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课程设计说明书（论文）题 目： 循环彩灯电路设计课程名称： 数字电子技术学 院： 电子信息与电气工程学院学生姓名： 李振振学 号： 201202010115专业班级： 自动化2012级2班指导教师： 翟亚芳2014 年 6 月 6日课程设计任务书循环彩灯电路设计摘要：设计了一个循环彩灯电路，该电路可以实现8个彩灯从左到右依次点亮，然后依次熄灭，且点亮和熄灭的时间间隔均为1秒的功能。
该电路主要由555定时器、74LS164移位寄存器、74LS00与非门、LED等组成，555定时器提供周期为1s的脉冲信号，74LS164和74LS00共同提供顺序脉冲，从而达到设计要求。
经Multisim仿真测试，该电路可以实现功能要求。
利用Altium Designer软件对电路进行了原理图设计和PCB设计，并对电路进行了安装和调试，调试结果正常。
关键词：循环彩灯；555定时器；74LS164移位寄存器；74LS00与非门；电路仿真；PCB设计目录1.设计背景 (1)1.1数字电路的介绍 (1)1.2时钟电路的作用及基本结构 (1)1.3Multism和Aultism软件的功能及使用 (1)2.设计方案 (2)2.1 课题任务 (2)2.2 任务分析 (2)3.实施方案 (2)3.1原理图设计 (2)3.2电路仿真 (5)3.3 PCB制作 (7)3.4安装与调试 (7)4.结果与结论 (8)5.收获与致谢 (8)6.参考文献 (9)7.附件 (9)7.1电路原理图 (9)7.2仿真图 (11)7.3PCB布线图 (11)7.4实物图 (12)7.5元器件清单 (13)1．设计背景1.1数字电路的介绍数字电子技术是信息、通信、计算机、自动控制等领域工程技术人员必须掌握的基本理论和技能。
数字电路系统的主要内容：数值、逻辑门电路、数模/模数转换电路、半导体存储器等。
数字电路系统一般包括输入电路、控制电路、输出电路、时钟电路和电源等。
《8路彩灯控制电路设计》祥设计报告专业：_______________班级：_______________姓名: ________________学号：_______________指导教师：____________2014年6月25日1 •课程设计的目的2. 课程设计题目描述和要求3. 电路设计4. 设计过程中遇到的问题及解决办法5. 结论与体会附表参考书目1 •课程设计目的1.熟悉仿真软件Multisim ,使用软件经行电路仿真；2.第握数字电路课程学习的常见芯片的功能，熟悉其工作原理：3.了解数字系统设计的基本思想和方法，学会科学的分析问题、解决问题;4.增强学生动手能力，增加学生理论和实践结合的机会。
2. 课程设计题目描述和要求设计题目八路彩灯控制电路设计，即设计并制作8路彩灯控制电路，用以控制8个LED按照不同的花色闪烁设计要求1. 接通电源，电路开始工作，LED灯闪烁：2. LED灯按照事先设计的方式工作，要求闪烁的模式不能少于三种模式3. 电路设计3. 1闪烁花型设计花型I ：8路彩灯分成两半从右到左依次点亮，全亮后再从右到左依次熄灭。
花型1【：8路彩灯由中间到两讪对称的依次点亮，余亮后仍由中间到两劝对称熄灭。
花型1【1： 8路彩灯分成两半从左到右依次点亮，全亮后再从左到右依次熄灭。
花型IV： 8路彩灯由两边到中间对称的依次点亮，全亮后仍由两边到中间对称熄灭。
花型状态编码表如表3. 1. 1所示。
每种花型连续循环两次，四种花型轮流交替，为了更好的显示结果本文用指示灯模拟彩灯。
表3. 1. 1 8路彩灯输出状态编码表3. 2设计原理3. 2.1系统的逻辑功能分析彩灯控制电路的原理框图如图3. 2. 1所示，它主要由控制器、编码器和脉冲信号发生器等部分组成。
图3. 2. 1彩灯控制器原理图编码器根据花型按节拍输出8路编码信号，控制彩灯按规定的规律亮、灭: 控制器为编码器提供所需的节拍脉冲及控制信号，控制整个系统的工作；脉冲信号发生器为系统提供时钟脉冲信号。
八路彩灯课程设计--八路彩灯控制器的设计课程设计报告课程: 数字电路题目:八路彩灯控制器的设计院系: 物理与电子信息学院专业: 2011级电子信息科学与技术学号: 20111302031姓名: 李俊完成日期: 2008 年 6 月 22 日摘要：本次八路彩灯电路的制作主要采用74LS194芯片接成扭环形结构的移位寄存器来实现，通过555定时电路组成多谢振荡电路。
整个电路主要由移位寄存器、控制电路、脉冲发生器构成8个彩灯的循环控制，并且可以组成多种花型。
关键词：控制、循环、555定时电路一、设计内容与设计要求1.设计目的⑴学会将一个实际情况抽象为逻辑电路的逻辑状态的方法。
⑵掌握计数、译码、显示综合电路的设计与调试方法。
⑶掌握实际输出电路不同要求的实现方法。
2.设计任务八路彩示系统，该系统实现以下功能：⑴八路彩灯从左向右逐次渐亮，间隔为1秒。
⑵八路彩灯从右向左逐次渐灭，间隔为1秒。
⑶八路彩灯同时亮，时间为0.5秒，然后同时变暗，时间为0.5秒，反复4次。
3.设计要求⑴确定总体设计方案画出总方框图，确定各单元电路的功能，进行单元电路的设计，画出逻辑图。
⑵选择元器件型号。
⑶画出总逻辑图和装配图，并在实验板上组装电路。
⑷进行电路调试，使其达到设计要求。
⑸写出总结报告。
4.参考器件555定时器、计数器、双向移位寄存器、显示译码管、数码显示管、发光二极管及一些门电路等。
二、总体设计思路根据课程设计课题要求，要实现本系统，需要设计时钟脉冲产生电路，循环控制电路和彩灯花样输出电路。
时钟脉冲产生电路由74LS163分频实现，循环控制电路由74LS163和74LS10实现，彩灯花样输出电路由74LS194和相关逻辑电路实现。
三、总体设计原理1.基本原理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、左移和送数，通过控制CLR ＇控制清零。
第一节拍为1右移，第二节拍为0左移，第三节拍全亮为置数1，全灭为清零。
目录第一章总体设计 (5)1.1设计目的 (5)1.2设计任务与要求 (5)1.3基本工作原理 (5)1.4设计方案 (5)第二章单片机简介 (6)2.1单片机结构 (6)2.2单片机的封装形式、引脚定义及功能 (7)2.3单片机的工作原理 (8)2.4 CPU的工作原理 (8)2.5存储器结构 (9)2.6 CPU时序及时钟电路 (10)2.7复位操作 (12)第三章硬件设计 (14)3.1整体硬件接结构 (14)3.2功能模块电路 (14)3.3系统硬件原理电路图 (16)第四章软件设计 (17)4.1软件总体结构设计 (17)4.2各功能模块设计 (18)总结与心得 (25)参考文献： (26)第一章总体设计1.1设计目的1)了解单片机的基本原理及相关的简单应用。
2)掌握用单片机设计系统的一般步骤。
3)了解LED数码管的基本知识和驱动方法。
4)掌握单片机系统各个组成部分的作用以及分布位置。
5)学会运用单片机的硬件资源。
1.2设计任务与要求8个彩灯的控制电路的任务为：用AT89S51单片机设计设计一个8个彩灯控制电路。
要求：完成以下花形变化：1) 从左到右依次点亮，8个灯全亮；从右到左依次熄灭，8个灯全灭。
时间节拍为1秒。
2)从两边向中间依次点亮，8个灯全亮；从中间向两边依次熄灭，8个灯全灭。
时间节拍为1秒。
3)循环往复，用LED管模拟彩灯。
4)用汇编语言编程，用proteus仿真。
1.3基本工作原理此次使设计一个能控制八路彩灯的控制器，其中彩灯用发光二极管模拟。
由P1.6和P1.7口控制电路启动与停止，根据彩灯的亮灭要求，利用数据指针查表，将查到的内容送给P2口进行显示，然后调用1s延时程。
若查到的内容为跳出代码就重新开始循环。
1.4设计方案软件方面：通过汇编语言编程实现不同要求的状态，由延时程序实现1秒的延时时间。
硬件方面：彩灯启动与停止由P1.6和P1.7口进行控制，彩灯的显示状态由AT89C51的P2口输出显示。
程序和PROTEUS图已经做出来了（如下），preteus图可以运行简单的彩灯程序，但是运行这个程序时灯只是全亮不动，程序和proteus图都找不出问题，希望高手指点一二。
要求：1 从左到右排列，编号为1～8号。
系统启动后，灯管点亮的顺序依次为：1号→2号→3号→...→7号→8 号，时间间隔为1S。
8根彩灯全亮后，持续10S。
然后按照8号→7号→6号→...→2号→1号的顺序依次熄灭，时间间隔为1S。
灯管全部熄灭后，等待2S，再从8号灯管开始，按照8号→7号→6号→...→2号→1号的顺序依次点亮，时间间隔为1S。
全部点亮后持续20S，再按照1号→2号→3号→...→7号→8号的顺序熄灭，时间间隔仍为1S。
灯管全部熄灭后，等待2S，再重新开始上述过程的循环。
下面是已经做出来的程序：ORG 0000HLJMP STARTORG 0030HSTART: MOV TMOD,#10HMOV TH1,#3CHMOV TL1,#0B0H ;定时器1工作于模式1，时间为50msMOV P1,#0FFH ;低电平有效，灯熄灭MOV R7,#00HLOOP1: INC R7MOV A,R7MOV DPTR,#TAB1MOVC A,@A+DPTRMOV P1,ALCALL DELAY1CJNE R7,#8,LOOP1;8次没显示完则继续循环LCALL DELAY2;过程1MOV R7,#8LOOP2: DEC R7MOV A,R7MOVC A,@A+DPTRMOV P1,ALCALL DELAY1CJNE R7,#0,LOOP2;8次没完则继续循环LCALL DELAY1MOV R7,#0HLOOP3:INC R7MOV DPTR,#TAB2MOV A,R7MOVC A,@A+DPTRMOV P1,ALCALL DELAY1CJNE R7,#8,LOOP3;8次未完继续循环LCALL DELAY3MOV R7,#8HLOOP4:DEC R7MOV A,R7MOVC A,@A+DPTRMOV P1,ALCALL DELAY1CJNE R7,#0,LOOP4;8次未完继续循环LCALL DELAY1LJMP START ;开始下一个循环DELAY1:MOV R0,#20LOOP5:SETB TR1JNB TF1,$DJNZ R0,LOOP5CLR TR1RET ;一秒延时DELAY2:MOV R0,#9LOOP6:LCALL DELAY1DJNZ R0,LOOP6RET ;9秒延时DELAY3:MOV R0,#19LOOP7:LCALL DELAY1DJNZ R0,LOOP7RET ；19秒延时TAB1:DB 0FFH,7FH,3FH,1FH,0FHDB 07H,03H,01H,00HTAB2:DB 0FFH,0FEH,0FCH,0F8H,0F0HDB 0E0H,0C0H,080H,00HEND这是proteus图。
《8路LED彩灯控制》课程设计报告专业：班级：姓名：学号：同组成员：指导教师：2011年 1 月8 日目录一、课程设计目的 (3)二、课程设计题目描述和要求 (3)三、课程设计报告内容 (3)3.1 器件选择 (3)3.2 实验电路图 (3)3.3 原理分析 (4)3.3.1 脉冲源产生模块 (4)3.3.2 定时器模块 (4)3.3.3 寄存器模块 (4)3.4 具体思路和设计过程 (4)3.4.1 设计思路 (4)3.4.2 具体设计过程 (5)四、焊接与调试 (6)五、总结体会 (6)一、课程设计目的随着社会的发展，人民生活水平不断提高，现代人们越来越注重节能和装饰，因此LED作为一种超节能产品在实际生活中得到广泛应用，它不仅工作电压低，而且使用寿命很长，所以它受到大多数灯光装饰师的青睐。
本设计用8路led设计出的彩灯控制电路具有：低能耗、花色多、性能忧、实用美观等特点，实为家居装饰之首选。
而具体的课程设计（包括电路图设计、电路板焊接、安装与调试），既可以提高我们的动手能力和实际分析问题能力，还有助于我们加深对数字电路的认识和了解，进一步激发学习的兴趣，为后续学习打下坚实基础。
二、课程设计题目描述和要求本设计中的8路LED彩灯控制电路，由555定时器、移位寄存器、计数器等器件构成，主要功能是实现三种花色的交错变换，8路led灯的亮和灭组合起来形成有规律的花色，给人以美感，适用于彩灯装饰。
三.课程设计报告内容3.1 器件选择555定时器一片、十六进制计数器74ls191两片、双向移位寄存器74ls194两片、0.01uf的电容和2.2uf的电容各一个、47k电阻两个、非门74ls04一个、与非门74ls20六个、导线若干。
3.2 实验电路图3.3 原理分析3.3.1 脉冲源产生模块实际上是由555定时器和电容、电阻构成的多谐振荡器，它们负责为后面的各个芯片提供时时脉冲。
脉冲周期T=(R1+R2)Cln2=0.33s3.3.2 定时器模块两块十六进制74ls191计数器接成48进制计数器，上面一块芯片的Q0、Q2、Q3端为后面的移位寄存器提供变换的穿行输入信号；下面一块芯片和中间的非门、与非门共同构成数据处理中端，负责对上方各输出端的信号脉冲进行处理，并且传至寄存器。
实验八、中断控制的8个LED灯轮流点亮电路专业: 班级：姓名: 学号：成绩：一、实验目的1.掌握中断程序的分析方法和设计方法。
2.学习电平触发方式及负脉冲触发方式的电路设计方法。
3.学习读程序，并能写出中断初始化程序段。
二、实验器材单片机开发设备一套。
三、实验内容和步骤试设计一个用单片机中断控制的8个LED灯轮流点亮的仿真控制系统，当按下一个按键之后，LED1灯亮，再按下一个按键后，彩灯顺次点亮一个。
要求按照电平触发和负脉冲触发两种方式来设计电路并进行程序设计。
电平触发方式下的仿真图：附加题：请设计一个电路，能实现开关控制的数码管显示0-9数字。
电平触发方式下的程序：ORG 0000HAJMP MAINORG 0013HAJMP SERVERORG 0030HMAIN:MOV A,#01HCLR IT1SETB EX1SETB EA SJMP $ORG 0200H SERVER:CLR P3.0 NOPNOPSETB P3.0MOV P1,ARL ARETIEND负脉冲触发方式下接于P3.3端口的仿真图：负脉冲触发方式下的程序：ORG 0000HAJMP MAINORG 0013HAJMP SERVERORG 0030HMAIN:MOV A,#11111110B MOV P1,A SETB IT1SETB EX1SETB EASJMP $ORG 0200HSERVER:CLR P3.3NOPNOPSETB P3.3MOV P1,ARL ARETIEND。
八路循环彩灯控制电路设计八路循环彩灯控制电路设计是一种常见的电子电路设计，用于控制多个彩灯按照一定的循环模式进行亮灭。
在本文中，我们将一步一步回答相关问题，帮助读者了解八路循环彩灯控制电路的设计原理及其实现方式。
第一部分：八路循环彩灯控制电路设计原理介绍八路循环彩灯控制电路是一种利用计时器和逻辑门等元件实现的电子电路，可以实现多个彩灯按照一定的循环模式进行亮灭。
其设计原理主要包括以下几个方面：1.计时器的应用：计时器是八路循环彩灯控制电路中的核心元件之一。
通过计时器的设置，可以控制彩灯的亮灭时间，并实现循环模式。
常见的计时器有555定时器、NE555定时器等。
2.逻辑门的应用：逻辑门是八路循环彩灯控制电路中的另一个重要元件。
逻辑门用于判断彩灯亮灭的逻辑关系，并通过逻辑门的输出来控制彩灯的状态。
常见的逻辑门有与门、或门、非门等。
3.多路控制信号的生成：八路循环彩灯控制电路需要产生多路控制信号，用于控制多个彩灯的亮灭。
这些控制信号可以通过组合逻辑电路、编码器等实现。
第二部分：八路循环彩灯控制电路设计步骤在了解了八路循环彩灯控制电路的设计原理后，我们可以按照以下步骤进行具体的电路设计：1.确定彩灯的数量：首先需要确定需要控制的彩灯数量，以便选择合适的计时器和逻辑门。
2.选择计时器：根据彩灯的控制需求和电路设计的复杂度，选择合适的计时器。
在本设计中，我们选择使用555定时器。
3.设计计时器电路：根据彩灯的亮灭时间和循环模式要求，设计计时器电路。
通过调整计时器的参数，如电容、电阻值，可以控制彩灯的亮灭时间。
4.生成控制信号：根据彩灯的数量，设计多路控制信号的生成电路。
可以使用组合逻辑电路、编码器等进行设计。
5.选择逻辑门：根据彩灯的亮灭逻辑关系，选择合适的逻辑门。
在本设计中，我们选择使用与门。
6.设计逻辑门电路：根据彩灯的亮灭逻辑关系，设计逻辑门电路。
通过逻辑门的输出，控制彩灯的状态。
7.完成电路布局和连线：根据电路设计图，完成电路的布局和连线。
彩灯流水电路(流水灯)的设计对于彩灯流水电路的设计，我们一般采用LED流水灯的形式。
LED流水灯的原理是通过输入一个时钟信号，来控制LED灯的亮灭顺序，从而实现LED灯的流水效果。
下面就以一个8位LED流水灯电路为例，来分步骤介绍如何进行彩灯流水电路的设计。
1. 材料与元器件的准备该8位LED流水灯电路所需要的材料与元器件如下：（1）芯片：AT89C51（2）时钟：11.0592MHz（3）LED数码管：8款（4）电阻：九个330欧姆电阻（5）电容：两个22pF陶瓷电容（6）稳压管：7805（7）热熔胶枪（8）面包板2. 电路原理图设计接下来，我们需要根据电路的设计要求，来进行电路原理图的设计。
如下图所示，该电路原理图包含了AT89C51芯片、时钟、稳压管、电容以及LED数码管等元器件。
其中，AT89C51芯片作为电路的主控制芯片，时钟则用来控制电路的工作频率。
LED数码管则是用来实现LED灯的罗列效果。
3. 电路焊接装配电路原理图完成后，进入电路焊接与装配环节。
首先，我们需要将元器件逐一地焊接在面包板上。
这里，我们需要注意焊接的顺序和脚位。
接着，将电路连线固定在面包板上，然后接上电源线，即可启动LED数码管。
4. 代码编写最后，我们需要编写AT89C51芯片的代码。
该代码用来控制LED数码管的流水效果。
该代码的编写需要考虑以下几个方面：（1）如何将LED数码管控制程序放入芯片中？（3）如何实现不同的流水显示模式？（4）如何使用时钟来控制LED数码管的刷新速度？经过以上步骤的设计后，我们便可成功地制作出一款功能完善的彩灯流水电路产品。
如需实现更高级别的彩灯效果，还需不断探究和创新。
数字电子技术课程综合设计题目：8路循环彩灯控制的电路姓名：学号：层次：专业：班级：指导教师：2021年5月独创性申明一．本论文是本人独立完成；二．本论文没有任何抄袭行为；三．若有不实，一经查出，请答辩委员会取消本人答辩资格。
摘要：设计一个8路循环彩灯电路，要求该电路能够实现8路彩灯能够依次点亮，然后在一起点亮，且每次不同的点亮状态要持续两秒，且能够循环上诉的效果。
该电路主要是由555定时器与一些分立元器件构成多谐振荡器，74LS163同步计数器，74LS138译码器，LED等组成的，由多谐振荡器提供周期为一秒的脉冲方波信号，然后经过74LS163同步计数器进行二分频，使其周期变为两秒，在经过74ls138译码器的译码，从而完成8路彩灯循环电路设计的要求，电路在经过ISIS的仿真测试能够有效的依次点亮8路彩灯，最后在全部点亮的功能，从而完成课设要求。
关键词：多谐振荡器;74LS163同步计数器；74LS138译码器；Abstract:Design an8-way cycle lamp circuit,the circuit is required to achieve8-way lights can be lit in turn,and then lit together,and each time the different lighting state to last two seconds,and can cycle the effect of appeal.The circuit is mainly composed of555 timer and some discrete components,such as multivibrator,74ls163synchronous counter, 74LS138decoder,led,etc.the multivibrator provides a pulse square wave signal with a period of one second,and then the74ls163synchronous counter bisects the frequency to make its period become two seconds,In order to complete the design requirements of 8-way color lamp cycle circuit,the circuit can effectively light up8-way color lamp in turn after Isis simulation test,and finally in the full lighting function,so as to complete the course design requirements.目录前言1电路整体方案设计 (2)1.1电路设计要求 (4)1.2电路设计方案 (4)1.3出现的问题及解决方案 (5)2电路结构分析 (5)2.1多谐振荡器 (5)2.2计数器 (6)2.3译码器 (5)2.4电路仿真图 (5)3结论 (9)参考文献 (10)致谢 (8)前言本课题主要研究的是如何实现8路彩灯依次点亮，最后在全部点亮的循环过程，要实现课设的基本功能需要了解掌握计数器，译码器的等芯片功能；是要选取555定时器和一些分立元器件组成的多谐振荡器，73LS163同步计数器，74LS138译码器的功能及应用。
说明书目录1前言 (1)1.1序言 (1)1.2目前彩灯的应用情况 (1)1.3主要工作概述 (2)2 总体方案设计 (3)2.1方案比较 (3)2.2方案论证 (4)2.3方案选择 (4)3.单元模块电路设计 (5)3.1时钟信号发生器 (5)3.2 序列信号发生器 (7)3.3 移位输出显示电路 (13)4软件设计 (16)4.1Proteus仿真软件 (16)4.2 Altium designer软件 (16)4.3软件的设计结构 (18)5系统调试 (19)5.1脉冲信号发生器的调试 (19)5.2序列信号发生器和以为输出显示电路调试 (20)5.3整体电路的调试 (20)5.4系统实现的功能 (21)6设计总结与收获 (22)7 参考文献 (24)附录：彩灯显示控制电路原理图 (25)说明书1前言1.1序言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。
随着社会市场经济的不断繁荣和发展，各种装饰彩灯、广告彩灯越来越多地出现在城市中。
在大型晚会的现场，彩灯更是成为不可缺少的一道景观。
小型的彩灯多为采用霓虹灯电路则不能胜任。
在彩灯的应用中，装饰灯、广告灯、布景灯的变化多种多样，但就其工作模式，可分为三种主要类型：管做成各种各样和多种色彩的灯管，或是以日光灯、白炽灯作为光源，另配大型广告语、宣传画来达到效果。
这些灯的控制设备多为数字电路。
而在现代生活中，大型楼宇的轮廓装饰或大型晚会的灯光布景，由于其变化多、功率大，数字长明灯、流水灯及变幻灯。
长明灯的特点是只要灯投入工作，负载即长期接通，一般在彩灯中用以照明或衬托底色，没有频繁的动态切换过程，因此可用开关直接控制，不需经过复杂的编程。
流水灯则包括字形变化、色彩变化、位置变化等，其主要特点是在整个工作过程中周期性地花样变化。
课程设计报告书试验大致思路如下：3．器件管脚分配图：图1（4017管脚分配图）CD4017是十进制计数器，它包含译码器。
计数器在时钟禁止输入为低电平时，在时钟脉冲上升沿进位。
在时钟禁止输入为高电平时，时钟被禁止。
复位输入为高电平时，时钟输入独立运行。
该芯片是一个十进制分配器，只要在其脉冲信号输入端接入脉冲信号，每来一个脉冲信号时，该芯片就会从Q0~~Q9~~Q0循环发出高电平，并且能够保持这个脉冲信号没有结束时，一直是高电平。
由此可知，该芯片能够运用于控制端或者是用于循环彩灯等等方面的应用。
引出端功能符号CO：进位脉冲输渊CP：时钟输入端CR：清除端INH：禁止端Q0-Q9 计数脉冲输出端VDD：正电源VSS：地真值表输入输出CP INH CR Q0-Q9 CO× × H Q0↑L LH ↓L计数计数脉冲为Q0-Q4时：CO=HL × L× H L↓× L×↑L保持计数脉冲为Q5-Q9时：CO=L图2（4069管脚分配图）CD4069又称为六反向器，广泛运用于各种电路设计中。
当Vcc=5~10V时，C110uFU1A 4069BCL_5V U2B 4069BCL_5V R210kΩR1200kΩ1234图4图4为电路中的一部分，是用来产生时钟脉冲的多谐振荡器，它仿真图如下图5整个电路的仿真图如下；。
摘要本次课程设计的任务是设计一个八个彩灯循环点亮电路.然而随着集成电路的迅猛发展,使得数字逻辑电路的设计出现了根本性的变化,使得我们在日常的电路设计中可以大大的被简化,减少电路组件的数目,从而使电路简捷,而且还能够提高电路的可靠性,稳定性.根据我的理解,控制彩灯的循环点亮就是产生一系列有规律的数列,从而通过这一系列的数列来控制八个彩灯的循环点亮.在数字电路的理论课上,我们知道产生有规律的数列需要用到计数器或是移位寄存器.实际上,在该实验中二者皆可以用来设计该电路,只是各自的工作方式有区别而已.因此,通过计数器或移位寄存器控制彩灯的循环点亮.其次,即使脉冲产生电路,我们知道555定时器可以作为多谐振荡器,并且利用555定时器设计的多谐振荡器产生的序列脉冲受干扰小,稳定性高,我们只需要选定相应的电阻和电容来控制周期就可以很好的控制彩灯显示频率.最后,彩灯显示电路采取并联接法,利用产生的数列来控制彩灯的亮暗.再就是将以上三部分电路组合起来,从而构成完整电路,达到设计目标.关键字:数字逻辑电路;彩灯循环控制;集成芯片;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 设计方案一1)二进制双向计数电路:图2 74LS192引脚图74LS192的功能表:表一 74LS192的功能表利用芯片74LS192,通过了解它的功能表,我们知道它既可以作为加数器和减数器,因此利用这一特性,可以通过控制芯片74LS194的置数功能:当需要循环点亮左移时,我们可以给四个置数端0123p p p p 置数为0000,并且控制1u CP =,D CP CP =,0MR =,从而构成加计数器,使输出0123Q Q Q Q 为0000000100100011...→→→→;同理,我们要实现彩灯循环点亮右移时,给四个置数端0123p p p p 置数为0111,控制u CP CP =,1D CP =,0MR =,从而构成减计数器,使输出为0123Q Q Q Q 为0111011001010100...→→→→;因此,通过上面的叙述我们通过对74LS194的控制来产生有规律的数字序列.2)3线-8线译码器:图3 74LS138的引脚图74LS138的功能表:表二 74LS138功能表经过74LS192产生的数字序列,我们分别将74S192的输出012Q Q Q 接至74LS138的输入012A A A ,这样可以使138的八个输出来控制彩灯的亮灭:例如,当输出是012000Q Q Q =,74LS138输出为0123456701111111Y Y Y Y Y Y Y Y = 因此可以使一盏彩灯发光.3)彩灯发光电路:在这个方案中八个彩灯接成共高电平形式,以为74LS138的输出为低电平有效,因此,只有138输出为低电平有效时才可以使彩灯发光.在这里,实现彩灯全灭的功能时,只需要通过一个开关来控制1S ,当10S =时就可以使彩灯全部熄灭;而要实现彩灯全亮,则需要通过加一DIP 开关,有点复杂,以此在此方案中没有能够实现彩灯全亮的功能.通过以上的方案之后,我们再加入脉冲产生电路和相应的开关,电阻等等,将它们组合成为能够实现八盏灯循环点亮的电路,并且还能够实现左移与右移,以及全灭的功能.按照方案一的构思,下图是其总的电路图:图4 方案一总电路图方案一的实现八盏彩灯的循环点亮工作流程:当6J 接到up 引脚上时, 4J 接到down 引脚上, 2J 接到高电平, 3J 接低电平, 1J 接低电平,则该电路工作于加法计数器,因此012Q Q Q 输出序列为000001010011100→→→→101110111→→→,该数字序列作用于74LS138后,输出电平以此为:01111111101111111101111111101111→→→11110111→→111110111111110111111110→→;则可实现灯的右移循环点亮;同理,当当6J 接到down 引脚上时, 4J 接到up 引脚上, 2J 接到高电平, 3J 接低电平, 1J 接高电平时,则该电路工作于减法计数器,而同样012Q Q Q 输出序列为111110101100011→→→→ 010001000→→→,此时74LS138的输出电平为: 11111110111111011111101111110111→→→→11101111110111111011111101111111→→→;因此实现八盏彩灯的左移循环点亮;要想实现灯的全灭功能,只需要将开关5J 接至低电平,这样74LS198的输出全为高电平,因此可以使得八盏彩灯全部熄灭,从而达到该电路设计的一个目标;同时由于要实现八盏彩灯的全亮要接一个DIP 开关,因而可能加深了电路的复杂度,所以我在这套方案中就没有设计出实现八盏彩灯同时亮的功能,这样该套方案的一大瑕疵,不能很好的完成课程设计的功能要求.1.1.2 设计方案二图5 方案二的结构框图1)脉冲产生电路:选用NE555组成多谐振荡器,通过选用合适的电阻电容,组成振荡器,从而产生我们所需要频率的脉冲.2)循环电路的设计:图6 74LS194的引脚图74LS194的功能表:表三74LS194的功能表由74LS194的功能表可以看出,芯片74LS194可以实现4位输出的左移,右移,清零,以及置数功能.因此,我们可以利用两片74LS194芯片就可以实现控制八盏彩灯的循环点亮功能.3)彩灯发光电路:Q Q Q Q Q Q Q Q,当其中一八盏彩灯分别接到两片74LS194的输出01234567个输出为高电平时,则该盏彩灯发光,并且八盏彩灯接成共地接法,而且加入保护电阻,实现彩灯发光电路.下图是方案二的总电路图:图7 方案二总电路图方案二实现八盏彩灯循环点亮以及全灭,全亮,左移和右移的功能的工作流程:首先实现左移功能:即先给7D 置1, 0123456D D D D D D D 都置0,并且开关J3,J6,J4,接到高电平之后,再将控制S0的开关J3打到低电平处,即可实现八盏彩灯的循环左移;实现右移功能:首先给D0置1, 1234567D D D D D D D 也同样都置0,开关J3,J6,J4一起都打到高电平状态之后,再将控制S1的开关J4接到低电平处,就可以实现八盏彩灯的右移功;实现彩灯的全亮功能很简单,即将开关J1,J2,J3,J4,J5,J6,全部打到高电平处,就可以实现八盏彩灯全亮功能;而实现全灭功能,只要将控制清零信号的开关J4接到低电平处,就可以实现八盏彩灯的全灭.以上就是方案二实现全部功能的调试方法.1.2 两种方案的比较与选择通过multisim 的仿真结果,以上的两种方案都基本上可以实现本次课程设计的功能要求,但是在方案一中已经提过了,由于电路的复杂性,没有设计DIP 开关,就不能实现彩灯的全亮功能.下面来比较一下两种方案的优劣.首先,从器材方面来说,方案一中用到函数发生器,即芯片74LS138,据市场价格来说,比其他芯片价格确实要偏高一点.其次,方案一中不能实现八盏彩灯全亮的功能,这也让该方案的价值大打折扣.但是,我感觉方案一的连线调试相对于方案二来说要简单一点.方案二可以实现本次课程设计的全部功能:左以,右移,全亮,全灭,而且电路原理比较简单,容易让人理解;其次所需要的芯片价格便宜,经济效益高.但是,该电路的连接有点困难,导线相对较多,给电路的连接和调试带来了不方便.虽然方案一与方案二都存在着缺陷,但是总合考虑之后,还是采用方案二,因为它能够实现所需全部功能,这也是本次课程设计至关重要的目标.因此,我们采用方案二作为我们这次课程设计的方案.2.1 脉冲产生电路:用NE555定时器构成的多谐振荡器的原理图如下面:图8 555定时器的原理图555定时器内部的比较器灵敏度比较高,而且采用差分电路的形式,因此利用555定时器组成的多谐振荡器的振荡频率受电源电压和温度的影响较小.我们在数字电路中基本上已经了解了如何利用555定时器来组成多谐振荡器的原理以及电路图的接法,下面我们需要讨论的是电阻的选择和电容的选取,怎样才能符合课程设计的要求.首先,该次课程设计的八盏彩灯的循环点亮的周期是1S,即频率是1HZ,而我们在数字电路的理论课上学习过:电容C 的放电时间,即20.7pL t R C =,而电容的充电时间为120.7()pH t R R C =+,这样该脉冲电路所产生脉冲的周期为pL pH T t t =+,因此频率121 1.43(2)pL pH f t t R R C==++, 这样我们通过选取合适的电阻和电容,使得f =1HZ,经过计算我们可得12100;100; 4.7R K R K C F μ=Ω=Ω=通过以上的计算与选择,我们可以得到周期为1S 的矩形波,这样就完成了脉冲电路的设计.我已经在上面介绍了芯片74LS194的功能表和引脚图,我们知道74LS194是一双向寄存器,它能够实现电路左移,右移,保持,并行输入,并行输出,以及置零的功能,因此我们可以利用74LS194的这些功能来实现八盏彩灯测循环控制功能.图9 循环控制电路对单个寄存器而言,将S0,S1,都接高电平,并且清零信号CLR也接高电平,置数1000之后,再将S1接至低电平处,可以实现右移循环功能,即1000→0100→0010→0001→1000;相反,我们将S1接高电平,S0接低电平,可以左移循环功能,即1000→0001→0010→0100→1000.而要实现八位的左移或右移功能实际上很简单,将两个74LS194级联就可以,这样可以实现八位的左移或右移功能,而级联是将第一片74LS194的SR接到第二片的74LS194的D3,第一片的74LS194的SL接到第二片74LS194的D0;同理,第二片74LS194的SR,SL 接到第一片74LS194的D3,D0,这样就可以实现八位的循环左移和右移功能.而在方案中,实现全灭功能,只需要将74LS194的清零端CLR接到低电平就可以实现八盏彩灯全灭.实现全亮功能,只需要将所有输入端都接到高电平,并且开关S0,S1,清零端CLR 也都接到高电平,这样就可以实现八盏彩灯全亮功能.2.3 LED 灯显示电路:为了节省经济负担,我们利用发光二极管来代替彩灯,实现彩灯的闪烁功能,发光二极管的阴极与保护电阻连接,并且八个发光二极管共地连接,以此来减少导线数量和节省元器件的开支.下面是LED 灯的连接电路:图10 LED 灯显示电路通过查询模拟电子技术课本理论知识,红光LED 灯的正向电压为1.6~1.8V,电流为50mA,而我们通过查阅资料得知74LS194的输出高电平是2.2~5V,因此我们可以通过计算来得到所需要的保护电阻的大小:min 01max min 2.2 1.880.050.05o U U R --===Ω max 01min max 5 1.6680.050.05o U U R --===Ω, 因此,通过上面的理论计算我们可以得到保护电阻的范围是在:~[868]R Ω因此,我们选择保护电阻为47Ω.3. 电路的调试与检测3.1 电路的调试与检测:3.1.1 调试的方法:设计完电路之后,我相信最重要也是最困难的一步是就是电路的调试,一个电路成功与否的关键也是在调试.但是,一个电子电路即使在仿真完全正确的情况下,按照仿真结果的参数来进行设置,或许其真实结果也不会令人很满意的,究其原因,我想是多方面的.首先,我认为即使在相应的软件中仿真正确,但是我们也知道仿真是在理想情况下实现的,而在现实生活中,存在着复杂的客观的因素:如元器件的值的误差,器件参数的误差等等,这其中任何一个因素都会对电路的实际效果产生很大的影响.因此,我们必须在理论上通过之后,再安装连接电路,对电路进行调试和纠正,以弥补电路设计方案的不足,然后采取措施对电路进行最优化.而在电路的调试过程中,一般要用到的工具是万用表,我们要对万用表的操作方法熟悉,这样才能在电路的调试过程中有利于我们检查电路的故障,正确解决所遇到的问题.通常,我们在电路调试过程中有两种检测方法,一种是模块检测法,一种是整体调试法.我个人认为模块检测发对我们更加实用,有利,首先,模块检测法可以让我们能够很快的发现电路的故障出在哪里,能够帮助我们更快的解决电路所遇到的问题;其次,我认为模块检测法可以对我们的电路进行保护,避免由于电路连线的不正确而导致烧毁电路.模块检测法的检测顺序最好是按照信号的流向来进行检测,一个模块一个模块来进行检测,逐步扩大检测范围,最后完成总的调试结果.另一种检测方法是整体调试法,该方法是在连接完毕电路之后直接对整个来进行调试,部分模块进行测试.依我个人观点,这种方法很难发现是哪里出现问题,不利于我们对电路进行调试.因此,我们在本次课程设计中所采取的调试方法就是模块测试与整体测试法相结合的方法,因为整体测试法会让我们对电路有个整体把握,发现电路存在问题之后,我们再通过模块检测阀来单独进行检测,从而发现电路的问题.3.1.2 调试的步骤:电路的调试步骤:首先,我们组的成员商量讨论之后,决定采取哪种方案之后,在放仿真软件multisim中仿真正确之后,按照所得到的正确的电路图我们进行电路连线,连线完毕之后,首先查看电源是否接错或出现短接的情况,然后,再查看各个芯片是否安装的牢固,最后,我们要做的是检测各个芯片的引脚是否接错,这是非常重要的一步,因为如果芯片引脚接错,可能导致芯片被烧坏.以上是电路连接完毕之后必不可少的一步.其次,我们在做好第一步之后进行下一步,接通电源,观察电路是否正常工作,如果不能正常工作,那么立即关闭电源,并且对电路的各个模块进行检查来排除错误,直至发现错误为止,发现错误之后进行改正.再之后,当第二步完成之后,我们在工作开关断开的情况下,来检测脉冲产生电路的正确性,用一个发光二极管来检测,当发光二极管工作正常时,说明脉冲产生电路是正确的;当不能正常工作时,我们需要排除其中的错误,看看是否是因为芯片的连接问题等等;还有,我们要检测循环控制电路,检测其输出电平是否是正常的,如果不正常我们需要检查出原因,一般这时候我们首先看看芯片的连接是否正确,直至排查出原因.最后,电路调试的工作是闭合工作开关,观察等是否能够正常处于所要求的工作状态,此时如果继续存在问题,那么我们应该继续对电路进行调试3.1.3 调试中的故障以及解决方法:在我们这次的调试中,我就是按照上面所叙述的方法进行调试的.当我们连接完毕电路之后,另两个同学按照正确的电路图进行检查,待全部检查连线正确之后,我们接通+6V的电源,发现电路不能正常工作,于是我们立即关闭电源,仔细分析一下电路之后,确定所有芯片的引脚连接正确之后,用万用表对脉冲电路进行了检测,发现脉冲电路能够正常工作.于是我们仔细思考之后,接合以前的经验,于是我们对连接发光二极管的那一排插孔进行测量,发现问题正好出在了那里,由于电路板的制作原因,两孔之间没有接通,因此导致电路不能正常工作.我们采取的办法是每个孔进行测量,看看哪些孔之见不能正常接通,之后再通过导线将它们连接起来,以达到正常接地的功能.解决以上功能之后,我们再次进行电路调试,发光二极管虽然能够实现全亮,全灭,以及置数和清零功能,但是不能实现左移和右移功能,但这时候我基本上已经确定我的电路连接不存在任何问题,问题应该是开关S1和S0的原因,因此我们再次对连接S1和S0的开关接线进行检测和稳固之后,对电路进行了调试,电路可以正常工作了.但由于开关的抖动性,导致了左移和右移的功能经常处于失效状态.在数字电路中我们实际上已经学习过解决开关的抖动性,我们可以利用SR锁存器来消除抖动性,但是在这次课程设计中我们没有很好的办法来解决该问题,只能多试几次,以此来让电路处于正常工作状态.总来说,这次电路的调试还是比较成功的,能够准确排查出原因和及时解决问题,大大提高了我们的工作效率,也很大的提高了我们在实践中利用理论知识的分析问题和解决问题的能力.4.电路的仿真结果4. 方案二的仿真图形4.1 脉冲电路的仿真:图11 脉冲电路仿真图通过平常的自学,掌握了multisim仿真软件的用法,因此,在这次课程设计中得到了运用.它为我们提供了该电路是否正确与否的信息,能够帮助我们顺利完成电路设计.下面是仿真得到的脉冲图形:图12 555定时器产生的脉冲4.2 循环控制电路仿真图形:图13 彩灯循环控制电路仿真图虽然能够仿真出来动态感,但由于只能插入图片,所以只能显示出一盏灯亮的效果.4.3 总电路仿真图形:图14 总体电路仿真图形总结与体会这次电子电工课程设计是我们进入大学以来第一次做课程设计,因此对于我们来说是一个新鲜事物,同时也是一个挑战,毕竟我们以前从来没有做过.但是,凡事都有第一次,我们不能因为以第一次为借口就可以掉以轻心,我们必须尽自己最大的努力来做好这次课程设计.这次课程设计给我最大的感受是启发巨大.首先,在做这次课程设计的过程中,我们要大量用到大一下学期所学的电路基础知识和大二上学期学的模拟电子技术和本学期所学的数字电子技术的理论知识,而且,在课程设计中不仅要懂得理论知识,更重要的是我们要将理论知识运用到电路实际的设计与调试中,而且还要考虑到现实生活中的环境,结合实际才能设计出比较实用的电路图.其次,就是我查阅资料的能力得到大大提升.虽然这次课程设计的题目网上漫天飞,但我是通过实际所学的知识亲自设计出来的.在自己设计的过程中,难免会需要大量资料,而这就考察了我的查阅资料与筛选资料的能力.以前,学校的数据库很少被我利用,而且操作也不是很熟悉,但这次我为了设计出完美的电路,查阅大量的资料,可以说,一个电路设计下来,我也差不多看了20多篇论文.而同时,在设计电路过程中,阅读资料也大大增加了我的知识面和阅读论文的能力,可谓是一举多得.最后,在课程设计中提高了我的动手能力.以前,我一直注重理论知识的学习,而忽视自己的动手实践能力,以致于虽然我再理论课上的考试成绩很高,但每次实验都不能够很好的完成实验.然而,这次课程设计,我们这组可以说是以我为核心,我领导了电路的设计,连接,调试等一系列过程,在这些过程当中,我都亲力亲为,大大锻炼了我的实际动手能力和领导能力.虽然这次课程设计完成得还算不错,但在课程设计的过程当中,也暴露出了我自身的许多问题.首先是以前所学的知识忘记得很快,由于没有及时的巩固以前的知识所造成的后果,实际上这些基础电路的知识在我们以后的专业课学习中也会大量会运用到,这就给我敲响了警钟,及时复习所学的知识才能够运用得游刃有余,而且有人曾对我说过”对一件事情感兴趣是即使在没有任何外在压力下也依然孜孜不倦的去学习它,运用它”,这句话给了我很大的启发,我一直认为我对电路方面有很大的兴趣并且认为自己有这方面的天赋,看样子我在这方面做得还是不够.还有一个方面是我在与他人合作过程中所暴露出来的问题,对于别人我也像要求自己一样来要求他们,从而与他们在合作过程中有一些不愉快;而且我在电路调试过程当中遇到问题时不是很冷静,甚至显得有点急躁,因此不能够及时排查出原因.这些都是我的心态所影响的,今后在这方面我要好好改正,争取做到冷静处事.这次课程设计完成了,我也完成了一篇论文,虽然说这篇论文质量不是很高,但这是我进入大学以来写的最长,写得最认真,写得最满意的一篇论文.通过完成这样一篇论文,为我今后发表论文打下了一个很好的基础.总而言之,这次课程设计让我懂得了许多许多,知识的重要性,理论与实践结合的重要性,以及与人合作的重要性等等.这次课程设计时间没有浪费,是我进入大学以来最最充实的两个星期.参考文献[1]康华光.陈大钦.电子技术基础-模拟部分(第五版).北京.高等教育出版社.2006.1[2]康华光. 邹寿彬.电子技术基础-数字部分(第五版).北京.高等教育出版社.2006.1[3]罗杰.电子技术基础习题全解-数字部分(第五版)高等教育出版社.2006.5[4]邱关源.电路(第五版).高等教育出版社.2006.5元件明细表。
8路循环彩灯课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并掌握8路循环彩灯的基本电路原理和编程方法。
2. 学生能够运用所学知识，设计并实现具有创意的8路循环彩灯效果。
3. 学生了解彩灯在现实生活中的应用，如装饰、广告等，并理解其背后的技术原理。
技能目标：1. 学生能够独立完成8路循环彩灯电路的搭建和调试。
2. 学生能够运用编程软件编写并优化8路循环彩灯的程序，实现不同灯光效果。
3. 学生具备团队协作能力，共同完成课程任务，并能够进行有效的沟通与交流。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对电子技术和编程的兴趣，激发学习热情，形成自主学习的能力。
2. 学生通过动手实践，体验创新与创造的乐趣，增强自信心和成就感。
3. 学生能够关注生活中的技术应用，认识到科技对生活的改变，培养社会责任感和创新精神。
分析课程性质、学生特点和教学要求：本课程为电子技术和编程实践课程，适用于八年级学生。
学生在前期的学习过程中，已经掌握了基本的电路原理和编程知识。
本课程旨在巩固和提高学生的实践操作能力，培养学生的创新思维和团队协作能力。
课程目标具体、可衡量，便于教学设计和评估。
通过本课程的学习，学生能够将理论知识与实践相结合，达到预期的学习成果。
同时，课程注重培养学生的情感态度价值观，使学生在学习过程中形成积极的学习态度和价值观。
二、教学内容1. 电路原理回顾：电阻、电容、二极管等基础元件的作用；电路图识读及分析。
教材章节：第二章《基本电路元件》2. 8路循环彩灯电路设计：介绍8路循环彩灯电路的组成、工作原理及搭建方法。
教材章节：第三章《数字电路基础》3. 编程软件操作：学习并掌握编程软件的使用，编写8路循环彩灯控制程序。
教材章节：第五章《编程基础与技巧》4. 程序优化与调试：对编写好的程序进行优化和调试，实现不同的灯光效果。
教材章节：第六章《程序调试与优化》5. 创意彩灯设计：运用所学知识，进行创意彩灯设计，实现个性化彩灯效果。
8路彩灯控制器设计详细讲解（附图）学校:北华大学班级:信息 11-2姓名:王杰学号:28号指导教师:曲萍萍实验日期:2013.5.20—5.24一、软件内容二、实习目的和任务三、设计原理过程四、最终设计方案五、实习心得六、参考文献一、软件内容MAX-Plus?开发软件是美国Altera公司自行设计的第三代课编程逻辑器件的EDA开发工具。
它是一种与器件结构无关的集成设计环境，提供了灵活和高效的界面，允许设计人员选择各种设计输入方法和工具，能够支持Altera公司的MAX、Classic、FLEX以及ACEX系列的PLD器件。
MAX-Plus?开发软件丰富的图形界面和完整的、可即时访问的在线帮助文档，使设计人员能够轻松愉快地学习和掌握MAX-Plus?开发软件，方便地实现设计目的。
MAX-Plus?的特点:1、支持多种操作平台;2、提公开发性的界面;3、提供与PLD 器件结构无关的设计环境;4、提供丰富设计库;5、支持多种输入方式;6、具有高度集成化的开发环境;7、具有模块化的设计工具;8、提供Megacore功能;9、具有Opencore特性MAX-Plus?的主要功能:1、支持PLD器件;2、支持的设计输入方式;3、提供设计编译;4、提供设计验证;5、提供器件的编程和配置MAX-Plus?的设计流程:1、设计输入;2、设计检查;3、设计便衣;4、设计仿真;5、器件编程;6、测试验证;7、修改设计。
二、实习目的和任务实习目的: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。
实习任务:设计一个能实现8路彩灯循环显示的彩灯控制器。
具体要求如下:1、8路彩灯的循环花型如下表所示;2、节拍变化的时间为0.5s和0.25s，两种节拍交替运行;3、三种花型要求自动循环显示移存器输出状态编码表节拍序号花型1 花型2 花型3 1 00000000 00000000 00000000 2 10000000 00011000 10001000 3 11000000 00111100 11001100 4 11100000 01111110 11101110 5 11110000 11111111 11111111 6 11111000 11100111 01110111 7 11111100 11000011 00110011 8 11111110 10000001 00010001 9 11111111 10 11111110 11 11111100 12 1111100013 1111000014 1110000015 1100000016 10000000三、设计原理过程(1)总体方案的设计; 在方案一的基础上将整体电路分为四块。
课程名称：EDA八路彩灯控制器设计课程目的：1. 了解EDA软件的基本操作和应用；2. 掌握数字电路设计的基本理论和方法；3. 熟悉FPGA设计流程；4. 学习彩灯控制器的设计原理和实现方法；5. 培养学生的团队合作能力和实际动手能力。
课程大纲：1. EDA软件的基本操作和应用1.1 EDA概念及发展历史1.2 常见的EDA软件及其特点1.3 EDA软件的安装和基本操作2. 数字电路设计基础2.1 逻辑门及其运算2.2 组合逻辑电路设计2.3 时序逻辑电路设计2.4 FPGA概念及应用3. 彩灯控制器设计原理与方法3.1 LED灯控制器的基本原理3.2 PWM调光原理及实现3.3 彩灯控制器的电路设计与原理图绘制3.4 彩灯控制器的FPGA设计与仿真4. 课程实践4.1 彩灯控制器实验板的制作4.2 EDA软件仿真实验4.3 彩灯控制器的硬件调试与验证4.4 彩灯控制器的功能实现与效果展示课程评价：本课程通过结合理论学习和实践操作相结合的教学方式，让学生全面掌握EDA软件的使用方法，深入理解数字电路的设计原理，以及彩灯控制器的具体实现方法。
通过实践环节，培养学生的动手能力和团队合作精神，使学生在课程中获得知识的能够运用所学知识解决实际问题。
通过该课程的学习，学生将掌握FPGA设计流程，了解数字电路设计的基础知识，并具备彩灯控制器设计和制作的能力。
结语：EDA八路彩灯控制器设计课程旨在培养学生的实际操作技能，通过设计和制作彩灯控制器，让学生在实践中巩固所学的EDA软件操作和数字电路设计知识，同时培养学生的团队合作和解决问题的能力。
希望学生能够在课程中认真学习，勇于实践，在实验中不断探索和创新，不断提高自己的实际动手能力和工程实践能力。
在接下来的1500字内容中，我们将进一步细化课程设计的细节，包括每个主题下的具体教学内容、示例和案例分析等部分。
3. 彩灯控制器设计原理与方法3.1 LED灯控制器的基本原理LED（Light Emitting Diode）是一种半导体器件，是一种能将电能转化为光能的二极管。
课程设计(论文)题目名称8个彩灯控制电路设计课程名称单片机原理及接口技术学生姓名何辉学号0941201058系、专业电气工程系测控类指导教师杨波2011年6 月25 日邵阳学院课程设计（论文）任务书年级专业09级电气工程系学生姓名何辉学号0941201058题目名称8个彩灯控制电路设计计时间2011年6月7日—2011年7月3日课程名称单片机原理及在电气测控学科中的应用课程编号121200105 设计地点数字控制与PLC实验室\创新实验室（214）（305）一、课程设计（论文）目的通过课程设计，进一步熟悉和掌握AT89S51单片机的结构及工作原理，掌握以单片机核心的电路设计的基本方法和技术，了解表关电路参数的计算方法。
通过完成一个包括电路设计和程序开发的完整过程，使学生了解开发一单片机应用系统的全过程，通过此综合训练,为以后毕业设计打下一定的基础。
为今后从事相应打下基础。
二、已知技术参数和条件1、系统电路的构成用AT89S51单片机和中规模集成芯片，及电子元件。
2、WA VE 软件或KEIL 软件编译三、任务和要求任务：用AT89S51单片机设计设计一个8个彩灯控制电路。
要求：1 从左到右排列，编号为1～8号。
系统启动后，灯管点亮的顺序依次为：1号→2号→3号→...→7号→8 号，时间间隔为1S。
8根彩灯全亮后，持续10S。
然后按照8号→7号→6号→...→2号→1号的顺序依次熄灭，时间间隔为1S。
灯管全部熄灭后，等待2S，再从8号灯管开始，按照8号→7号→6号→...→2号→1号的顺序依次点亮，时间间隔为1S。
全部点亮后持续20S，再按照1号→2号→3号→...→7号→8号的顺序熄灭，时间间隔仍为1S。
灯管全部熄灭后，等待2S，再重新开始上述过程的循环。
2、用proteus仿真注：1．此表由指导教师填写，经系、教研室审批，指导教师、学生签字后生效；2．此表1式3份，学生、指导教师、教研室各1份。
四、参考资料和现有基础条件（包括实验室、主要仪器设备等）1、《单片微机原理》主编丁元杰2、《MCS-51系列单片机应用系统设计系统配置与接口技术》主编何立民3、《数字电子技术》主编张克农4、彭介华主编.电子技术课程设计指导》.高教出版社出版.第一版.2002年5、数字控制与PLC实验室提供的主要仪器设备：THKSCM-1型单片机实验系统实验指导书，WAVE 软件、KEIL 软件五、进度安排2011年6月1日-7日：收集和课程设计有关的资料，熟悉课题任务何要求2011年6月7日-8日：总体方案设计2011年6月9日-10日：硬件电路设计2011年6月11日-12日：软件设计2011年6月13日-15日：系统调试改进2011年6月16日：整理书写设计说明书2011年6月17日：答辩并考核六、教研室审批意见教研室主任（签字）：年月日七、主管教学主任意见主管主任（签字）：年月日八、备注指导教师（签字）：学生（签字）：附件3邵阳学院课程设计（论文）评阅表学生姓名何辉学号0941201058系电气工程系专业班级09电本一班题目名称8个彩灯控制电路设计课程名称单片机原理及接口技术一、学生自我总结回顾起此次单片机课程设计，我仍感慨颇多，的确，从选题到定稿，从理论到实践，在接近四星期的日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。
在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。
通过这次课程设计之后，一定把以前所学过的知识重新温故。
学生签名：2011年6月25 日二、指导教师评定评分项目平时成绩论文答辩综合成绩权重30 40 30单项成绩教师评语：指导教师（签名）：年月日注：1、本表是学生课程设计（论文）成绩评定的依据，装订在设计说明书（或论文）的“任务书”页后面；2、表中的“评分项目”及“权重”根据各系的考核细则和评分标准确定。
摘要在日常生活、欢乐节日、娱乐及科研中，到处都会遇到饰问题，总离不开彩灯控制器。
彩灯控制电路的不断完善使得人们的生活更加丰富多彩。
本设计主要介绍彩灯控制电路的设计组成及工作原理。
电路中的5V电压通过排阻与8个发光二极管共阳相连，一端与P2相连，当电路启动后，若P2.x为低电平，那么相应的二极管将会点亮，否则熄灭。
根据技术计数指标的要求，通过大量资料的查询，并有效结合所学知识，最后确定了的一套比较合适的方案，通过改变P2口德输出从而改变8个二极管的状态。
通过分析研究，结合AT89C51和排阻的功能，完成了电路设计方案，通过检查，仿真，调试完成彩灯控制电路。
关键字：发光二极管、AT89C51、排阻目录摘要 (Ⅰ)1课题内容要求及目的 (1)1.1课题目的 (1)1.2课题要求 (1)1.3课题内容 (1)2硬件设计 (2)2.1 AT89C51单片机简介 (2)2.2设计思路 (3)2.3硬件电路图 (4)3软件设计 (5)3.1程序流程图 (5)3.2源程序 (7)4系统仿真与调试 (10)总结体会 (11)参考文献 (12)1课题内容要求及目的1.1课题目的：通过课程设计，进一步熟悉和掌握AT89S51单片机的结构及工作原理，掌握以单片机核心的电路设计的基本方法和技术，了解表关电路参数的计算方法。
通过完成一个包括电路设计和程序开发的完整过程，使学生了解开发一单片机应用系统的全过程，通过此综合训练,为以后毕业设计打下一定的基础。
为今后从事相应打下基础。
1.2课题要求：本设计中的8路LED彩灯控制电路，由89C51单片机、排阻、晶振等器件构成，主要功能是实现1 从左到右排列，编号为1～8号。
系统启动后，灯管点亮的顺序依次为：1号→2号→3号→...→7号→8号，时间间隔为1S。
8根彩灯全亮后，持续10S。
然后按照8号→7号→6号→...→2号→1号的顺序依次熄灭，时间间隔为1S。
灯管全部熄灭后，等待2S，再从8号灯管开始，按照8号→7号→6号→...→2号→1号的顺序依次点亮，时间间隔为1S。
全部点亮后持续20S，再按照1号→2号→3号→...→7号→8号的顺序熄灭，时间间隔仍为1S。
灯管全部熄灭后，等待2S，再重新开始上述过程的循环。
1.3 课题内容8路彩灯控制电路功能描述：首先点亮第一盏灯，在第一盏灯熄灭之后，点亮第二盏灯，在第二盏灯熄灭之后，再去点亮第三盏灯，依次类推，直到点亮第八盏灯，看上去的效果就像亮点从第一盏灯依次流向第八盏灯，然后全部熄灭，反复循环这一过程晶体振荡器：振荡频率为12MHZ，每一个周期的时间为1US排阻和二极管：排阻一端接5 V电源，一端与发光二极管相连，其中二极管为共阳连接。
二极管一端与P2口相连，从而控制二极管的亮或灭。
表1.1元件列表器件数量型号时钟引脚1个12MHZ电阻1个1KΩ单片机1个AT89C51排阻1个TERMINAL LABEL发光二极管8个RED2.1 AT89C51单片机简介：AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。
AT89C2051是一种带2K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的单片机。
单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。
该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。
由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。
AT89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
图2.1单片机A T89C51设计时，采用12MHZ晶体振荡器，采用89C51单片机的P2口作为输出，低电平有效。
8个发光二极管共阳连接，并与P2断相连接，通过程序控制P2口的输出，从而改变8个二极管的状态(亮或灭）。
先将0FFH赋给A，将进位C清零，带进位右移，再将A送给P2，调用延时1S，按上依次点亮D1-D8.最后判断8个灯是否全部点亮了，不是的话返回，是的话，执行下面的程序。
以D1-D8依次点亮为例：表2.1灯D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 C 0 0 0 0 0 0 0 0 A 7FH 3FH 1FH 0FH 07H 03H 01H 00H P2 7FH 3FH 1FH 0FH 07H 03H 01H 00H （其中A的值是程序依次执行时形成的，并将其值依次送给P2）其他不同顺序灯的点亮或熄灭与上相似。
2.3硬件电路图图2.2硬件电路3软件设计3.1程序流程图NY循环NY延时1s是否都点亮了开始延时1s是否都熄灭了延时2s置初值将A 送P2延时10s将A 送P2NYNY图3.1程序流程图END 延时2s 是否都灭了延时1s 将A 送P2 延时20S是否都亮了延时1s将A 送P23.2源程序ORG 0000HLOOP0:MOV A, #0FFHMOV P2, #0FFH ;开始时全灭;-------------------------------1-8逐个点亮 MOV R2, #8LOOP2: CLR CRLC AMOV P2, ACALL DL500MSCALL DL500MSDJNZ R2, LOOP2;-------------------------------全亮10sMOV R2,#10LOOP3: MOV P2, #0CALL DL500MSCALL DL500MSDJNZ R2,LOOP3;-------------------------------8-1逐个熄灭 MOV R2, #8LOOP2: SETB CRRC AMOV P2, ACALL DL500MSCALL DL500MSDJNZ R2, LOOP2;-------------------------------全灭2SMOV R2,#4LOOP4: MOV P2, #255CALL DL500MSDJNZ R2,LOOP4;-------------------------------8-1逐个点亮 MOV R2, #8LOOP5: CLR CRRC AMOV P2, ACALL DL500MSCALL DL500MSDJNZ R2, LOOP5;-------------------------------全亮20SMOV R2,#20LOOP6: MOV P2, #0CALL DL500MSCALL DL500MSDJNZ R2,LOOP6;-------------------------------1-8逐个熄灭 MOV R2, #8LOOP7: SETB CRLC AMOV P2, ACALL DL500MSCALL DL500MSDJNZ R2, LOOP7;-------------------------------全灭2SMOV R2,#4LOOP8: MOV P2, #255CALL DL500MSDJNZ R2,LOOP8;-------------------------------延时子程序DL500MS:MOV R5, #9 ;1TDL1: MOV R6, #128 ;1TDL2: MOV R7, #215 ;1TNOP ;1TDL3: DJNZ R7, DL3 ;2T 2 * 215 = 430 TDJNZ R6, DL2 ;2T [1+1+430+2] * 128 = 55552 T DJNZ R5, DL1 ;2T [1+55552+2] * 9 = 499995 T RET ;2T 1 + 499995 + 2 = 499998 T ;-------------------------------------END4系统仿真与调试第一步：1号→2号→3号→...→7号→8 号，时间间隔为1S图4.1调试第一步然后按照8号→7号→6号→...→2号→1号的顺序依次熄灭，时间间隔为1S图4.2调试第二步总结体会课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程.随着科学技术发展的日新日异，单片机已经成为当今计算机应用中空前活跃的领域，在生活中可以说得是无处不在。
