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循环彩灯控制器的设计课程设计循环彩灯控制器设计课程设计设计目的：本课程设计的目的是让学生学习如何设计一个简单的循环彩灯控制器。
通过学习这个课程，学生将了解控制器的工作原理、电路设计、软件编程等方面的知识，并且掌握一定的实践操作能力。
课程目标：1. 理解循环彩灯控制器的工作原理；2. 掌握电路设计原理和方法；3. 掌握单片机程序设计方法；4. 能够独立设计循环彩灯控制器电路和程序。
课程大纲：第一章循环彩灯控制器的工作原理1.1 循环彩灯的基本原理；1.2 循环彩灯控制器的基本原理；1.3 循环彩灯控制器的分类。
第二章电路设计2.1 循环彩灯控制器电路的组成；2.2 电路元件的选型和参数计算；2.3 建立例程进行电路仿真；2.4 布局设计；2.5 原理图绘制。
第三章单片机程序设计3.1 概述C语言程序设计基础；3.2 循环彩灯控制器程序的基本流程；3.3 控制器的主程序设计；3.4 IO口和定时器的编程；3.5 中断优化程序设计。
第四章循环彩灯控制器的实现4.1 控制器电路板的焊接和测试；4.2 单片机软硬件程序烧录；4.3 硬件调试；4.4 软件调试。
设计流程：1. 理解循环彩灯控制器的工作原理。
在听讲、课外阅读和答疑互动等多种形式下，加强对循环彩灯、循环彩灯控制器的工作原理、分类等方面的理解。
2. 电路设计。
采用理论教学和实践操作相结合的方式，按照课程大纲的要求，进行电路设计，包括电路元件的选型和参数计算、建立例程进行电路仿真、布局设计、原理图绘制等环节。
3. 单片机程序设计。
理解C语言程序设计的基本概念和流程，在掌握单片机程序设计方法以后，独立完成循环彩灯控制器程序的编写，并利用仿真软件进行调试。
4. 循环彩灯控制器的实现。
根据设计流程，焊接电路板并进行测试，根据需要对电路板和程序进行调试和优化，最终实现循环彩灯控制器。
实验教学：在课程教学中，通过多样化的实验教学方式，激发学生的学习兴趣和主动性，提高学生的实践操作能力。
《数字电子技术基础》课程设计报告设计题目：彩灯循环控制器的设计专业：班级：姓名：学号：指导教师:设计日期： 2014 年 6 月课程设计评审意见（1）设计阶段（30分）——硬件电路运行情况优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（2）报告（60分）——对于课程设计报告撰写的整体评价优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（3）平时表现（10分）——课程设计过程中的表现优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；总评分数：优（）能很好地完成数字电子课程设计的任务，制作的电路板达到设计要求，课程设计报告能对设计内容进行全面、系统的总结，并能运用学过的数字电子技术理论知识对某些问题加以分析。
态度端正，课程设计期间无违纪行为。
良（）能较好地完成数字电子课程设计的任务，制作的电路板达到设计要求，课程设计报告能对设计内容进行比较全面、系统的总结。
考核时能较圆满地回答老师提出的问题，态度端正，课程设计期间无违纪行为。
中（）能够独立完成课程设计的任务，制作的电路板达到规定的主要要求，课程设计报告能对设计内容进行比较全面的总结，在考核时能正确地回答主要问题，态度端正，课程设计时无违纪行为。
一般（）课程设计过程中态度基本端正，能够完成课程设计的任务，提交电路板，能够完成报告，内容基本正确；但不够完整、系统，考核中能回答主要问题。
差（）课程设计过程中表现不佳，未能完成课程设计要求的内容。
评阅人：2014年6月25日注：优（90－100分）、良（80－89分）、中（70－79分）、一般（60－69分）、差（60分以下）目录引言 (1)第一部分：设计方案设计 (2)1.1方案选择： (2)1.2功能设计及分析 (2)1.2.1 时钟信号功能设计...............................................错误！未定义书签。
1.2.2 花型控制功能设计 (2)1.2.3 花型演示功能设计 (3)1.3 原理图总图及说明 (4)第二部分：硬件调试总结 (5)2.1 元器件清单及说明 (5)2.2 硬件调试 (9)第三部分：总结 (10)3.1 设计小结 (10)3.2 心得体会 (11)参考文献 (11)附录 (12)引言现在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电路主要用计数器，译码器，分配器和移位寄存器等集成。
《数字逻辑系统》设计报告设计题目：彩灯循环控制器的设计专业：电气工程及其自动化班级：姓名：学号：指导教师:设计日期：年月目录一、任务书•• (1)1.设计任务目的•• (1)2.设计任务要求•• (1)3.设计框图•• (1)二、设计过程 (3)1.设计目的 (3)2.设计任务 (3)3.设计方案 (3)4.电路设计 (4)4.1NE555 (4)4.274LS161 (5)4.374LS138 (6)4.4电路总图 (7)5.制作及调试过程 (7)6.结论 (8)致谢 (9)参考文献 (10)附录：元器件清单 (10)一、任务书1.设计任务目的设计一个彩灯流水控制电路，其主要部分实现定时功能，即在预定的时间到来时，如何产生一个控制信号控制彩灯的流向、间歇等，可通过利用中规模集成电路中可逆计数器和译码器来实现正、逆流水功能，利用组合电路实现自控、手控、流向控制等功能。
2.设计任务要求1.8路彩灯循环控制电路2.该彩灯电路可以实现自动循环点亮3.彩灯亮暗能实现右移、流水移动3.设计框图1.1电路原理图二、设计过程1．设计目的掌握555多谐振荡器、译码器、十六进制加/减计数器的逻辑功能和工作原理，设计流水灯电路图，分析与设计时序控制电路。
画出流水灯的整机逻辑电路图，掌握流水灯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中有良好的思路，便于查找出错的原因。
2．设计任务要求（1）用 8个发光二极管作为彩灯显示，设计一个彩灯控制电路，能使彩灯的流向可以变化。
具有彩灯亮点的右移、左移、全亮及全灭等功能。
灯流动的方向可以手控也可以自控，自控往返变换时间为5秒。
（2）彩灯可以间歇流动，10秒间歇1次，间歇时间1秒。
3．设计方案本设计方案使用的元器件是：555多谐振荡器一个、74LS161D（二进制同步计数器）一片、74LS138D一片、LED灯、电阻、电容。
实验六循环彩灯控制器的设计一、设计目的1、学习用状态机设计特色电路；2、牢固掌握用VHDL语言编写状态机程序的方法和技巧。
二、设计要求1、编写循环彩灯控制器的VHDL源程序；2、在MAX+PLUSII上进行编译、综合、适配、引脚锁定、下载测试；3、在MAX+PLUSII上进行波形仿真的测试；4、写出设计性实验报告。
三、设计提示1、设计一种楼梯照明控制器，该控制器控制红、绿、黄三个发光管循环发光，要求红灯亮2秒，绿灯亮3秒，黄灯亮1秒。
2、引脚锁定及下载测试提示：如果目标器件是EPF10K10，自行锁定引脚。
3、设计的VHDL程序所用时钟频率为1HZ。
四、实验报告要求根据以上的实验内容写出实验报告，包括程序设计、软件编译、仿真分析、硬件测试和详细实验过程；设计原程序，程序分析报告、仿真波形图及其项目分析。
程序清单：LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITY CAIDENG ISPORT(CLK,RST:IN STD_LOGIC;R,G,Y:OUT STD_LOGIC);END CAIDENG;ARCHITECTURE one OF CAIDENG ISTYPE STATE_TYPE IS(S0,S1,S2,S3,S4,S5);SIGNAL STATE:STATE_TYPE;BEGINPROCESS(CLK,RST)BEGINIF RST='1'THEN STATE<=S0;ELSIF CLK'EVENT AND CLK='1' THEN CASE STATE ISWHEN S0=>R<='1';G<='0';Y<='0';STATE<=S1;WHEN S1=>R<='1';G<='0';Y<='0';STATE<=S2;WHEN S2=>R<='0';G<='0';Y<='1';STATE<=S3;WHEN S3=>R<='0';G<='1';Y<='0';STATE<=S4;WHEN S4=>R<='0';G<='1';Y<='0';STATE<=S5;WHEN S5=>R<='0';G<='1';Y<='0';STATE<=S0;END CASE;END IF;END PROCESS;END one;实验结果：。
循环彩灯控制电路设计1. 任务背景在日常生活和娱乐活动中，我们经常会看到各种颜色鲜艳、循环变化的彩灯。
通过控制电路的设计，可以实现彩灯的自动循环变换，提供更加丰富多样的视觉效果。
本文将介绍循环彩灯控制电路的设计原理、硬件实现和软件编程等方面的内容。
2. 设计原理循环彩灯控制电路的设计原理基于以下关键要素：2.1. 电源供电循环彩灯的运行离不开稳定的电源供应。
一般情况下，采用直流电源供电，电压稳定在5V或12V。
2.2. LED彩灯选择适合的LED彩灯作为光源，一般选择RGB LED灯。
RGB LED灯具有红、绿、蓝三种基本颜色的发光二极管，可以通过调节电压来调整不同颜色的亮度，同时通过控制三个通道的电压来生成各种颜色。
2.3. 控制电路控制电路负责通过控制信号来实现彩灯的循环变换。
一般常用的控制电路有微控制器、Arduino等。
2.4. 软件编程使用软件编程来控制彩灯的循环变换。
通过编写程序来控制控制电路的输出信号，实现彩灯颜色和模式的切换。
3. 硬件实现循环彩灯控制电路的硬件实现需要以下元件：•电源模块：用于提供稳定的直流电源，确保彩灯正常运行。
•RGB LED灯：作为光源，提供不同颜色的发光。
•控制电路模块：负责接收控制信号，并控制LED灯的亮度和颜色。
•控制设备：如Arduino等，用于编程和控制控制电路模块。
3.1. 连接电源将电源模块连接到电网，确保提供稳定的电源供应。
根据实际需求选择适当的电压和电流。
3.2. 连接RGB LED灯将RGB LED灯的各个引脚依次连接到控制电路模块的输出端口。
一般情况下，红色针脚连接到红色通道，绿色针脚连接到绿色通道，蓝色针脚连接到蓝色通道。
3.3. 连接控制电路模块将控制电路模块的输入端口连接到控制设备上，如Arduino的数字输出引脚。
4. 软件编程软件编程是实现彩灯循环变换的关键步骤。
以下是一个示例程序，使用Arduino编写。
void setup() {// 设置控制引脚为输出模式pinMode(redPin, OUTPUT);pinMode(greenPin, OUTPUT);pinMode(bluePin, OUTPUT);}void loop() {// 红色亮digitalWrite(redPin, HIGH);digitalWrite(greenPin, LOW);digitalWrite(bluePin, LOW);delay(1000); // 延迟1秒// 绿色亮digitalWrite(redPin, LOW);digitalWrite(greenPin, HIGH);digitalWrite(bluePin, LOW);delay(1000); // 延迟1秒// 蓝色亮digitalWrite(redPin, LOW);digitalWrite(greenPin, LOW);digitalWrite(bluePin, HIGH);delay(1000); // 延迟1秒}通过上述程序，可以实现彩灯的红、绿、蓝三种颜色之间的循环变换。
彩灯循环显示控制电路设计武汉理工大学《数字电子技术》课程设计说明书彩灯循环显示控制电路设计1 原理电路的设计1.1 方案比较方案一：采用单片机做控制电路。
方框图如下：七段数码管单片机最小系统译码器图1 方案一原理方框图电路原理：利用单片机做控制电路，周围接最小系统，使其运行，利用Keil 软件写入程序，输出经译码器送入数码管，使其按要求循环显示即可。
优点：电路的原理及接线等都很简单，易实现。
缺点：单片机芯片较贵，成本较高，且必须利用Keil 软件进行编程，要求必须掌握Keil 软件的应用。
方案二：采用移位寄存器控制四个计数器做总体控制电路。
方框图如下：七段数码管译码器移位寄存器计数器时钟脉冲源图2 方案二原理方框图1武汉理工大学《数字电子技术》课程设计说明书电路原理：利用555 组成的多谐振荡器作为周期可调的时钟脉冲源，以满足功能要求3利用移位寄存器控制四个计数器，将四个计数器的进位信号作为移位寄存器的触发信号，移位寄存器的输出连接到计数器的清零端，使控制信号依次移位，从而让计数器按顺序工作，最后将四个计数器的输出用或门连接，经译码器送入数码管，使其按要求显示。
优点：要求的功能基本上都能实现，且用的芯片比较简单。
缺点：打开后需要用机械开关置数，不符合功能要求中全自动原则，且电路连接较复杂，难实现。
方案三：采用计数器和译码器组成循环控制电路控制四个计数器，作为总体控制电路。
方框图如下：七段数码管译码器循环控制电路计数器时钟脉冲源图3 方案三原理方框图电路原理：除循环控制电路外，其他原理均与方案二相同。
用一个计数器和一个译码器组成，四个计数器的进位信号通过或非门作为循环控制电路的触发信号，循环控制电路的输出连接各个计数器的清零端，使计数器依次工作，输出通过或门连接到译码器上，在数码管上显示出来。
计数器采用十进制，第一个计数器输出直接连接即可显示自然码；第二个输出的最低位连接1 即可显示奇数列；第三个输出的最低位连接0 即可显示偶数列；第四个输出的高位不连接即可显示音乐数列。
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。
目录摘要 (2)1 结构设计与方案选择 (3)1.1 方案设计 (3)1.1.1方案一 (3)1.1.2方案二 (4)1.2 方案比较与选择 (5)2 单元电路设计 (7)2.1 脉冲产生电路 (7)2.2 循环控制电路 (8)2.3 彩灯显示电路 (9)3 调试与检测 (10)3.1调试 (10)3.1.1调试方法 (10)3.1.2调试步骤 (10)3.1.3调试结果 (11)3.1.4调试中故障及解决办法 (11)3.2检测 (12)结束语 (13)参考文献 (14)元器件名细表 (15)附录 (16)摘要近年来，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。
可编程的彩灯控制电路很多，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电路主要用计数器，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，能实现可预置编程循环功能。
关键词：数字逻辑电路集成电路彩灯控制预置编程循环彩灯循环控制电路的设计与制作1 结构设计与方案选择1.1 方案设计1.1.1方案一图1 方案一的结构框图 1) 二进制双向计数电路：根据74LS193的逻辑功能，可通过其实现正向、反向彩灯循环，以及全部清零功能。
2) 3线8线译码电路：通过74HC283实现对计数的译码，通过3位二进制输入A B C ,共输出8种状态的组合，对8组彩灯进行控制。
3) 全亮控制电路：二进制双向计数电路3线8线译码电路彩灯显示电路循环控制电路全亮控制电路通过DIP 开关，将其全部置高电平时实现全亮，置低电平时对电路实现其他功能不影响。
资料范本本资料为word版本，可以直接编辑和打印，感谢您的下载数电课程设计-循环彩灯控制器地点：__________________时间：__________________说明：本资料适用于约定双方经过谈判，协商而共同承认，共同遵守的责任与义务，仅供参考，文档可直接下载或修改，不需要的部分可直接删除，使用时请详细阅读内容循环彩灯设计要求及思路设计1.1 设计要求(1)共有红、绿、黄3色彩灯各9个，要求安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。
1.2 设计思路提供的元件有4017——十进制计数器，555定时器。
3个一组红、黄，绿灯依次0.5s跑动循环电路9个一组红、黄，绿灯各持续亮5s跑动图1.1根据此框架图设的实现方案该任务要求：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。
根据此要求电路总体上可以分为三部分：一部分电路为控制0.5s的跑动。
一部分电路为控制5s 的跑动。
一部分电路为实现这两种跑动的循环。
因些可以选用一个555多谐振荡器（周期为0.5秒，然后使用4017实现十分频，使周期为5秒）用来控制跑动的速度，再选两个4017芯片，因为4017芯片在正常工作下，连续送入时钟脉冲时，其十个输出端会依次输出高电平。
这样可以用一个4017芯片点亮0.5s的跑动，用一个4017芯片来点亮5s的跑动。
因为在两个周期恰好为10倍关心，故5s周期的4017的Q0端口可以实现控制0.5s周期的4017的开通与关闭，选用一个9014NPN改装成非门从而来实现循环功能，即用9014来控制4017芯片的开通和关闭，最后加上复位电路即可实现实验目的。
一、课程设计目的与要求设计一个循环可预置序列发生器，并用一控制彩灯的循环显示。
不同的预置产生不同的效果。
实现循环序列发生器和彩灯控制电路，使得彩灯按一定的规律循环显示。
假定循环规律为：L1—L8的状态是00001111（0表示灭，1表示亮），每隔一秒灯L1—L8的状态依次循环一位，即：设计控制电路，可自动预置4种不同的初状态，每隔64秒改变一种，并在这四种初状态循环，使得彩灯定时改变显示的效果，假定四种不同的初状态为：00001111，00010001，00110011，01110111二、电路组成框图时钟信号发生电路部分：振荡器有多种振荡器电路，其中（a ）图为CMOS 非门构成的振荡器，（b ）图为石英晶体构成的振荡器，（c ）图为555构成的多谐振荡器。
CMOS 非门构成的振荡器的振荡周期T=1.4RC ，555构成的振荡器的振荡周期T=0.7（R 1+2R 2）C 。
我最终还是选择了555构成的振荡器，因为555使用起来方便、简单。
通过调节R1，R2和C1的大小调节振荡频率以达到1HZ 的秒钟连续脉冲图2CMOS非门构成的振荡器（a）图2石英晶体振荡器（b）图3 由555定时器构成的多谐振荡器循环序列发生器部分：3个74LS163构成循环序列发生器部分，由于是64秒改变一种状态，所以用二片74LS163组成一个64位加法计数器（按16ⅹ4进行把2个74LS163组装计数器），每循环一次64位产生一个进位输入到第三个74LS163，第三个74LS163是一个4位加法计数器，并通过它来控制预置控制电路中的4个73LS373的使能端，从而决定输入的每种初态。
详细的控制办法是：让第三个74LS16的输出00分别通过一个非门变成11再和头2个74LS163的进位一起通过一个三输入与非门变成低电平0加到初态为00001111的74LS373的使能端，这样就可以使器导通。
当前面的64位计数器在来一个进位时，00变成01，这样让1的那个输出端通过一个非门，然后和0的端口以及刚才的进位一起通过个与非门，是输出为0 节到初态为00010001的第二个74LS373的使能端，让其导通。
彩灯循环显示控制电路课程设计任务书Ⅰ 设计题目中文：彩灯循环显示控制电路设计英文：Lantern display control circuit loopⅡ 设计功能要求1、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。
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。
2、打开电源时控制器可自动清零；3、每个数据的一次显示时间相等，这个时间在0.5~2秒范围内连续可调。
Ⅲ 设计任务内容1、学习与研究相关的电子技术理论知识，通过查阅模、数电资料及相关网站资料，拿出可行的设计方案；2、根据设计方案进行电路设计，完成电路参数计算、元器件选型、绘制电路原理图；3、进行电路软件仿真（Multisim 2001），获得实验数据，并验证设计有效性。
4、根据实验结果撰写课程设计报告。
签名：赵华影彩灯循环控制电路设计摘要本次课程设计以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。
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。
计数器在时序电路中应用的很广泛，它不仅可以用于对脉冲进行计数，还可用于分频，定时，产生节拍脉冲以及其他时序信号。
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。
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。
实验13 彩灯循环显示控制电路一、实验原理1. 由移位寄存器构成的彩灯循环电路（1）由移位寄存器74LS194构成四位环形计数器74LS194是4位双向移位寄存器。
它具有4位保持、右移、左移、并行输入、并行输出逻辑功能，可以很方便地构成许多特殊编码的移位寄存器型的计数器。
图S13-1为由移位寄存器74LS194构成四位环形计数器。
为了使计数器能够自启动，需引入附加反馈，即右移串行输入端C B A SR Q Q Q =⋅⋅。
该环形计数器的状态变化规律为1000、0100、0010、0001，然后再返回1000循环。
图S13-1 由移位寄存器74LS194构成四位环形计数器（2）将上述环形计数器电路稍加修改，成为一个彩灯控制器将图S13-１电路稍加修改，即令红灯信号B A R Q Q =⋅，绿灯信号B A G Q Q =⋅，蓝灯信号B A B Q Q =⋅，就成为一个彩灯控制器，红、绿、蓝三色灯像流水一样点亮，其电路如图S13-2所示。
图S13-2 由移位寄存器74L S194构成的彩灯电路2.由计数器和译码器构成的旋转彩灯电路图S13-3电路是由四位同步二进制计数器74LS163和3线-8线译码器74LS138构成，计数器的输出端QC、QB、QA分别接译码器的代码输入端C、B、A，译码器的输出端接LED。
图S13-3 由计数器和译码器构成的旋转彩灯电路图S13-4 Multisim10.0界面中逻辑分析仪观察旋转彩灯电路的输出结果3.双色循环彩灯电路本控制器由计数器、译码器、LED 显示电路等组成。
其框图如图S13-5所示。
图S13-5 双色循环彩灯电路框图（1）计数器部分由芯片CC4516组成。
CC4516是可预置数的4位二进制加/减计数器，它有5种功能：置数、清零、不计数、加法计数、减法计数。
在本实验中其电路如图S13-6所示。
图S13-6 Multisim10.0界面中计数器部分的电路结构（2）译码器由芯片CC4514组成，它是4位锁存/4线-16线译码器，具有数据锁存、译码和禁止输出3种功能，其输出为高电平有效。
1.摘要彩灯循环控制器主要由三部分组成：振荡电路、计数及译码驱动电路、显示电路。
振荡电路是由555定时器组成的多谐振荡器构成，用于产生时间脉冲；计数电路由74HC160构成，用于电路的计数；译码器主要用于整个电路的循环计数控制；显示电路由七段的数码管构成，用于显示电路的输出结果。
为了实现这个循环输出的功能，在设计的时候用到了一个2线--4线译码器和一个四进制计数器，可以利用它的输出端来控制四个计数器的工作情况，让四个计数器依次工作，以达到要求的依次循环输出数列。
最后就是脉冲的问题，由于在产生奇数列和偶数列的时候要求分频使得数列显示的速度大致相同，因此要分频。
用555构成多谐振荡器产生脉冲，再用一个D触发器实现二分频就可以了。
彩灯循环控制器的作用主要是对现如今非常多的彩灯的运作进行控制的一个电路，具有很广泛的应用，而计数器则在时序电路中应用很广泛，不仅可以用于对脉冲计数，还可以用于分频、定时、产生节拍脉冲以及其他的时序信号。
我们这次的实验准备分三步进行，首先是原理的分析，确定好电路图，然后根据电路图进行仿真，最后是实物的制作与调试，而我在这次课程设计中主要是做的实物，所以对于实物的焊接和调试要了解得多一些.关于焊接，我们准备采用焊锡而不是焊导线，因为导线走的线路并不是十分清晰，而且焊出来并不是十分美观，焊锡的话不仅整个电路的损耗电阻要减小，而且电路的走线清晰美观。
2.主要任务（1）设计并制作一个彩灯循环控制器；（2）用七段LED数码管作为显示元件，它能自动依次显示，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），然后循环显示自然数列，奇数列，偶数列，符号列……如此循环；（3）设置自动清0电路，打开电源输出状态为0，然后按1变化；设置时基电路为0.5S 到2S围连续可调3.基本组成方框图图1 基本方框图4.设计部分4.1序列产生部分4.1.1自然序列产生部分计数部分主要使用的是74HC160来实现的，其功能表以及引脚图如下图所示。
彩灯循环控制电路的设计与制作引言：一、设计思路：步骤1：整体设计思路：彩灯循环控制电路主要由以下几部分组成：电源供应模块、计时器模块、逻辑控制模块、彩灯驱动模块。
电源供应模块负责为整个电路提供电源，计时器模块负责控制循环的时间，逻辑控制模块负责根据计时器的状态控制彩灯的亮灭，彩灯驱动模块负责将控制信号转化成对实际彩灯的驱动。
步骤2：电源供应模块设计：电源供应模块是整个电路的基础，常用的方式为使用稳压电源或者直流电池供电。
一般使用直流电源供电会更加稳定和可靠。
步骤3：计时器模块设计：计时器模块的设计可以使用集成电路555或者Arduino等进行实现。
通过设置计时器的参数，可以控制循环的时间。
步骤4：逻辑控制模块设计：逻辑控制模块是整个电路的核心，可以使用逻辑门、可编程逻辑控制器等进行实现。
逻辑控制模块根据计时器的状态来控制彩灯的亮灭。
可以根据不同的需求，设计不同的亮灭模式，如顺序循环、随机循环、呼吸循环等。
步骤5：彩灯驱动模块设计：彩灯驱动模块负责将逻辑控制模块产生的控制信号转化成对实际彩灯的驱动。
常用的方式是使用三极管、MOS管等进行驱动。
二、制作步骤：1.连接电源供应模块：将稳压电源或者直流电池连接到电路的供电输入端。
2.连接计时器模块和逻辑控制模块：将计时器模块和逻辑控制模块按照电路设计连接起来，确保信号的正确传输。
3.连接彩灯驱动模块：将彩灯驱动模块按照电路设计连接到逻辑控制模块的输出端，确保信号能够正常驱动实际的彩灯。
4.连接彩灯：将实际的彩灯连接到彩灯驱动模块的输出端，确保彩灯能够正常亮灭。
5.测试与调试：对整个电路进行测试和调试，确保彩灯能够按照设计的循环模式正常亮灭。
三、注意事项：1.电路的供电输入要保持正确，以免对电路元件造成损坏或者故障。
2.连接电路时要避免短路和接触不良，以保证信号的正常传输。
3.在计时器模块的参数设置时要根据需求进行调整，以控制循环的时间。
4.逻辑控制模块的设计要根据实际需求设计合理的亮灭模式。
彩灯循环控制电路设计一、引言彩灯是一种非常受欢迎的装饰品，特别是在节日和庆典等场合，人们总是用彩灯来烘托气氛。
为了实现彩灯的循环控制，我们需要设计一个电路来控制它们的开关。
二、电路设计原理彩灯循环控制电路的设计原理主要基于555定时器和74HC595移位寄存器。
555定时器是一种常用的计时器，它可以产生周期性方波信号，并且可以通过改变电容和电阻值来调节输出频率。
74HC595移位寄存器则是一种串行输入并行输出的芯片，它可以将串行输入的数据转换成并行输出，并且可以通过移位操作来控制输出端口。
三、电路设计步骤1. 选择合适的555定时器和74HC595移位寄存器芯片，并根据数据手册确定引脚功能。
2. 设计基本的555定时器电路，包括外部元件如电容和电阻等，并确定输出端口。
3. 将555定时器输出端口连接到74HC595移位寄存器输入端口，通过移位操作将数据传输到寄存器中。
4. 设计驱动彩灯的开关电路，包括三极管、继电器或场效应管等，根据需要选择合适的元件。
5. 将驱动电路连接到74HC595移位寄存器输出端口，通过移位操作控制彩灯的开关状态。
四、电路实现细节1. 555定时器的输入电压应该在5V左右，如果过高或过低会影响输出频率。
2. 74HC595移位寄存器的串行输入端口需要连接到一个控制信号源，比如Arduino或Raspberry Pi等单片机。
3. 驱动彩灯的开关电路需要根据彩灯的功率和数量来选择合适的元件，并且需要注意防止过载和短路等问题。
4. 彩灯循环控制电路可以通过添加多个74HC595移位寄存器来扩展输出端口数量，从而控制更多的彩灯。
五、总结彩灯循环控制电路是一种基于555定时器和74HC595移位寄存器芯片设计的简单而有效的控制方案。
通过合理地设计和实现，可以实现对彩灯开关状态的精确控制，从而达到更好的装饰效果。
目录摘要 (Ⅰ)1 理论知识准备 (1)2 方案论证 (2)2.1 备选方案 (2)2.2 方案选择 (5)3 电路设计 (7)3.1 选择器件 (7)3.1.1 555定时器 (7)3.1.2 74LS194移位寄存器 (9)3.2 功能模块 (10)3.2.1 时钟脉冲产生电路 (10)3.2.2 彩灯维持电路 (12)3.2.3 显示电路 (14)4 电路调试 (15)4.1 总体电路仿真 (15)4.2 电路布线 (16)4.3 电路调试结果 (17)心得体会 (18)参考文献 (19)1 理论知识准备本次做的彩灯循环控制其实也可以看成是不是用单片机而实现的流水灯电路，流水灯是一串按一定的规律像流水一样连续闪亮。
流水灯控制是可编程控制器的一个应用，其控制思想在工业控制技术领域也同样适用。
循环彩灯控制可用多种方法实现，但对现代可编程控制器而言，利用移位寄存器实现最为便利。
通常用左移寄存器实现灯的单方向移动；用双向移位寄存器实现灯的双向移动。
控制程序中，关键在于数据移位方向的控制。
单方向控制的流水灯，使用左移寄存器可容易地实现。
如果流水灯的点亮顺序是双向的，则使用双向移位寄存器进行控制。
由于本次设计只是设计了单向的彩灯循环电路，所以彩灯控制电路由三个模块构成，显示电路﹑秒脉冲电路和维持电路。
秒脉冲电路全程为电路提供矩形波信号使彩灯定时发亮；显示电路为维持电路提供电源：维持电路在显示电路部分提供电源的情况下为电路提供一段较长的高电平，使彩灯在全部变亮后保持一段时间。
同时结合显示电路部分所带元件（主要是74LS194）的性质，使彩灯从右到左依次由暗变亮，亮后维持一段时间，然后熄灭，并且不断重复。
由于本次设计并不是很复杂，所以本设计只采用数字集成电路的555定时器和移位寄存器，产生相应的控制信号，从而控制彩灯的闪烁。
数据选择器的输出端接移位寄存器的输入端，在时钟脉冲的作用下，数据在移位寄存器的八位并行输出端从Q0到Q7顺序移动。
数字电子技术课程设计题目循环彩灯控制器的电路设计院系专业学生姓名学号指导教师二Ｏ一Ｏ年十二月二十一日循环彩灯控制器的电路设计摘要：本课题主要研究循环彩灯控制器的电路设计，它由直流电源、555振荡器、4510计数器、4028译码器、双D触发器及彩灯等几大部分组成，其中直流电源共有5V和7V两种，均由桥式整流滤波电路产生，其中5V电源主要供给循环彩灯控制电路的主电路（彩灯部分）而7V电源主要共给其控制电路；555振荡器主要为电路产生时钟脉冲提供给计数器；而4510计数器在双D触发器的控制下实现加减计数的功能；4028译码器在4510计数器的基础上产生顺序脉冲信号提供给彩灯，3路彩灯在顺序脉冲的作用下依次正循环和反循环的闪亮。
关键字：循环；计数器；译码器；振荡器Circulation lights controller circuit designAbstract: the article mainly studied circulation lights controller circuit design, it consists of dc power supply, 555 oscillator, 4510 counters, 4028 decoder, double D flip-flop and lights and several other major components, including dc power were 5V and 7V two kinds, all by bridge rectifier filter circuits produce, including 5V power supply main supply circulation lights control circuit of main circuit (colored lantern part of 7V power mainly to the control circuit, 555 oscillator mainly for circuit produce clock pulse provide counter, And 4510 counter on double D flip-flop is under the control of the realization of the function; add and subtract counting 4028 decoder in 4510 counter on the basis of sequence pulse signal generated provide lights, 3 road lights in order pulse in turn is under the action of circulation and reverse circulation ablaze.Key word: cycle, Counter, Decoder, oscillator一、概述彩灯控制电路在人们的日常生活中随处可见，无论是在繁华的闹市区或是在大中型游乐场、圣诞树等等都有它们的身影，循环彩灯控制电路是今年来渐渐兴起的一种较为简单的电子设备装置，它可以按照人们的要求控制彩灯以不同的方式被点亮，还可以伴随音乐、各种奇奇怪怪的声音，色彩，变化无穷，为人们的生活增光添彩。
1、彩灯的控制方法和类型彩灯一般可以用白炽灯、发光二极管以及拥有不同彩色的灯泡等。
常见的彩灯控制方法有两种，一是通过微机编程实现，这种方法的优点是编程简单，变换的种类多，需要的外接电路也有限，它还方便因场地的转移或天气的变化而改变，但它适合于需要控制的彩灯数目较多且经常变换的场合。
另一种是通过电子设备来实现，这种的方法的优点是制作和调试比较容易，成本相对而言也较低，电路的结构不是很复杂，但它能够控制的彩灯数目有限且不易经常更换场地。
彩灯一般有灯饰彩灯和音乐彩灯两种。
音乐彩灯一般是通过编程实现，彩灯的点亮方式是按照音乐的电声信号（频率或幅度）的变化而变化，如：西湖的音乐喷泉。
而灯饰彩灯就是生活中最长见的那种。
本课题主要研究通过电子设备实现的灯饰彩灯。
2、彩灯控制的基本工作原理彩灯控制的基本工作原理框图如图1.1所示图1.1时钟脉冲发生器将产生时钟脉冲信号CP送给顺序脉冲发生器，随着时钟脉冲信号CP的不断送入，顺序脉冲发生电路的输出端将依次由低电平变为高电平，并依次送给三极管，通过电阻流过发光二极管，发光二极管被依次点亮。
由此可见，彩灯依次被点亮的顺序由顺序脉冲发生电路输出的时序信号决定。
改变它的输出时序信号就可以改变彩灯的点亮顺序和时间。
顺序脉冲发生器是彩灯控制电路的关键电路。
二、电路的设计与分析1、主电路的设计根据概述中介绍的循环彩灯的基本组成部分，可以确定循环彩灯控制电路主要由直流电流、时钟脉冲发生器、顺序脉冲发生器等几大部分组成，则所设计的主电路如图2.1所示图2.12、单元电路的分析与设计2.1桥式整流电容滤波电路桥式整流电容滤波电路由四个二极管和一个电解电容、集成稳压器CW7805组成，如图2.2所示图2.2Ui的电压为标准的正弦波，如图2.3所示；当ui处于正半周时,D1、D3导通，D2、D4截止，当ui处于负半周时，D2、D4导通， D1、D3截止，无论ui处于正半周或负半周，电流始终由上而下的流过负载，波形如图2.4所示；当D1、D3导通，D2、D4截止时，由于电容的两端电压不能突变，所以输出电压u1近似等于uc，电容开始放电直到u1大于电容两端uc的电压，此时电容又开始充电；当D2、D4导通， D1、D3截止即u1达到且下降时，电容C又开始对负载放电，其两端的电压开始下降，直到u1的电压大于其两端的电压，它才开始充电，如此反复进行，波形如图2.5所示。
集成稳压器CW7805,属于集成稳压器的CW7800系列，后两位数字05表示其输出电压为+5V。
图2.3图2.4图2.52.2时钟发生器2.2.1时钟发生器的原理时钟发生器可由555定时器构成的多谐振荡器产生，本次课程设计中的时钟发生器是由555定时器（IC1）及外接元件Rw、R1、C1组成的典型自激多谐振荡器,如图2.6所示。
电位器Rw用来调节震荡频率，以改变彩灯流动点亮的速度。
时钟脉冲的周期为Tc≈0.7（R1+Rw）C1彩灯控制电路的时钟频率通常都较低，最高也不超过数十赫兹，最低可达零点几赫兹。
设计时，电容C1的容量应取大些，以减小分布电容的影响。
图2.6 用555定时器构成的多谐振荡器2.2.2 555定时器的资料图2.6为555定时器的封装图图2.7图2.7为555定时器的管脚图图2.72.3顺序脉冲发生器2.3.1顺序脉冲发生器的原理顺序脉冲发生电路在时钟脉冲的作用下，能输出在时间上有先后顺序的脉冲。
它一般由计数器和译码器组成，采用的计数器应该具有加法计数和减法计数两种功能，以便为改变彩灯点亮的方向提供方便。
本课程设计中采用的是CD4510十进制加/减法计数器（四位BCD输出），此计数器具有较强的带负载能力，并且能够输出较大的驱动电流，注意图2.1中C2、R2组成是微分电路，接至计数器的清零端CR，以便在开机时，使清零端得到一个高电平脉冲，使计数器清零。
在选择译码器时，要注意和计数器相配合，因为计数器的输出端直接与译码器相连，本次课程设计采用的是CD4028型的译码器，它是4线-10线译码器，当输入为四位BCD码时，该译码器的十个输出端将依次输出高电平。
由于译码器CD4028只有10个输出端，所以它最多能控制十路彩灯循环。
2.3.2 CD4510的资料图2.8为CD4510的管脚图图2.8Q0～Q3是计数器的输出端，CR为计数器的清零端，CP为时钟触发端，U/D＇端是用来决定计数器是进行加法计数还是减法计数，当在U/D＇端加高电位时CD4510实现的是加法计数功能，而当U/D＇端加的是低电位时CD4510实现的是减法计数功能。
2.3.3 CD4028的资料图2.9为CD4028的管脚图图2.9A0、A1、A2、A3为输入端，Y0～Y9为输出端，其逻辑功能见表1表1 CD4028的功能表续表12.4 加减计数的控制电路2.4.1加减计数的控制电路原理为了使彩灯点亮的顺序具有双向流动的效果，必须使计数器交替进行加法计数和减法计数。
因此，需要计数器的U/D＇端交替得到高、低电平的控制信号。
这部分的控制部分由三极管T1和双D触发器74LS74来完成，接线图如图2.9图2.10图中三极管T1构成的是反相器，当CP无触发脉冲，即灯处于原始状态为工作时，清零端R为低电平，则触发器复位，输出端Q为低电平，Q＇则输出高电平，D端也为高电平，并送到CD4510的U/D＇端，那么计数器CD4510开始做加法计数，译码器CD4028的输入端依次获得高电平，并且其输出端也依次输出高电平至三极管T2、T3 、T4，彩灯依次被点亮形成正向流动；而当Y2由高电平变为低电平，即CP获得下降沿脉冲，D触发器开始工作，由于D端与Q＇端相连，所以D端为高电平，则输出端Q 为高电平，Q＇端变为低电平且送到CD4510的U/D＇端，则计数器CD4510由加法计数变为减法计数，译码器CD4028的输入端依次获得低电平，并且其输出端也依次输出低电平至三极管T2、T3 、T4，彩灯由刚刚的正向流动接着反向流动，如此反复，形成循环。
由此可见，由于利用了三极管反相器和D触发器所构成的电路去控制计数器的计数方式控制端U/D＇，使计数器反复进行加法→减法→加法→减法……计数，从而达到使彩灯按双向流动的顺序被点亮。
图2.1中的发光二极管用来显示对应支路彩灯被点亮的情况，与其串联的180Ω电阻为限流电阻，防止发光二极管因电流过大而被烧坏。
2.4.2 74LS74的资料图2.11为74LS74的管脚图图2.1174LS74为双D触发器，R＇为直接清零端，D为输入端，CP为下降沿触发端，Q为输出端逻辑功能见表2表2 74LS74的功能表2.5彩灯的路数及连接方式2.5.1 彩灯的路数循环彩灯的路数由于受到了译码器CD4028输出端（10端）的控制，最多能够实现10路彩灯的循环，本次课程设计只选择了三路彩灯，如果要增加彩灯的路数，只需将双D触发器的CP端接到译码器CD4028相应的输出端即可，如需要5路输出，则可将双D触发器的CP端接到译码器CD4028的Y4端,便可以产生8路彩灯循环流动的效果。
2.5.2 彩灯的连接方式彩灯可以并联到220V的电源两端，也可以串联之220V电源的两端，如图2.11，要注意串联时应使串入得彩灯的个数等于220V/每个彩灯的耐压值。
