一共需要12s 。

一次循环之后重复进行闪烁。

三、设计原理图(a)四路彩灯控制流程图四路彩灯即有四路发光二极管输出，设依次为、、、，若用高电平“1”d Q c Q b Q a Q 表示灯亮，低电平“0”表示灯灭，由课程设计要求可知四路彩灯显示系统有如下表所示的输出显示。

分频及节拍控制可以用同步十六进制计数器74LS161实现模12分频及节拍控制；彩灯渐亮、渐灭可以用器件的左移、右移功能来实现，因此可选用移位寄存器74LS194来完成。

同时亮0.5s 、同时灭0.5s 可考虑把1Hz 的秒脉冲信号直接加到输出显示端来完成。

综上所述，要完成四路彩灯显示功能需要有分频器、节拍控制器、节拍程序执行器及脉冲源等电路。

四、设计实现1、分频及节拍控制的实现分频及节拍控制可以用同步十六进制计数器74LS161实现模12分频及节拍控制。

12进制循环控制电路示意图2、彩灯花样输出电路记第一，二，三节拍分别为有效时间应为4秒，结束马上开始，后012Y YY0Y 1Y 1Y 马上开始，如此循环不断。

为此可考虑采用移位寄存器构成的移位型控制器。

由于有2Y=10 左移串行数据输入端 SL 经脉冲信号经四分频电路和 通过两或门组成的节拍电路，使四路彩灯从左到右依次灭共4秒，=001=11 并行数据输入端012Y YY 01S S A 、B 、C 、D 经脉冲信号经四分频电路和 通过两或门组成的节拍电路，使四路彩灯同时为“ 1”0.5秒、同时为“0”0.5秒，重复4遍共4秒，完成一个循环共需12秒，12个CP 脉冲。