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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：产生时钟cp 花型控制花型演示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。
多路彩灯控制器目录摘要······················································一课程名称·······························二内容实验·······························三具体要求·······························四方案论证·······························五单元电路·······························六仿真结果·······························七实验小结······························参考文献·······················································一，课程名称多路彩灯控制器二，内容摘要当今时代科技发展日异月新，彩灯作为一种景观应用越来越多。
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。
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。
桂林电子科技大学信息科技学院《数字逻辑电路》实训报告学号姓名指导教师：2010 年 07 月 13 日多路彩灯控制电路1.整机设计1.1 设计要求（1）功能要求：八个彩灯用8个放光二极管代替；（2）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；（3）彩灯亮点移动时间间隔取1秒；（4）彩灯的布图形状随意；（5）让学号的最后两位编码点亮相应的灯，能实现循环左右移，可控制彩灯亮灭速度1.1.1 设计任务通过查找资料设计彩灯的原理图﹑PCB图使其能实现全亮﹑全灭﹑左移﹑右移等功能，让学号的最后两位编码点亮相应的灯，能实现循环左右移，可控制彩灯亮灭速度1.1.2 性能指标要求彩灯亮点的时间间隔为1秒，占空比为50%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产生电路其主要原理框图如下：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（1）彩灯演示电路2片移位寄存器74LS194级联实现。
其八个输出信号端连接八个300欧电阻（保护发光二极管）和八个发光二极管。
其电路图如下彩灯演示电路图（2）彩灯控制电路移位寄存器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移位脉冲的作用下依次左移或右移。
既能左移又能右移的叫双向移位寄存器。
根据移位寄存器存取信息的方式不同分：串行串出，串入并出，并入串出，并入并出4种形式。
本电路由2片移位寄存器74LS194级联实现。
其八个输出信号端连接八个300欧电阻（保护发光二极管）和八个发光二极管和一片74LS04（控制彩灯循环亮的作用）和拨码开关控制输入的高低电平。
其图如下：彩灯控制电路图CP 移位脉冲动=输入端 CR 非异步置0低电平有效 工作方式控制端S1 S0 = 00 时，保持功能。
S1 S0 = 01 时，右移功能。
《数字逻辑电路》彩灯控制电路实训报告1 整机设计1.1 设计要求1.1.1设计任务利用所学的数字逻辑电路的相关理论知识设计并制作一个彩灯控制电路。
1.1.2性能指标要求1. 具有控制彩灯右移、左移、全亮及全灭等功能；2. 彩灯移动至少有 4 种速度；3. 可以实现循环左、右移；4. 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基本原理彩灯控制电路利用移位寄存器（SN74LS194N）、定时器（NE555）和控制逻辑电路等元件相互配合，通过控制移位寄存器的状态和定时器的脉冲信号，实现彩灯的亮灭和移动效果。
1.2.2总体框图2 各功能电路实现原理及电路设计1. 脉冲产生电路使用NE555定时器芯片，NE555工作在脉冲发生器模式下，产生可调节频率的方波脉冲信号。
通过调节电阻和电容值，可以调节脉冲的周期。
2. 移位寄存器电路使用74LS194N移位寄存器芯片，它可以存储和移动数据。
在这里，我们将其配置为移动模式，用于控制彩灯的移动和亮灭。
3 制作与调试过程用 Altium Designer 软件画出电路原理图和 PCB 图；根据提供的电路设计图和所需元件清单，准备好所需的电子元件和工具；将元件按照电路设计图的连接方式焊接在电路板上。
确保焊接的连接正确并且没有短路；仔细检查电路的连接，确保所有元件都正确连接，并且没有接触不良或短路现象；将电路连接到电源上，确保电源的电压和电流符合元件的额定值，并确保极性正确。
逐步测试电路的各个功能模块，首先测试脉冲产生电路，确保它能够产生可调节周期的脉冲信号；然后测试移位寄存器电路，确保它能够正确存储和移动数据。
4 电路测试4.1 测试仪器与设备示波器；信号发生器；万用表。
4.2 功能测试使用开关，测试彩灯控制电路对按键的响应，观察LED指示灯的状态。
5 实训结论本次实训中，我们设计了一个彩灯控制电路，包括脉冲产生电路和移位寄存器电路。
通过功能测试，我得出了以下结论：1. 彩灯控制电路可调周期的脉冲产生电路，使用NE555定时器芯片实现。
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。
实验八彩灯控制电路设计
一、实验目的：
掌握彩灯控制电路的设计方法。
二、实验设备：
数字电路实验箱，74LS00、74LS90、74LS86、74LS138。
三、实验原理：
74LS00是四2输入与非门，74LS90是二—五—十进制异步计数器，74LS86是四2输入异或门，74LS138是三—八线译码器。
四、实验内容：
输入00，彩灯全灭；输入01，彩灯左移；输入10，彩灯右移；输入11，彩灯全亮。
五、实验结果：
用74LS90实现四进制计数，通过74LS138译码成移位信号，实现彩灯左右移。
左右移由异或门控制。
00、01、10、11分别与0异或就是原码，与1异或就是反码11、10、01、00，彩灯移动方向刚好相反。
译码器的EN1由输入异或的结果控制，输入00、11时译码器不工作，输出全为1，通过运算可以得到全0的结果：
输入：00
输入：01
输入：10
输入：11
经验证，结果与理论相符。
西安邮电学院
数字电路课程设计报告书
——多路彩灯控制器
学院名称：电子工程学院
学生姓名：柳黄巍(3)
专业名称：电子科学与技术
班级：科技0904
实习时间：2011年12月5日——2011年12月16日
作者姓名
柳黄巍
作者单位
西安邮电学院
电子科学与技术
0904班
一、引言
多路彩灯是现代大都市美化夜景的灯饰之一多路彩灯控制器大多是采用模拟或数字技术设计的，本次实验是为了体验该设计过程并完成以下目的：
1.了解多路彩灯控制器的原理及设计方法。
2. 良好掌握数字电路课程所学的理论知识。
3. 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。
4.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。
二、系统设计
1 设计要求
任务：设计一满足以下要求的8路移存型彩灯控制器。
(1)、彩灯明暗变换节拍为1.0s。
(2)、可以演示四种花形，花形自拟。
(3)、选作：彩灯明暗变换节拍为2.0s，两种节拍交替运行。
2 数学建模
四种花型——都是以四个为一组，a：同时从右依次亮再从左依次灭，b: 同时从两边亮再以此灭， c：同时从中间向两边亮
再依次灭，d：同时从左边以此亮从右边灭，先以慢节
拍循环一次，再以快节拍循环一次。
当状态信号为
0010000时变频。
设计框图如下：
彩灯灯控制电路真值表：
3、总体方案
将整体电路分为四块。
第一块：实现时钟信号的产生：由555定时器组成逻辑器件产生CP，由D触发器74实现CP脉冲二分频；
第二块：实现节拍控制：由151八选一数据选择器利用高位片计数器返回的控制信息实现CP脉冲的选择从而实现节拍控制；
第三块：实现花型的控制：利用两片161计数器通过对194控制端S1 ，S0，SL，SR的控制实现花型；
第四块：实现花型的演示：194输出端控制LED灯。
主体框图如下：
实验采用161计数器实现主体功能：花型的实现、花型之间的控制和节拍信号的返回。
用151通过161返回的节拍结束信息作为地址端选择两个不同的CP脉冲，而两个CP脉冲由555(产生CP脉冲)和74(CP脉冲二分频)产生。
4单元电路设计
定时器电路的设计
用555定时器产生1秒的脉冲
分频电路的设计
用D触发器产生2秒的脉冲。
只需将输出的非给输入即可
节拍选择电路用151选择
计数电路
有两片161级联，每片都是模16，用低位片的Q3控制一片194，再用高位片的Q1控制另一片194
用194去控制彩灯的花型变化
总体电路图：
电路组装完成后，实际测量的各个单元电路的输入、输出信号波形。
花型1波形（从上到下，依次为CP、LED1~LED8）
花型2波形（从上到下，依次为CP、LED1~LED8）
花型3波形（从上到下，依次为CP、LED1~LED8）
花型4波形（从上到下，依次为CP、LED1~LED8）
三、系统联调中发生的问题和解决方法
1.在实际联电路时，会出现接触不好等情况。
这是由于面包板
的质量和连线时线头裸露部分没有完好的接触面包板的铜
片造成的。
这时只能用万用表测量各个接头的电压来判断是
否是接触不好
2.各个元器件的工作电压是不能超过他本身的最大承受电压
的，作实验时应注意这一点，否则，会造成元器件的损坏。
在作实验时，不少人就是因为这一点而烧坏了器件
3.应该注意发光二极管应接上行或下行电阻来保护他的电压
不致过大而损坏二极管。
4.组装电路一定要分模块进行，如果把电路都整体连好但电路
如果不工作的话，查错会很难。
5.555脉冲输出电路不能输出脉冲，检查的方法是看电容和电
阻接触是否良好。
6.计数器的工作不正常，低位计数而高位不计，原因两块161
的级联出问题，检查CO端CTP端是否连接完好。
7.有些问题，用万用表可查出来，有时测得电压在2到3V之
间，那就意味着这里有问题，高低电平区分不出，仔细检查。
8.连好电路后，发现只有两种花型，每种花型都重复两遍，结
果用万用表一测发现是161低位片的Qd与194低位片的S1
接触不好，导致两个花型出不来
9.连好电路后，发现芯片热，用万用表检查后，发现是电源正
负极对接短路。
四、设计总结
课程设计刚开始，拿着选定的题目不知如何入手。
课程设计不同于实验课，电路图都要自己设计。
静下心来，仔细分析题目查阅资料，再加上指导老师的说明与提示，心中才有了一点想法。
将整个系统根据不同的功能化分成模块，再分别进行设计，各个攻破，最后再将其整合即可。
在设计过程中，既有用过的芯片，又有没用过的，只能自己查表，分析功能。
现学现用。
最后调试阶段，哪怕一个小小的错误也会使结果出不来。
只好一条线一条线地查，一个孔一个孔地测。
结果终于出来了，又发现有的地方还应改进。
如快慢节拍不是很明显，花型比较简单，且555产生的时钟信号频率太小等等。
通过这次课程设计，使我受益颇多。
既巩固了课堂上学到的理论知识，又掌握了常用集成电路芯片的使用。
在此基础上学习了数字系统设计的基本思想和方法，学会了科学地分析实际问题，通过查资料、分析资料及请教老师和同学等多种途径，独立解决问题。
总之，在这次实习中使我加深了对数字电路的理解，明白了理论和实践相结合的
道理，不仅仅巩固了数电知识，加强了我合作讨论的意识，并且培养了我积极的学习态度和严谨的作风。
在实习中，我体会到了理论与实践的结合的重要性，就算知道理论知识，利用理论知识结合电路图连电路，并不是一件简单的事情，尤其是实验板的连接时，电路图连的虽然是正确的，但是不能实现花型，会检查出很多理论知识中所没有的实际问题，不是面包板的问题就是连接线的问题，还有芯片管脚的问题，在反复调试后才出现花型，所以在接线时一定要谨慎，连接好之后还要认真检查。
五．参考文献
张亚婷等编著《数字电路实验指导书》
王毓银《数字电路逻辑设计》高等教育出版社
高书莉《数字系统设计——数字电路课程设计指南》北京邮电大学出版社
毕满清《电子技术实验与课程设计》机械工业出版社
陈汝全《电子技术常用器件应用手册》科学技术出版社
西安邮电学院数字电路课程设计成绩鉴定表。
