plc8位彩灯循环控制

黄山学院专业姓名班级学号指导老师八路循环彩灯控制电路一、 设计要求（1）设计一组8路循环彩灯控制电路，发光二极管的亮度要明显可见。

（2）、点亮要有一定的规律，即按顺序点亮。

（3）、元件、芯片的摆放要合理。

（4）、布线要紧密、尽量短（5）用protuse 仿真，1 题目分析：八路彩灯循环点亮电路功能描述：八只彩灯按顺序轮流点亮，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，然后又点亮第一盏灯，反复循环这一过程。

2 整体构思：彩灯的控制是用数字集成电路的构成来实现的,用彩灯（LED 发光二极管）构成一个发光矩阵。

主要用计数器和译码器等来实现，其特点是用发光二极管显示，构成具有循环功能的彩灯控制电路。

将振荡器的振荡脉冲进行计数，计数器的输出作为译码器的地址输入，经译码器控制各路彩灯依次发亮。

用框图表示如下。

3 具体实现： （1）、根据题目要求，找到可能完成此功能的芯片。

一共有八只灯所以要用74LS138 3线－8线译码器74LS161十进制上升沿计数器。

（2）、确定芯片后，完成电路图。

（3）、根据题目要求，要实现八只灯按顺序点亮电路就要用到74LS138 3线－8线译码器和74LS161具有异步清零、同步置数、可以保持状态不变的十进制上升沿计数器。

以及发光二极管、电阻、导线、电平开关和万用版。

（4）、按照电路图连接线路，检查是否连接正确 。

（5）、检查功能实现，如果不能进行调试、修改。

二、单元电路设计参考1、振荡器设计：用集成555电路构成多谐振荡器。

电路如下图所示。

振荡器计数器 译码器 8路彩灯 → → →U 0的周期： 2、计数器的选用：选四位二进制同步加/减计数器74LS161。

其引脚功能图如下所示。

其真值表如下：)C 2R 0.7(R T 21+=三、设计原理电路四、材料清单：五、protuse仿真部分截图图：六、心得体会：实验之前必须认真阅读有关方面的知识，在心中要有一个大概的模型或过程。

黄冈师范学院物理科学与技术学院EDA课程设计课题：8路彩灯循环控制专业年级：电信0702学号：200722240218姓名：余涛指导老师：冯杰时间：2010年1月8日一、设计目的：1、熟练掌握VHDL的设计过程。

2、掌握软件和硬件结合实现功能。

3、了解FPGA/CPLD类芯片的功能及作用。

4、了解和掌握彩灯设计的思想从而为今后的电路设计奠基基础。

二、设计思想：采用的设计方法是一种高层次的“自顶而下”的全新设计方法，这种设计方法首先从系统设计入手，在顶层进行功能方框图的划分和结构设计。

通过对VHDL语言设计普通电路来实现彩灯的控制的电路，从而能够用MAX+PLU SⅡ平台上进行仿真实现功能。

三、功能描述：此八路彩灯有3种变化，这3种变化可以进行手动切换，三种变化分别为：1、彩灯自左向右依次点亮。

2、彩灯自左向右逐个点亮。

3、彩灯两边两个先亮，然后同时向中间逐个点亮，随后中间同时向两边熄灭。

四、设计原理：本实验主要是为了实现了彩灯循环点亮的不同控制，它主要由彩灯循环控制方式和彩灯循环点亮变化方式选择两大部分组成。

1、彩灯循环控制方式的设计，在这里主要是通过实验箱指示灯显示。

在电路中以1代表灯亮，以0代表灯灭，由0、1按不同的规律组合代表不同的点亮方式，同时使其选择不同的频率，从而实现多种变化多种频率的花样功能显示。

2、彩灯循环点亮变化方式选择，在这里设计了彩灯三种不同的循环变化方式。

我们用状态机来控制不同的点亮方式，从而达到不同的点亮方式随时切换变化。

五、程序设计：（1）实现功能1：LIBRARY ieee;USE ieee.std_logic_1164.all;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY caideng1 ISPORT(CLK:IN STD_LOGIC;RST:IN STD_LOGIC;Q:OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0));END caideng1;ARCHITECTURE a OF caideng1 ISSIGNAL NUM: INTEGER RANGE 7 DOWNTO 0;BEGINPROCESS(CLK)BEGINIF RST='1' THEN NUM<=0;ELSIF CLK'EVENT AND CLK='1' THEN NUM<=NUM+1;END IF;END PROCESS;PROCESS(NUM)BEGINCASE NUM ISWHEN 0 =>Q<="10000000"; WHEN 1 =>Q<="01000000";WHEN 2 =>Q<="00100000"; WHEN 3 =>Q<="00010000";WHEN 4 =>Q<="00001000"; WHEN 5 =>Q<="00000100";WHEN 6 =>Q<="00000010"; WHEN 7 =>Q<="00000001";WHEN OTHERS =>NULL;END CASE;END PROCESS;END a;仿真波形：（2）实现功能2：LIBRARY ieee;USE ieee.std_logic_1164.all;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY caideng2 ISPORT(CLK:IN STD_LOGIC;RST:IN STD_LOGIC;Q:OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0));END caideng2;ARCHITECTURE a OF caideng2 ISSIGNAL NUM: INTEGER RANGE 7 DOWNTO 0;BEGINPROCESS(CLK)BEGINIF RST='1' THEN NUM<=0;ELSIF CLK'EVENT AND CLK='1' THENIF NUM<=7 THEN NUM<=NUM+1;ELSE NUM<=0;END IF;END IF;END PROCESS;PROCESS(NUM)BEGINCASE NUM ISWHEN 0 =>Q<="10000000";WHEN 1 =>Q<="11000000";WHEN 2 =>Q<="11100000";WHEN 3 =>Q<="11110000";WHEN 4 =>Q<="11111000";WHEN 5 =>Q<="11111100";WHEN 6 =>Q<="11111110";WHEN 7 =>Q<="11111111";WHEN OTHERS =>NULL;END CASE;END PROCESS;END a;仿真波形：（3）实现功能3：LIBRARY ieee;USE ieee.std_logic_1164.all;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY caideng3 ISPORT(CLK:IN STD_LOGIC;RST:IN STD_LOGIC;Q:OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0)); END caideng3;ARCHITECTURE a OF caideng3 ISSIGNAL NUM: INTEGER RANGE 7 DOWNTO 0; BEGINPROCESS(CLK)BEGINIF RST='1' THEN NUM<=0;ELSIF CLK'EVENT AND CLK='1' THENIF NUM<=7 THEN NUM<=NUM+1;ELSE NUM<=0;END IF;END IF;END PROCESS;PROCESS(NUM)BEGINCASE NUM ISWHEN 0 =>Q<="00000000";WHEN 1 =>Q<="10000001";WHEN 2 =>Q<="11000011";WHEN 3 =>Q<="11100111";WHEN 4 =>Q<="11111111";WHEN 5 =>Q<="11100111";WHEN 6 =>Q<="11000011";WHEN 7 =>Q<="10000001";WHEN OTHERS =>NULL;END CASE;END PROCESS;END a;仿真波形：（4）状态机：LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY caideng_ztj ISPORT(CLK,RST: IN STD_LOGIC;Q1,Q2,Q3: IN STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);T:OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0)); END caideng_ztj;ARCHITECTURE behav OF caideng_ztj ISTYPE states IS (s0,s1,s2);SIGNAL YT : states ;BEGINP1: PROCESS(CLK,RST)BEGINIF RST ='1' THENYT <= S0;ELSIF CLK'EVENT AND CLK = '1' THENCASE YT ISWHEN s0 => YT <= s1;WHEN s1 => YT <= s2;WHEN s2 => YT <= s0;WHEN OTHERS => YT <= s0;END CASE ;END IF;END PROCESS ;P2: PROCESS(YT)BEGINCASE YT ISWHEN s0 => T(7 DOWNTO 0)<= Q1 (7 DOWNTO 0);WHEN s1 => T(7 DOWNTO 0)<= Q2 (7 DOWNTO 0);WHEN s2 => T(7 DOWNTO 0)<= Q3 (7 DOWNTO 0);WHEN OTHERS => T(7 DOWNTO 0)<=Q1 (7 DOWNTO 0); END CASE ;END PROCESS P2 ;END behav;仿真波形：（5）实现上述3项功能的总原理图：仿真波形：六、实验箱调试：1、引脚锁定：我选用实验电路结构图NO.7为这次彩灯硬件调试的操作界面。

8个led灯循环点亮程序汇编语言asm.
ORG 0000H.
AJMP MAIN.
ORG 0030H.
MAIN:
MOV A, #0FEH ; 初始点亮第一个LED（1111 1110）LOOP:
MOV P1, A.
LCALL DELAY.
RL A ; 循环左移。

SJMP LOOP.
DELAY:
MOV R7, #250 ; 外层循环次数，可以调整延时时间。

D1:
MOV R6, #250.
D2:
DJNZ R6, D2.
DJNZ R7, D1.
RET.
END.
在这个程序中：
1. 程序从地址`0000H`开始，跳转到`MAIN`程序段。

2. 在`MAIN`程序段中，先将`A`的值设置为`0xFEH`，然后把`A`的值赋给`P1`口来点亮第一个LED。

3. 接着调用`DELAY`子函数进行延时，然后通过`RL A`指令将`A`中的值循环左移一位，这样就可以依次点亮下一个LED。

4. `DELAY`子函数通过两层循环来实现简单的延时功能。

`R7`和`R6`作为循环计数器，通过`DJNZ`指令来控制循环次数，从而达到延时的目的。

北京联合大学实验（实习、实训）报告课程（项目）名称：微型计算机技术学院：师范学院专业：计算机科学与技术班级：2009 级学号：09姓名：陈秋月成绩：2011年4月27日3八路彩灯循环控制器一、实验目的1、学会将一个实际情况抽象为逻辑电路的逻辑状态的方法。

2、掌握计数、译码、显示综合电路的设计与调试。

3、掌握实际输出电路不同要求的实现方法。

4、学会光敏电阻与继电器的使用。

二、实验内容及要求输出8路彩灯（八种状态）实现以下功能：①通过一个外部开关控制彩灯左移和右移；②亮点移动一位即可；③彩灯亮点移动时间间隔取1秒。

三、工作原理CD4040是12位异步二进制计数器，它仅有2个输入端，即时钟输入端CP和清零端CR。

输出端为Q1-Q12.当清零端CR为高电平时,计数器输出全被清零;当清零端CR为低电平时,在CP脉冲的下降沿完成计数。

74LSl38是3线-8线译码器,具有3个地址输入端A2、A1、A0和3个选通端S1、S2、S3以及8个译码器输出端Y0~Y1。

用555定时器组成多谐振荡器，输出频率为f=101Hz。

由CD4040分频后，高3位Q12、Q11、Q10的输出分别接在74LSl38译码器的A2、A1、A03端。

每隔t＝512/f≈5s的时间，A0。

变化一次，每隔约10 s 的时间A1变化一次，每隔15s的时间A2变化一次,从而使其输出端Y0~Y7驱动的发光二极管顺序循环亮与灭。

四、原件介绍1、74LS138以3线－8线译码器74LS138为例进行分析，图6-4、6-5分别为其逻辑图及引脚排列。

其中 A2、A1、A0为地址输入端，0Y～7Y为译码输出端，S1、2S、3S为使能端。

表6-6为74LS138功能表，也是此八路彩灯循环输出的结果。

当S1＝1，2S＋3S＝0时，器件使能，地址码所指定的输出端有信号（为0）输出，其它所有输出端均无信号（全为1）输出。

当S1＝0，2S＋3S＝X时，或 S1＝X，2S＋3S＝1时，译码器被禁止，所有输出同时为1。

绪论数字电子技术已经广泛地应用于计算机，自动控制，电子测量仪表，电视，雷达，通信等各个领域。

例如在现代测量技术中，数字测量仪表不仅比模拟测量仪表精度高，功能高，而且容易实现测量的自动化和智能化。

随着集成技术的发展，尤其是中，大规模和超大规模集成电路的发展，数字电子技术的应用范围将会更广泛地渗透到国民经济的各个部门，并将产生越来越深刻的影响。

随着现代社会的电子科技的迅速发展，要求我们要理论联系实际，数字电子逻辑课程设计的进行使我们有了这个非常关键的机会。

随着科学的发展，人们生活水平的提高，人们不满足于吃饱穿暖，而要有更高的精神享受。

不论是思想，还是视觉，人们都在追求更高的美。

特别使在视觉方面，人们不满足于一种光，彩灯的诞生让人们是视觉对美有了更深的认识。

本设计是一个彩灯控制器，使其实用于家庭、商场、橱窗、舞厅、咖啡厅、公共广场等场所的摆设、装饰、广告、环境净化与美化。

本次课程设计在编写时参考了大量优秀教材，并得到太原科技大学机械电子工程学院测控技术与仪器教研室刘畅老师的大力支持，他提出来许多的意见和建议，在此表示衷心的感谢。

由于编者水平有限，本设计说明书难免出现不妥之处，恳请老师和广大读者给与批评并提出宝贵的意见，我将由衷地欢迎与感激。

编者2010年于太科大目录绪论 (1)一、课程设计题目 (3)二、课程设计目的 (4)三、课程设计基本要求： (4)四、课程设计任务和具体功能 (5)五、工作原理 (5)六、设计总框图 (6)七、电路元器件的说明 (6)八、总电路图 (27)九、调试与检测 (28)十、误差分析： (28)十一、设计心得体会。

(28)附录 (28)参考文献 (28)一、课程设计题目：8路输出的彩灯循环控制电路二、课程设计目的：1、巩固和加强“数字电子技术”、“模拟电子技术”课程的理论知识的理解和应用。

2、掌握电子电路的一般设计方法，了解电子产品研制开发的过程。

3、提高电子电路实验技能及Multisim10仿真软件的使用能力。

朱彭
一.课程目的
有8个彩灯排成一行，从左至右依次每秒有一个灯点亮（只有一个灯亮），循环三次后，全部灯同时点亮，3s后全部灯熄灭，如此重复不断进行。

二.课程分析
①配置表
②梯形图
③梯形图分析与总结
PLC开始运行，X000闭合后M0自锁，并且使计时器T0开始计时，T0定时器定时1s后给计数器C0一个脉冲，然后再次定时1s，再给计数器一个脉冲，并且计数器每计数一次都会带动接通相应的辅助继电器M动作，辅助继电器会带动相应的小灯动作。

当计数器计满9个数时会自动清零，然后循环，并且会给计数器C1计数一次。

当计数器C1计满3个数后计数器C0不再清零，C1清零，也就是不再循环。

此时辅助继电器M9会自锁，M9与之前辅助继电器并联，会带动小灯动作。

同时定时器TI开始定时，3s后M9会断开，小灯熄灭。

一直循环。

作者QQ:2528647412。

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；。

plc8个彩灯课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解PLC（可编程逻辑控制器）的基本原理和工作过程；2. 学生能够掌握PLC编程中涉及的8个彩灯控制的相关指令和程序设计；3. 学生能够了解并描述8个彩灯控制在实际工程中的应用场景。

技能目标：1. 学生能够运用所学知识，设计出实现8个彩灯控制的具体PLC程序；2. 学生能够通过实际操作，完成8个彩灯的控制，并解决过程中遇到的问题；3. 学生能够通过小组合作，进行程序调试和优化，提高解决问题的能力。

情感态度价值观目标：1. 学生在课程学习中，培养对自动化控制技术的兴趣和热情；2. 学生通过小组合作，培养团队协作精神和沟通能力；3. 学生能够认识到PLC技术在工程实际中的应用价值，激发学习动力；4. 学生在课程实践中，培养严谨、细致、负责的学习态度，提高自身综合素质。

二、教学内容本章节教学内容主要包括以下几部分：1. PLC基础知识：PLC的定义、结构、工作原理及在工业控制中的应用；教材章节：第一章《PLC概述》。

2. PLC编程基础：编程软件的使用、编程语言（梯形图、指令表等）的介绍；教材章节：第二章《PLC编程基础》。

3. 彩灯控制原理：彩灯控制电路设计、控制流程及程序设计；教材章节：第三章《PLC控制系统的设计与应用》。

4. 8个彩灯控制实例：以8个彩灯为载体，详细讲解控制程序的设计与实现；教材章节：第三章《PLC控制实例》。

5. 程序调试与优化：程序下载、调试方法、故障分析与处理；教材章节：第四章《PLC程序调试与优化》。

6. 小组合作与实践：分组进行8个彩灯控制程序的设计、调试与优化；教材章节：第五章《PLC控制系统实践》。

教学内容安排和进度：共分为6个课时，具体如下：1课时：PLC基础知识学习；2课时：PLC编程基础学习；3课时：彩灯控制原理学习；4课时：8个彩灯控制实例讲解与实操；5课时：程序调试与优化；6课时：小组合作与实践。