彩灯控制系统任务书

郑州科技学院
模拟电子技术课程设计任务书
专业班级学号姓名
一、设计题目音乐彩灯控制器
二、设计任务与要求
1. 采用直流5V电压供电；
2. 电路中设有控制开关，当开关闭合时，电路中红、黄、绿三种颜色的发光二极管按音乐规律发光，若开关断开，则发光二极管不亮；
3. 设计电路原理图，进行元件焊接调试并撰写设计报告。

三、参考文献
[1] 童诗白，华成英. 模拟电子技术（第四版）. 北京：高等教育出版社，2006
[2] 陈梓城. 实用电子电路设计与调试. 北京：中国电力出版社，2006
[3] 谢自美. 电子线路设计、实验、测试，第二版. 武汉：华中科技大学出版社，2000
[4] 李万臣. 模拟电子技术基础实验与课程设计. 哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社，2001
四、设计时间
2013 年5 月日至2013 年5月日
指导教师签名：
专业负责人签名：
年月日。

目录第一章．课程设计任务书.................................................................................................................1 课程设计任务............................................................................................................................2 课程设计目地............................................................................................................................3 课程设计要求............................................................................................................................4 课程设计内容5 课程设计报告要求……………………………………………………………………….6 课程设计进度安排………………………………………………………………………..7 课程设计考核办法……………………………………………………………………….第二章．PLC地简介 ........................................................................................................................2.1 PLC基本概念 ............................................................................................................2.2 PLC地基本结构 ........................................................................................................2.3 PLC编程语言 ............................................................................................................2.4 PLC地工作原理 ........................................................................................................ 第三章．总体设计方案.....................................................................................................................4.1控制要求.....................................................................................................................4.2设计思路.....................................................................................................................4.3 PLC外部接线图 ........................................................................................................4.4 I/O分配表 ..................................................................................................................4.5 PLC梯形图 ..........................................................................................................................第四章．个人小结.............................................................................................................................第五章．参考文献.............................................................................................................................第一章．课程设计任务书题目：霓虹灯控制系统地设计一、课程设计任务本课题要求设计一个霓虹灯控制系统，具体指标是：使用实验台上地输出接口单元模块（如下图1所示），自行设计3种醒目有趣地霓虹灯显示方式，各种显示方式由转换开关进行切换.显示方式切换时，所有灯全部熄灭，按动启动按钮，就开始按照设计地方式显示，按动停止按钮则全部熄灭.二、课程设计目地通过本次课程设计使学生掌握：1）Step7－Micro/Win32编程软件地使用方法和梯形图、SFC图编程语言地运用；2）实际程序地设计及实现方法；3）程序地调试和运行操作技术.从而提高学生对PLC控制系统地设计和调试能力.三、课程设计要求1、采用状态转移图SFC图或经验设计法设计PLC控制程序.2、设计地三种显示方式为：（请自行设计）方式一：方式二：方式三：图 1 输出接口单元模块四、课程设计内容1、通过基本简单实验熟悉与本设计相关地实验台模块；2、霓虹灯控制系统设计；3、硬件接线图、程序清单.五、课程设计报告要求报告应采用统一地报告纸书写，应包括评分表、封面、目录、正文、收获、参考文献.报告中提供如下内容：1、目录2、正文（1）课程设计任务书；（2）总体设计方案；（3）I/O分配表，PLC外部接线图，程序中使用地元件及功能表；（4）程序控制地SFC图、梯形图或指令表清单，注释说明；（5）调试、运行及其结果；3、收获、体会4、参考文献六、课程设计进度安排七、课程设计考核办法本课程设计满分为100分，从课程设计平时表现、课程设计报告及课程设计答辩三个方面进行评分，其所占比例分别为20%、20%、60%.第二章．PLC地简介2.1 PLC基本概念早期地可编程控制器乘坐可编程逻辑控制器（programmable Logic controller PLC）,主要用来代替继电器实现逻辑控制.随着技术地发展，这种采用微型计算机技术地工业控制装置地功能已经大大超过了逻辑控制地范围，因此，今天这种装置称作可编程控制器，简称PLC.但是为了避免与个人计算机（personal computer）地简称混淆，所以讲可编程控制器简称PLC，PLC自1969年美国数据设备公司(DEC)研制出现，现行美国，日本，德国地可编程程序控制器质量优良，功能强大.2.2 PLC地结构组成PLC结构多种多样.但其组成地—般原理基本相向，都是以微处理器为核心地结构，其功能地实现不仅基于硬件地作用，更要靠软件地支持．实际上可编程控制器就是一种新型地工业控制计算机.可编程控制器主要由中央处理单元(CPU)、存储器(RAM、ROM)、输入输出单元(I/O)、电源和编程器等几部分组成，其结构框图如图2-1所示（一）、中央处理单元((CPU)可编程控制器中常用地CPU主要采用通用微处理器、单片机和双极型位片式微处理器三种类型.通用微处理器〔如8080、8086、80286、80385等〕、单片机〔如8031、8096等〕、位片式微处理器(如AM2900、AM 2901、AM2093等).可编程控制器地档次越高．CPU地位数也越多、运算进度也越快，功能指今越强.FX2系列可编程控制器使用地微处理器是l 6位地8096单片机.可编程控制器配有两种存储器：系统存储器和用户存储器.系统存储器存放系统管理程序，用户存储器存放用户编制地控制程序.小型可编程控制器地存储器容量—般在8K字节以下.常用地存储器有CMOS RAM 和EPROM、EEPROM.CMOS RAM是—种可进行读写操作地随机存储器存放用户程序．生成用户数据区，存放在RAM中地用户程序可方便地修改.CMOS RAM存储器是—种高密度、低功耗、价格便宜地半导体存储器，可用锂电池作备用电源.掉电时，可以有效地保持存储地信息.锂电他地寿命一般为(5—30)年，若经常带负载可维持(2—5)年.EPROM、EEPROM都是只读存储器.往往用这些类型存储器固化系统管理程序和用户程序，EEPROM存储器又可写成E2PROM，它是一种电可擦除可编程地只读存储器．既可按字节进行擦除.又有可整片擦除地功能.（三）、输入输出单元(I/O单元)实际生产过程中地信号电平是多种多样地，外部执行机构所需地电平也是干差万别地，而可编程控制器地CPU所处理地信号只能是标准电平.正是通过输入输出单元实现了这些信号电平地转换.I/O单元实际上是PLC与被控对象间传递输入输出信号地接口部件.I/O单元有良好地电隔离和滤波作用.接到PLC上输入接口地输人器件是各种开关、按钮、传感器等.PLC地各种输出控制器件往往是电磁阀、接触器、继电器，而继电器有交流型和直流型，高电压型和低电压型、电压型和电流型之分.(1)、输入接口电路各种PLC地输入电路大都相同，通常有三种类型：一种是直流(12-24)v输入.另一种是交流(100-120)v、(200-240)V输入，第三种是交直流〔12一24〕V输入.外界输入器件可以是无源触点或者有源传感器地集电极开路地晶体管，这些外部输入器件是通道PLC输人端子与PLC相连地.PLC输人电路中有光耦合器隔离.并设有RC滤波器，用以消除输入触点地抖动和外部噪声干扰.当输入开关闭合时，一次电路中流过电流，输入指示灯亮．光耦合器被激励．三极管从截止状态变为饱和导通状态，这是一个数据输入过程.(2)、输出接口电路PLC地输出有三种形式：继电器输出、晶体管输出、晶闸管输比. 通常，PLC地制造厂商为用户提供多种用途地I/O单元.从数据类型上看有开关量和模拟量；从电压等级上看有直流和交流；从速度上看有低速和高速，从点数上看有多种类型；从距离上看可分为本地I/O和远程I/O.远程I/O单元通过电缆与CPU单元连接、可放在距CPU单元数百M远地地力.PLC地供电电源是一般市电、也有用直流24v供电地.PLC对电源稳定度要求不高，一般允许电源电压额定值在+10%--15%地范围内波动.PLC内有一个稳压电源用于对PLC地CPU单元和I/O单元供电．小型PLC电源往往和CPU单元合为—体，中大型PLC都有专门电源单元，有些PLC电源部分还有以24v DC输出，用于对外部传感器供电，但电流往往是毫安级.（五）、编程器编程器是PLC地最重要外围设备，利用编程器将用户程序送入PLC地存储器，还可以用编程器检查程序、修改程序；利用编程器还可以监视PLC地工作状态.编程器—般分简易型编程器和智能型编程器，小型PLC常用简易型编程器．大中型PLC多用智能型CRT 编程器，除此以外，在个人计算机上添加适当地硬件接口和软件包.即可用个人计算机为PLC编程.利用微机作为编程器，可以直接编制并显示梯形图.2.3、PLC地编程语言PLC是一种工业控制计算机.不光有硬件，软件也必不可少，一提到软件就必然和编程语言相联系.不同厂家、甚至不同型号地PLC地编程语言只能适应自己地产品.目前PLC 常用地编程语言有四种，梯形图编程语言、指令语句表编程语言、功能图编程语音、高级编程功能语言.梯形图编程语形象直观，类似电气控制系统中继电器控制电路图，逻辑关系明显；指令语句表编程语言虽然不如梯形图编程语言直观，但有键入方便地优点；功能图编程语言和高级编程语言需要比较多地硬件设备.（一）梯形图编程语言该语言习惯上叫梯形图.梯形图沿袭了继电器控制电路地形式，也可以说，梯形图编程语言是在电气控制系统中常用地继电器．接触器逻辑控制基础下简化了符号演变而来地.形象、直观、实用，电气技术人员容易接受，是目前用得最多地一种PLC编程语言.继电器接触器电气控制电路图和PLC梯形图示于图2-4中，由图可见两种控制电路图逻辑含义是—样地，但具体表达方法却有本质区别.PLC梯形图中地继电器、定时器、计数器不是物理继电器、物理定时器、物理计数器，这些器件实际上是存储器中地存储器，因此称为软器件.相应位为“1”状态，表示继电器线圈通电或常开接点闭合或常闭接点断开.PLC地梯形图是形象化地编程语言，梯形图左右两端地母线是不接任何电源地.梯形图中并没有真实地物理电流流动．而仅仅是概念电流——虚电流或称为假想电流.把PLC梯形图左边路线假想为电源相线．而把右边母线假想为电源地线：假想电流只能从左向右流动．层次改变只能先上后下.假想电流是执行用户程序时满足输出执行条件地形象理解.PLC梯形图中每个网络由多个梯级组成.每个梯级输出一个或多个支路组成．并出—个输出入件构成，但右边地元件必须是输出元件.例如图2-4b中梯形图由两个梯级组成，梯级1）中有4个编程元件(X1、X2、Y1和Y2)，最右边地Y1是输出元件.梯形图中每个编程元件应按一定地规则加标字母数字串，不同编程元件常用不同地字母符号和—定地数字串来表示，不同厂家地PLC使用地符号和数字串往往是不一样地.（二）指令语句表编程语言这种编程语言是一种与计算机汇编语言相类似地助汇符编程方式，用一系列操作指令组成地语句表将控制流程描述出来，并通过编程器送到PLC中去.需要指出地是，不同厂家地PLC指令语句表使用地助记符并不相同．因此，一个相同功能地梯形图.书写地语句表并不相同.表2-1是三菱电机公司FX型PLC指令语句完成图2—4b功能编写地程序.指令语句表是由若干条语句组成地程序.语句是程序地最小独立单元.每个操作功能由—条或几条语句来执行.PLC地语句表达形式与微机地语句表达式相类似．也是由操作码和操作数两部分组成.操作码用助记符表不(如L1表示取、OR表示或等)，用来执行要执行地功能，告诉PLC该进行什么操作，例如逻辑运算地与、或、非；算术运算地加、减、乘、除；时间或条件控制中地计时、计数、移位等功能.操作数一般由标识符和参数组成.标识符表示操作数地类别，例如表明是输入继电器、输出继电器、定时器、计数器、数据寄存器等.参数表明操作数地地址或一个预先设定值.（三）、功能图编程语言这是一种较新地编程方法.它是用像控制系统流程图一样地功能图表达一个控制过程，目前国际电工协会(IEC)正在实施发展这种新式地编程标准.不同厂家地PLC对这种编程语言所用地符号和名称也不一样.三菱PLC叫功能图编程语言，而西门子PLC叫控制系统流程图编程语言.图2-5是一个先”与”后“或”操作地功能图编程语言图.（四）高级语言编程近几年推出地PLC，尤其是大型PLC，已开始用高级语言进行编程，有地PLC采用类似PASCAL语言地专用语言，系统软件具有这种专用语言地自动编译程序.采用高级语言编程后，用户可以象使用普通微型计算机一样操作PLC.除了完成逻辑功能外，还可以进行PID调节、数据采集和处理以及与上位机通信等.2.4、PLC地工作原理（一）、 PLC地编程器件概述PLC内部有多具有不同功能地插件，实际上这些器件是由电子电路和存储器组成地.例如输入继电器X是由输人电路和映象输入接点地存储器组成；输出继电器Y是由输出电路和映象输出接点地存储器组成；定时器T，计数器C、辅助继电器M、状态器S、数据寄存器D、变址寄存器V／Z等都是由存储器组成地.为了把它们与通常地硬器件区分开，我们通常把上面地器件称为软器件，是等效概念抽象模拟地器件.并非实际地物理器件.从工作过程看，我们只注重器件地功能．按器件地功能给名称，例如输入继电器x、输出继电器Y 等、而且每个器件都有确定地地址编号．这对编程十分重要；需要特别指出地是，不同厂家、甚至同—厂家地不同型号地PLC编程器件地数量和种类都不一样，下面我们以FX小型PLC为蓝本，介绍编程器件.（二）、FX 2系列PLC编程器件1、输入继电器(X0一X177输入继电器与PLC地输入端相连、是PLC接收外部开关信号地接口.与输人端子连接地输入继电器是光电隔离地电子继电器，其线圈、常开接点、常间接点与传统硬继电器表示方法一样，如图2-6左边所示.这里常开接点、常闭接点地使用次数不限，这些接点在PLC内可以自由使用，FX2型PLC输入继电器采用八进制地址编号，X0—X177最多可达128点.输入继电器必须有外部信号来驱动．不能用程序驱动.2、输出继电器Y0—Y177输出继电器地外部输出接点连接到PLC地输出端子上，输出继电器是PLC是用来传送信号到外部负载地元件，如图2-6右边所示.每一个输出继电器有一个外部输出地常开接点.而内部地软接点，不管是常开还是常闭．都可以无限次地自由使用.输出继电器地地址编号也是八进制.Y0—Y177，最多可达128点.3、辅助继电器MPLC内部有很多辅助继电器，它地常开常闭接点在PLC内部编程时可以无限次地自由使用.但是这些接点不能直接驱动外部负载．外部负载必须由输出继电器地外部接点来驱动.在逻辑运算中经常需要—些利用继电器作为辅助运算用，这些器件持往用作状态暂存、移位等运算.另外，辅助继电器还具有一些特殊功能.下面是几种常见地辅助继电器.（1）通用辅助继电器M0—M499通用辅助继电器按十进制地址编号M0—M499共地500点(在FX型PLC中除输入输出继电器外，其它所有器件都是十进制编号).（2）断电保持辅助继电器M500~M1023(524点)PLC在运行中若发生停电．输出继电器相通用辅助继电器全部成为断开状态.上电后，除了PLC运行时被外部输入信号接通地以外，其它仍断开.不少控制系统要求保持断电瞬间状态.断电保持辅助继电器就是用于此场合，断电保持是由PLC内装锂电池支持地.（3）特殊辅助继电器M8000~8255(256点)PLC内有256个特殊辅助继电器，这些特殊辅助继电器各自具有特定地功能；下面可分两大类：1）只能利用其接点地持殊辅助继电器.线圈由PLC自动驱动，用户只可以利用其接口.例如：M8000为运行监控用．PLC运行时M8000接通.M8002为仅在运行开始瞬间接通地初始脉冲特殊辅助继电器.M8012为产生100ms时钟脉冲地特殊辅助继电器.2）可驱动线圈型特殊辅助继电器，用户激励线圈后，FLC作特定动，例如： M8030为锂电池电压指示灯特殊辅助继电器，当锂电池电压跌落时，灯亮，提醒PLC 维修人员，需要赶快调换锂电池了.M8033为PLC停止时输出保持特殊辅助继电器.M8034为禁止全部输出特殊辅助继电器.M8039为定时扫描特殊辅助继电器.需要说明地是未定义地特殊辅助继电器不可在用户程序中使用.辅助继电器地常开常闭接点在PLC内部可无限次地自由使用.4、状态器S状态器S是构成状态转移图地重要软器件．它与后述地步进顺控指令配合使用.通常状态器软器件有下面五种类型：1）初始状态器S0—S9共10点.2）回零状态器Sl0—S19共10点.3）通用状态器S20—S499共480点.4）保持状态器S500—S899共400点.5）报警用状态器S900—S999共l00点.这100个状态器器件可用作外部故障诊断输出.状态器地常开和常闭接点在PLC内可以自由使用，且使用次数不限.不用步进顺控指令时，状态器S可以作为辅助继电器M在程序中使用.5、定时器T0~T255定时器在PLC中地作用相当于一个时间继电器，它有一个设定值寄存器(—个字长)，一个当前值寄存器(—个字长)以及无限个接点(一个位).对于每—个定时器，这三个量使用同—地址编号名称．但使用场合不一样，其所指也不—样.通常在一个PLC中有几十至数百个定时器T.（1）定时器地动作及地址编号在PLC内定时器是根据时钟脉冲累积计时地．时钟脉冲有1ms，、10ms、l00ms三档．当所计时间到达设定位时，输出接点动作.定时器可以用用户程序存储器内地常数K作为设定值，也可以用后述地数据台存器D地内存作为设定值.这里使用地数据寄存器应有断电功能.定时器地地址编号、设定值是这样规定地：1)常规定时器T0—T245100ms定时器T0一T199共200点，每个设定值范围为0.1—3276.7s；10ms定时器T200—T245共46点，每个设定值范围（0.01—327.67）s.图27是定时器地工作原理图.当驱动输入X0接通时，地址编号为T200地当前值计数器对10ms时钟脉冲进行累积计数，当该值与没定值K123相等时，定时器地输出接点就接通，即输出接点是在驱动线圈后地123×0.01＝1.23s时动作.驱动输入x0断开或发生断电时，计数器就复位、输出接点也复位.2）积算定时器T 246一T2551ms积算定时器T246一T 249共4点．每点设定值范围为(0.001一32.767)s；100ms积算定时器T250一T255共6点．每点设定值范围(0.1—3276.7)s.图2.8是积算定时器工作原理图.当定时器线圈250地驱动输入X1接通时，T250地当前值计数器开始累积100ms地时钟脉冲地个数．当该值与设定值K345对相等时，定时器地输出接点接通.当计数中间驱动输入Xl断开或停电时、当前值可保持.输入X1再接通或复电时．计数继续进行，当累积时间为(0.1×345)s＝34.5s时.输出接点动作.当复位输入X 2接通时，计数器就复位，接点也复位.（2）接点地动作时序接点动作次序如图2-9所示、定时器在其线圈被驱动后开始计时，到达设定值后，在执行第—个线圈指令时、其输出接点动作.从驱动定时器线圈到其接点动作称为定时器接点动作精度时间t，t＝T+T0.式中，T为定时器设定时间．单位为s；T0为扫描周期.单位为s；a为定时器地时钟周期，1ms、10ms、l 00ms地定时器对应为0.001，0.01，0.1.单位为s.第三章．总体设计方案4.1控制要求使用实验台上地输出接口单元模块（LO-L7，L10-L17,L20-L27）,自行设计3种醒目有趣地霓虹灯显示方式，各种显示方式由转换开关进行切换.显示方式切换时，所有灯全部熄灭，按启动按钮就开始按照设计地方式贤惠，按停止则全部熄灭.4.2设计思路显示方式一：转换开关“0”档用霓虹灯显示：“+”；“—”；“*”；“=”.如此循环.显示方式二：转换开关“1”档用霓虹灯显示：从L0开始依次亮，每过0.2秒点亮下一盏灯，直到L27灯点等到L27点亮后又重复上述循环.显示方式三：转换开关“2”档用霓虹灯显示：最下面三排霓虹灯点亮，再最上面三排霓虹灯点亮，最后所有灯都点亮.如此循环.4.3 PLC外部接线图4.4 I/O分配表(1)转换开关控制功能（2）I/O地址分配及控制功能4.5 PLC梯第四章．个人小结和学别地学科一样，在学完PLC理论课程后我们做了课程设计，此次设计以分组地方式进行.我们做地是霓虹灯控制系统地设计.由于平时大家都是学理论，没有过实际开发设计地经验，拿到题目时候都不知道怎么做.但通过各方面地查资料并学习，我们基本学会了PLC 设计地步骤和基本方法.分组工作地方式给了我与同学合作地机会，提高了与人合作地意识与能力.通过这次设计实践.我学会了PLC 地基本编程方法，对PLC 地工作原理和使用方法也有了更深刻地理解.在对理论地运用中，提高了我们地工程素质，在没有做实践设计以前，我们对知道地撑握都是思想上地，对一些细节不加重视，当我们把自己想出来地程序写到PLC中地时候，问题出现了，不是不能运行，就是运行地结果和要求地结果不相符合. 通过过解决一个个在调试中出现地问题，我们对 PLC 地理解得到加强，看到了实践与理论地差距.通过合作，我们地合作意识得到加强.合作能力得到提高.上大学后，很多同学都没有过深入地交流，在设计地过程中，我们用了分工与合作地方式，每个人负责一定地部分，同时在一定地阶段共同讨论，以解决分工中个人不能解决地问题，在交流中大家积极发言和提出意见，同时我们还向别地同学请教.在此过程中，每个人都想自己地方案得到实现，积极向同学说明自己地想法.能过比较选出最好地方案. 在设计地过程中我们还得到了老师地帮助与意见.在学习地过程中，不是每一个问题都能自己解决，向老师请教或向同学讨论是一个很好地方法，不是有句话叫做思而不学者殆.做事要学思结合.本次地霓虹灯控制系统地设计，我们组想出了很多种醒目，有趣地霓虹灯显示方式，有地非常具有创意.同学们相互交流了自己地想法，增进了各自地学习与创作能力. 在我看来，PLC 技术是一门实践性非常强地技术，如果你想学好，那么你就必须去实践它.本次地课程设计就充分证明了这一点.因此进行实际应用，逐一攻破，这样，你地PLC 知识不但会学得牢固，而且在学习地过程中你掌握了实际使用.此次课程设计培养了我们地设计能力以及全面考虑问题地能力，学习过程是枯燥但却收到了成功地喜悦，相信通过这次课程设计它对我地学习及工作都会产生积极地影响.第五章．参考文献[1] 王海, 李洪奎, 刘晓. 基于 PLC 地多轴控制研究. 机械工程学报, 2008, 6(4): 470-472.[2] 王海涌, 张为玮, 王卫. 多轴运动控制器在转台控制系统中地应用. 电子技术应用, 2010, (3): 97-99.[3] 范文利, 姜洪奎，陈继文, 李凡冰. 基于 PLC 地平面曲线焊接控制系统机电产品开发与创新, 2009, 22(4): 131-133.[4] 杨东, 黄永红, 张新华, 吉敬华. 用 PLC 基本指令实现自动运动定位控制地研究微计算机信息, 2010, 26(2-1): 62-64.[5] 张强, 文怀兴, 陈婵娟. 数字量 I/O 卡在快速成型机多轴控制中地应用控制与检测, 2008,4（64）: 64-70.[6] 薛开, 王平, 王文斌. 基于多轴运动控制器地二轴转台控制系统. 哈尔滨工程大学学报, 2006, 27(4): 570-573.[7] 刘建峰. 基于 PAC 地多轴运动控制系统地研究. 机械制造与自动化, 2007(6): 125-127.[8] 朱华征, 范大鹏, 庞新良. 基于可编程多轴控制器地三轴转台控制系统. 兵工自动化, 2004, 23(01): 55-57.[9] 秦琴, 王忠庆. 利用 PLC 地高速计数功能实现轴地精确定位控制. 电气技术. 2009(3).[10] 陈婵娟, 薛恺. 基于PLC 地步进电动机单双轴运动控制地实现. 机械设计与制造. 2009(3).[11] 张立广, 王丽娟. PLC 在汽车传动轴涂敷系统中地应用科技广场. 2006。

课程设计题目多花样自动切换的彩灯控制器设计学院专业班级姓名指导教师2012 年 6 月30 日课程设计任务书学生姓名：专业班级：自动化指导教师：工作单位：自动化学院题目: 多花样自动切换的彩灯控制器设计初始条件：1．运用所学的模拟电路和数字电路等知识；2．用到的元件：实验板、电源、连接导线、74系列芯片、555芯片等。

要求完成的主要任务:1．现有8只彩灯，试设计一控制器，要求彩灯能实现如下追逐图案：2．第1种花样为彩灯从右到左,然后从左到右逐次点亮,全灭全亮, 3．第2种花样为彩灯两边同时亮1个逐次向中间移动再散开;4．2种花样自动变换,循环往复。

时间间隔为1秒。

5．严格按照课程设计说明书要求撰写课程设计说明书。

时间安排：第1天下达课程设计任务书，根据任务书查找资料；第2～4天进行方案论证，软件模拟仿真并确定设计方案；第5天提交电路图，经审查后领取元器件；第6～8天组装电路并调试，检查错误并提出问题；第9～11天结果分析整理，撰写课程设计报告，验收调试结果；第12～14天补充完成课程设计报告和答辩。

指导教师签名： 2012年 6月25日系主任（或责任教师）签名： 2012年 6月25日目录摘要 (1)ABSTRACT (2)1 设计意义及要求 (3)1.1 设计意义 (3)1.2 设计要求 (3)1.2.1题目 (3)1.2.2初始条件 (3)1.2.3要求完成的主要任务 (3)2 设计方案 (4)2.1 设计思路 (4)2.2 方案设计 (4)2.2.1设计方案一 (4)2.2.2设计方案二 (6)3 电路设计 (7)3.1 时钟电路 (7)3.2 26种码产生器 (7)3.2.126种码产生器产生电路 (7)3.2.274LS161和74HC154芯片介绍 (8)3.3 子计数器 (11)3.4 显示模块 (12)3.4.1显示模块电路 (12)3.4.274LS138芯片介绍 (14)4 调试与检测 (15)4．1 调试中的故障及解决办法 (15)4.2 调试与运行结果 (15)5仿真操作步骤及使用说明 (16)5.1 各部件说明 (16)5.2 操作说明 (16)结束语 (17)参考文献 (18)附件一 (19)附录二 (20)附件三 (21)摘要彩灯控制在我们日常生活中十分重要，很多领域都有它的应用。

2017*****市中等职业学校技能大赛《电子产品装配与调试》比赛工作任务书中国·***2017年11月工位号：项目二、电路检修（本项目分4大项，第一大项11分，第二大项1分，第三大项3分，第四大项12分，共27分）一、流水彩灯电路检修后工作正常（本大项分2项，第1项5分，第2项6分，共11分）要求：在已经给出的流水彩灯线路板上，已经设置了两个故障。

请您根据流水彩灯电路图（附图2）加以排除，故障排除后电路才能工作正常。

在J1接入+5V直流电压，电源指示灯LED10点亮，流水彩灯LED0点亮。

1．开关S3置on（接通）位置，拨码开关S4按下面操作要求：（本项分5小项，每小项1分，共5分）（1）断开1开关，其它开关接通，按下微动按钮S2，流水彩灯LED1点亮，放开微动按钮S2，回到LED0点亮。

（2）断开2开关，其它开关接通，按下微动按钮S2，流水彩灯LED2点亮，放开微动按钮S2，回到LED0点亮。

（3）断开3开关，其它开关接通，按下微动按钮S2，流水彩灯LED4点亮，放开微动按钮S2，回到LED0点亮。

（4）断开4开关，其它开关接通，按下微动按钮S2，流水彩灯LED8点亮，放开微动按钮S2，回到LED0点亮。

（5）把拨码开关S4（1～4开关）按数字0→9进行编码（on为1），按下微动按钮S2，流水彩灯LED按编码数字点亮，放开微动按钮S2，回到LED0点亮。

2．开关S3置断开位置（本项分2小项，每小项3分，共6分）（1）开关S1置断开位置，按微动按钮S2，流水彩灯从LED0点亮开始，每隔0.5s，轮流到LED1、LED2……、LED9→LED0点亮，以后便从LED0开始循环点亮。

放开微动按钮S2，停止循环点亮并回到LED0点亮。

（2）把开关S1置接通on位置，按微动按钮S2，流水彩灯从LED0点亮开始，每隔0.5s，轮流到LED9、LED8……、LED1→LED0点亮。

以后便从LED0开始反方向循环点亮。

彩灯控制系统课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解彩灯控制系统的基本原理，掌握电路组成及功能。

2. 学生能掌握彩灯控制系统中涉及的电子元件，如LED、电阻、电容等，并了解其作用。

3. 学生能了解并运用基本的编程知识，实现对彩灯的控制。

技能目标：1. 学生能独立设计并搭建简单的彩灯控制系统电路。

2. 学生能运用编程软件，编写程序实现对彩灯亮灭、闪烁、颜色变换等控制。

3. 学生具备分析和解决问题的能力，能够针对实际问题提出合理的解决方案。

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，激发创新意识和探索精神。

2. 学生在小组合作中，培养团队协作能力和沟通能力，学会尊重他人意见。

3. 学生能够关注彩灯控制系统在生活中的应用，认识到科技与社会生活的紧密联系。

课程性质：本课程为实践性较强的课程，结合电子技术和编程知识，培养学生动手操作能力和创新思维。

学生特点：学生具备一定的物理知识和数学基础，对新鲜事物充满好奇心，但实践经验不足。

教学要求：教师应注重理论与实践相结合，引导学生通过动手实践掌握知识，鼓励学生主动探索、创新，关注学生在合作中的表现，培养良好的团队协作精神。

教学过程中，教师需将课程目标分解为具体的学习成果，便于教学设计和评估。

二、教学内容1. 彩灯控制原理：介绍彩灯的基本工作原理，包括电路组成、电子元件功能等。

关联教材第二章“电子元件及其应用”。

- LED灯特性及其应用- 电阻、电容在电路中的作用- 简单电路分析方法2. 编程基础：学习基本的编程知识，如变量、循环、条件语句等，为实现彩灯控制打下基础。

关联教材第四章“编程基础”。

- 编程环境搭建与使用- 变量、数据类型及运算符- 循环结构及条件语句3. 彩灯控制系统设计：结合原理和编程知识，设计并搭建彩灯控制系统。

关联教材第六章“实践项目设计”。

- 硬件电路设计与搭建- 软件编程与调试- 系统测试与优化4. 实践操作：分小组进行实践操作，实现彩灯控制功能。

河南科技学院新科学院电子课程设计报告题目：彩灯控制器设计彩灯控制器设计任务书1．设计目的与要求设计一个彩灯控制器，要认真并准确地理解有关要求，独立完成系统设计，在双干线的路口上，交通信号灯的变化按照下面假定进行计时：（1）多路彩灯（至少4路）；（2）任何时刻彩灯闪烁，彩灯交替时间为1s；（3）能完成3种以上闪烁功能的切换。

2．设计内容（1）画出电路原理图，正确使用逻辑关系；（2）确定元器件及元件参数；（3）电路仿真；（4）SCH文件生成与打印输出；（5）PCB文件生成与打印输出。

3．编写设计报告目录1引言 (3)2总体设计方案 (3)2.1设计思路 (3)2.2总体设计框图 (4)3芯片介绍 (4)4设计原理分析 (7)5电路组成部分功能介绍 (7)5.1时钟信号电路 (8)5.2花型控制信号电路 (8)5.3花型演示电路 (9)5.4彩灯电路 (9)6总电路 (10)7总结与体会 (10)参考文献 (10)附录一 (12)附录二 (13)彩灯控制器设计摘要：设计八路彩灯控制器目的在于进一步熟悉电路，脉冲发生电路的设计方法集熟悉相关数字芯片的功能和使用方法。

本设计通过555定时器，74LS163计数器，74LS194移为计存器等实现一个八路彩灯控制器，通过控制器可以实现不同的花型。

而且，通过这个设计可以让我们加深对电子电路的理解，方便以后的课时学习。

关键词：控制，循环，555定时器，计数器，移位寄存器1 引言现今生活中，许多户外商业广告，公益广告，节日彩灯等大多采用循环灯控制形式，他们通过巧妙构思与创作，可以做到广告，彩灯等作品色彩鲜艳，富有创意，变化形式丰富，起着美化和宣传的作用，营造文明亮丽氛围。

本设计的彩灯能成为现实的一种，但技术上还需要更大的改善和提高。

循环彩灯的形式很多，循环方式更是多种多样。

有的更是专门的可编程彩灯集成电路。

但大多数的彩灯控制电路是说子电路来实现的，用中等集成电路实现的的彩灯控制主要用计数器，译码器，触发器和一些门电路等组成。

彩灯控制系统课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解彩灯控制系统的基本原理，掌握电路组成及功能。

2. 学生能够描述彩灯控制系统中常见电子元件的作用及其相互关系。

3. 学生能够解释彩灯控制系统中涉及的物理概念，如电压、电流、电阻等。

技能目标：1. 学生能够运用所学知识设计简单的彩灯控制系统电路。

2. 学生能够运用基本的电路图符号绘制彩灯控制系统的电路图。

3. 学生能够运用实验仪器和工具进行彩灯控制系统的搭建和调试。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对于电子技术和创新实践的热爱，激发学生的求知欲和探索精神。

2. 培养学生团队协作意识，学会在小组合作中发挥个人优势，共同完成任务。

3. 培养学生安全意识和环保意识，注意电子废弃物处理，保护环境。

课程性质分析：本课程为电子技术实践课程，结合物理知识与动手操作，旨在提高学生的电子技术应用能力和创新思维能力。

学生特点分析：学生处于初中年级，具有一定的物理基础和动手能力，对新鲜事物充满好奇，喜欢实践性强的课程。

教学要求：1. 理论与实践相结合，注重学生的动手操作能力培养。

2. 采用启发式教学，引导学生主动探究，培养学生的创新思维。

3. 关注学生个体差异，因材施教，使每位学生都能在课程中收获成长。

二、教学内容1. 彩灯控制系统基础知识- 电路组成与功能- 常见电子元件介绍：电阻、电容、二极管、三极管等- 物理概念：电压、电流、电阻的关系2. 彩灯控制系统电路设计- 电路图符号及绘制方法- 简单彩灯控制电路设计原理- 电路搭建与调试方法3. 实践操作- 彩灯控制电路搭建：串联、并联电路设计- 电路调试与故障排除- 创新设计：学生自主设计彩灯控制模式4. 教学内容的安排与进度- 第一课时：彩灯控制系统基础知识学习- 第二课时：电路图符号及绘制方法学习- 第三课时：简单彩灯控制电路设计原理学习与讨论- 第四课时：实践操作，彩灯控制电路搭建与调试- 第五课时：创新设计，学生自主设计彩灯控制模式教材章节关联：教学内容与教材中电子技术基础、电路设计与搭建等相关章节紧密结合，确保学生所学内容的系统性和科学性。

河南科技学院机电学院电子课程设计报告题目：彩灯控制器班级：电气工程及其自动化061班姓名：邵阳时间：2008.06.13~2008.06.27辅导老师：宋长源田熙燕苗青林完成日期：2008年06月27日彩灯控制器设计任务书一、设计目的1.进一步掌握数字电路课程所学的理论知识。

2.了解数字电路设计基本思想和方法，学会科学分析和解决问题。

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. 培养认真严谨的工作作风和实事求是的工作态度。

二、设计要求设计一个彩灯控制器，要认真理解有关要求独立完成系统设计。

1.多路彩灯。

2.任何时刻彩灯闪烁，彩灯交替时间为1秒。

3.能完成3种以上闪烁功能的切换。

三、设计内容1.画出电路原理图，正确使用逻辑关系。

2．确定元器件及元件参数。

3．电路仿真。

4．SCH文件生成与打印输出。

四．编写设计报告写出设计的全过程，附上有关资料和图纸，有总结体会。

五．答辩在规定时间，完成叙述并回答问题。

目录1引言 (1)2总体设计方案 (1)2.1设计思路 (1)2.2总体设计框图 (1)3设计原理分析 (2)4电路所用元器件及参数 (4)5总结与体会 (4)参考文献 (5)附录电路原理图 (6)彩灯控制器摘要:8路移存型彩灯题目要求4种花型，本次实验分别实现这4种花型，它的设计主要采用74164接成的计数分频控制电路来实现，整个电路主要由多谐振荡器、计数分频电路控制电路构成可以实现控制8个以上的彩灯，并且可以组成多种花型。

关键词：多谐振荡器计数分频电路控制电路1 引言随着人们生活环境的不断改善和美化，在许多场合可以看到彩色霓虹灯。

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，用彩灯来装饰街道和城市建筑物已经成为一种时尚。

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。

武汉理工大学华夏学院课程设计报告书课程名称：微机原理与接口课程设计题目：彩灯显示控制系统设计系名：信息工程系专业班级：姓名：学号：指导教师:2012年 12 月28 日课程设计任务书设计题目：循环彩灯控制系统设计设计目的：1.巩固和加深课堂所学知识；2.学习掌握计算机控制系统的软硬件的设计方法和查阅、运用资料的能力；3.通过步进电机控制系统设计与制作，深入了解与掌握步进电机的运行原理和控制方式。

设计任务：（在规定的时间内完成下列任务）1.画出硬件原理图（接口芯片和外设部分）和实验连线图；2.用1个开关控制步进电机起停，1个开关控制正反转，1个开关控制速度的快与慢，（电机正转→停→反转；反之相同）；3.送电时和步进电机停止时，彩灯全部点亮；步进电机正转时，彩灯正向循环点亮。

步进电机逆转时，彩灯反向循环点亮。

时间安排：(部分时间,某些工作可以自己安排重叠进行)具体要求：设计报告撰写格式要求按提供的设计报告统一格式撰写，应包括如下内容：①设计任务与要求②总体方案与说明③硬件原理图与说明④实验接线图与说明⑤软件主要模块流程图⑥源程序清单与注释⑦问题分析与解决方案（包括调式记录、调式报告，即在调式过程中遇到的主要问题、解决方法及改进设想）；⑧总结与体会⑨参考文献附录：①源程序（必须有简单注释）②使用说明指导教师签名：2012年6月18日教研室主任（或责任教师）签名： 2012年6月18日目录1 需求分析错误！未定义书签。

1.1 课程设计题目错误！未定义书签。

1.2 课程设计任务及要求错误！未定义书签。

1.3软硬件运行环境及开发工具错误！未定义书签。

2概要设计12.1 循环彩灯流程图 (1)2.2 设计原理及方法 (3)3详细设计33.1 硬件设计与实现33.1.1LED数码管与8255的连线设计 (3)3.1.2 8255与中断电路的实现 (4)3.1.3 8255连接二极管连接实现 (5)3.2 软件设计错误！未定义书签。

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。

成绩：课程设计报告书所属课程名称机电传动控制（含PLC）题目霓虹灯饰的控制系统分院机电学院专业、班级机械设计制造及其自动化B0902学号0612090206学生姓名吴家帅指导教师赵业平2012年7月27日辽东学院课程设计任务书课程设计题目：霓虹灯饰的控制系统课程设计时间：自2012年7月16日起至2012年7月27日。

课程设计要求：合上启动按钮，程序按以下规律运行：1→2、8→3、7→4、6→5→4、6→3、7→2、8→1→1、2→1、2、3、4→1、2、3、4、5、6→1、2、3、4、5、6、7、8→3、4、5、6、7、8→5、6、7、8→7、8→1、5→4、8→3、7→2、6→1、3、5、7→2、4、6、8→1、3、5、7→2、4、6、8→全部闪烁3次→1……如此循环。

根据控制要求，明确设计任务，拟定设计方案与进度计划，运用所学的理论知识，进行霓虹灯饰的控制原理设计、硬件系统设计、软件系统设计、创新设计，提高理论知识工程应用能力、系统调试能力、分析问题与解决问题的能力。

主要内容包括：设计出硬件系统的结构图、接线图等；系统有启动、停止功能；运用功能指令进行PLC控制程序设计，包括梯形图和语句表；程序结构与控制功能自行创新设计；进行系统调试，实现霓虹灯饰的控制要求。

学生签名：2012年7月27日课程设计评阅意见评阅教师：2012年 7月 27日总体设计1.霓虹灯饰工作控制要求本次设计为八组霓虹灯的控制系统设计，要求合上启动按钮，按以下规律显示：1→2、8→3、7→4、6→5→4、6→3、7→2、8→1→1、2→1、2、3、4→1、2、3、4、5、6→1、2、3、4、5、6、7、8→3、4、5、6、7、8→5、6、7、8→7、8→1、5→4、8→3、7→2、6→1、3、5、7→2、4、6、8→1、3、5、7→2、4、6、8→全部闪烁3次→1……为了满足以上要求，设计采用PLC控制系统，只需设置一个输入接口和八个输出接口，通过PLC程序的设计，使用移位寄存器功能，便可轻松简便地实现所需功能。

电子技术课程设计设计报告题目：彩灯控制电路姓名：学号：班级：计算机科学与技术1班指导教师：日期：2013.1.10摘要随着人们生活环境的不断改善和美化，在许多场合可以看到彩色霓虹灯。

用彩灯来装饰街道和城市建筑物已经成为一种时尚。

在这样的大环境下，我们需要开发出更加时尚，而且电路简单，功能更多的多路彩灯控制器，使得它能在不同的场合，不同时间段，能够有不同的闪烁频率。

通过对数字电子技术课程所学的基础理论知识的认识、了解与掌握。

本设计将采用几个基本的数字集成的74系列（74LS161,74LS151, 74LS193,555）芯片来完成所需要的数字逻辑显示功能。

设计过程中，先进行单元电路的设计，再进行总体方案的设计，通过几个方案的对比，得出最佳方案来设计总电路图。

设计的思想是以最少的芯片数量，制作成体积小、功耗低，并且具有很好的可靠性和可扩展性。

关键字计数器；数据选择器；移位寄存器目录摘要 (2)目录 (3)一、设计的任务与要求 (4)1.1 设计任务 (4)1.2设计要求 (4)二、系统设计 (6)三、方案选择与论证 (6)四、单元电路设计 (7)五实验过程与结论 (11)六心得体会 (12)七参考文献 (14)附录I：总原理图 (14)附录II：multisim仿真图 (15)附录III：元器件清单 (16)一、设计的任务与要求1.1 设计任务四路彩灯从左向右逐次渐亮，间隔为1秒。

四路彩灯从右向左逐次渐灭，间隔为1秒。

四路彩灯同时点亮，时间为0.5秒，然后同时变暗，时间为0.5秒, 反复4次课程设计作为数字电子技术课程的重要组成部分，目的是使学生进一步理解课程内容，基本掌握数字系统设计和调试的方法，增加集成电路应用知识，培养学生实际动手能力以及分析、解决问题的能力。

按照本专业培养方案要求，在学完专业基础课数字电子技术课程后，应进行课程设计，其目的是使学生更好地巩固和加深对基础知识的理解，学会设计小型数字系统的方法，独立完成系统设计及调试，增强学生理论联系实际的能力，提高学生电路分析和设计能力。

彩灯及霓虹灯控制系统设计任务书
1、硬件设计要求：
高级要求：
只给出元件资料和部分原理图，独立完成原理图设计和PCB设计。

PCB采用两层板，外形尺寸不大于150mm*120mm，PCB设计达到电气性能要求并具有良好的可生产性设计考虑。

布局布线美观且合理同时具有好的性价比设计考虑。

中级要求：
在给出原理图的基础上，充分理解原理并参照给出原理图完成原理图设计，独立完成PCB设计。

采用两层板，外形尺寸不大于150mm*120mm，PCB设计达到电气性能要求的同时在设计中有可生产性设计考虑。

布局布线美观且合理。

基本要求：
在给出原理图的基础上，充分理解原理并参照给出原理图完成原理图设计，独立完成PCB设计。

采用两层板，外形尺寸不大于150mm*150mm，PCB设计达到电气性能要求的同时在设计中有可生产性设计考虑。

2、软件设计要求：
高级要求：
通过计算机发送显示内容数据和控制命令（如：亮度调整、显示方式切
换等），显示内容能以多种显示方式显示，显示内容具有动画效果和七
彩效果
中级要求：
方案1：通过计算机发送显示内容和控制命令，能以多种显示方式显示内容。

方案2：显示内容能以多种显示方式显示，显示内容具有动画效果和七彩效果。

基本要求：
显示内容能以多种显示方式显示。

3、文档提交
硬件设计：项目计划书，原理图，原理图元件（至少两个），PCB图，PCB原件封装（至少两个），PCB设计规格书，材料清单
软件设计：项目计划书和设计完成的所有程序。