四花样彩灯设计

四花样彩灯控制器电子信息工程学院电子基础课程设计任务书I、电子基础课程设计题目：四花样彩灯控制器II、电子基础课程设计技术要求及主要元器件：彩灯一亮一灭,从左向右移动；彩灯两亮两灭,从左向右移动；四亮四灭，从左向右移动；从1～8从左到右逐次点亮，然后逐次熄灭；四种花样自动变换。

主要元器件：555,74LS93,74LS74,74LS153,74LS164I II、电子基础课程设计工作内容及进度安排：首先要对四花样彩灯的工作原理非常熟悉；然后根据原理设计出电路图；再者就是领电路所需的电子器件和焊接；最后就是要调试电路直至电路能正常工作。

进度安排：前三天查资料和设计，其余的时间焊接。

Ⅳ、主要参考资料：《电子电路计算机仿真技术》《新颖电子灯光控制器》《Multisim电路仿真入门与进阶》《数字电路逻辑设计》专业名称：通信工程班级学号：05042129学生姓名：吴武松指导教师：张华南设计时间：2007年9月13日系(部、中心)主任：- 1 -四花样彩灯控制器摘要四花样彩灯控制器是利用几种芯片来控制不同数量而有规律的彩灯的亮灭。

彩灯控制器的第一种花样为彩灯一亮一灭，从左向右移动；第二种花样为彩灯两亮两灭，从左向右移动；第三种花样为彩灯四亮四灭，从左向右移动；第四种花样为彩灯1到8从左到右逐次点亮，又从左到右逐次熄灭。

4种花样自动变换，循环往复。

电路图包括移位寄存器，计数脉冲，分频器，数据选择器等器件。

主要由555振荡电路产生两种不同周期的矩形脉冲，在经74LS93分频后得到四路分频信号，由74LS74﹑74LS153组成的选通电路来控制彩灯亮灭的顺序，从而出现彩灯四种花样自动切换。

这次课程设计报告说明了设计的全过程，包括原理分析、电路说明、过程说明、设计方案说明、原理图说明、故障以及故障排除说明。

关键词: 移位寄存器计数脉冲分频器数据选择器- 2 -四花样彩灯控制器目录任务书 (1)第一章．实验设计要求 (5)第二章．电路结构及工作原理 (6)2.1设计方案 (6)2.2 电路组成原理 (6)2.3 电路设计组成及电路参数 (8)2.3.1 矩形脉冲信号发生电路 (8)2.3.2 分频电路 (8)2.3.3 数据选择电路 (9)2.3.4 移位寄存电路 (10)2.4 电路工作原理 (10)第三章．集成芯片简介 (11)3.1 555芯片 (11)3.2 74LS93（4位二进制计数器） (12)3.3 74LS74（双上升沿D型触发器） (13)3.4 74LS153（双4选1数据选择器） (14)3.5 74LS164（8位移位寄存器） (15)第四章．路的调试及收获体会 (16)4.1 电路的调试 (16)4.2 收获体会 (17)结论 (18)参考文献 (19)附录一 (20)附录二 (21)- 3 -四花样彩灯控制器前言本课程设计要求作者对脉冲数字电路和低频电子电路等知识综合运用，从而设计出解决方案。

结论及心得感悟
本次所设计的是四花样循环彩灯电路的设计，主要结合了大二所学的数字电子技术与模拟电子技术。

此次设计电路关键在于对设计要求的理解分析以及对基本电路相关知识的熟练掌握。

设计电路时，将总体的功能分成若干个部分来实现，是简化电路设计思路的很好方法；且搞清各个模块的功能与实现要求操作的具体方法，对电路故障的检查也是很有帮助。

通过这次设计，学到了很多东西，如如何使用multisim。

也吸取了很多教训。

教会了我们连接电路过程不应急于求成，而应一个模块连接成功后检查相应的输出是否正确。

这为以后的专业学习与设计提供了宝贵的经验。

真正提高了动手能力，学会获取资料，活跃了自己的思维，巩固了所学知识。

花样彩灯控制器的设计是对数字电路逻辑设计知识的实践运用，加深了对知识的理解。

对我们而言，知识上的收获重要，精神上的丰收更加可喜。

深刻理解了“失败乃成功之母”这句话。

挫折是一份财富，经历是一份拥有。

这次课程设计必将成为我们人生旅途上一个非常美好的回忆！
课设是学习阶段一次非常难得的理论与实际相结合的机会，通过这次设计，摆脱了单纯的理论知识学习状态，与实际设计的结合锻炼了综合运用所学的专业基础知识的能力，解决实际工程问题的能力，同时也提高查阅文献资料、设计手册、设计规范以及电脑制图等其他专业能力水平，我们的能力得到了锻炼，经验得到了丰富，并且意志品质力、抗压能力及耐力也都得到了不同程度的提升。

最后，对老师细心地指导表示衷心地感谢。

课程设计报告书题目: 单片机控制的花样彩灯设计专业：电气工程及其自动化（1）班学号：学生姓名：指导教师：2010年12 月 1 日南昌工程学院课程设计（论文）任务书一、课题设计(论文)题目：基于单片机控制的花样彩灯设计二、课程设计(论文)使用的原始资料(数据)及设计技术要求：设计要求：以MCS51单片机为核心，辅以外围接口电路，设计一个由键盘控制的四种花样LED闪烁彩灯，使八个LED实现流水灯（跑马灯）、逐点点亮、间隔点亮、逐点熄灭四种花样。

要求采用键盘查询方式（非中断方式）实现花样转换。

在当前花样循环显示时，按下相应的花样选择按钮，能立即转换至对应的闪烁花样（但必须在去干扰或消除抖动之后）。

四个按钮S1、S2、S3、S4分别对应花样1、花样2、花样3、花样4。

程序开始运行时自动执行花样1（流水灯）。

时间间隔采用定时/计数器控制为1S左右（误差不超过10%）。

1、单片机控制系统硬件电路设计，包括单片机时钟和复位电路的设计、LED驱动和键盘设计等。

2、控制软件设计与调试，包括1S定时功能的实现、键盘响应程序和显示控制程序等。

三、课程设计(论文)工作内容及完成时间：1、查找相关文献，进行方案选择。

2天 11.22---11.232、系统硬件电路设计，绘制电路原理图。

3天 11.24---11.263、绘制软件流程图，编写与调试软件。

3天 11.29---12.14、完成课程设计报告，答辩。

2天 12.2---12.3四、主要参考资料：1、《单片机原理及应用》，李建忠，西安电子科技大学出版社，2002年2、《单片微型计算机与接口技术》，李群芳等，电子工业出版社，2002年3、《单片微型计算机原理与接口技术》，陈光东等，华中科技大学出版社，1999年4、《单片机实验与实践》，周立功等，北京航空航天大学出版社，2004年5、《开放式综合实验/仿真系统MCS51实验分册》，伟福公司电气与电子工程系 07电气工程电力系统专业 1 班学生：王文虎日期：自 2010 年 11 月 22 日至 2010 年 12 月 3 日指导教师：章彧助理指导教师(并指出所负责的部分)：教研室：电气工程教研室主任：目录1引言 (4)2 设计原理 (5)2.1MCS51 (5)2.2 LED (6)2.3中断指令 (8)2.4硬件接原理图 (9)3程序流程图 (11)3.1主流程图 (11)3.2流水灯子流程图 (12)3.3中断程序流程图 (13)4汇编程序 (14)4.1主程序 (14)4.2一秒钟定时程序 (17)5小结 (18)参考文献 (19)1.1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。

四花样彩灯控制器课程设计1. 引言彩灯在人们的生活中起到了很重要的作用，特别是在庆祝活动和节日期间。

传统的彩灯只能显示单一的颜色，而现代的彩灯控制器可以实现多种颜色的变化和特效，给人们带来了更加丰富多彩的视觉体验。

本课程设计旨在通过学习四花样彩灯控制器的原理和设计，提高学生的电子电路设计能力和嵌入式系统的应用能力。

2. 学习目标通过本课程的学习，学生将能够： - 了解彩灯控制器的基本原理和工作原理； - 掌握彩灯控制器的硬件设计和电路连接方法； - 学会使用嵌入式系统进行彩灯控制器的编程和调试；- 设计和制作一个四花样彩灯控制器原型。

3. 教学内容3.1 彩灯控制器基础知识•彩灯控制器的概念和基本原理•彩灯控制器的分类和应用场景•彩灯控制器的硬件组成和工作流程3.2 彩灯控制器的硬件设计•彩灯控制器的电路连接方法•彩灯控制器的电源设计•彩灯控制器的按键和显示屏设计3.3 彩灯控制器的编程和调试•嵌入式系统的介绍和基本原理•使用Arduino进行彩灯控制器的编程•彩灯控制器的调试和测试方法3.4 四花样彩灯控制器的设计与制作•四花样彩灯控制器的功能设计•四花样彩灯控制器的电路图设计•四花样彩灯控制器的原型制作和调试4. 教学方法本课程设计采用理论与实践相结合的教学方法。

在理论教学环节，通过教师讲解和课件展示的方式，向学生介绍彩灯控制器的基本原理和设计方法。

在实践环节，学生将分组进行彩灯控制器的硬件设计和编程实验，通过实际动手操作和实验结果的分析，深刻理解彩灯控制器的工作原理和应用技术。

5. 教学评价学生的学习评价主要包括三个方面： - 课堂表现：包括课堂积极性、参与讨论和提问等； - 实验报告：根据实际的硬件设计和编程实验结果，撰写实验报告，评估学生对彩灯控制器的掌握程度； - 设计项目：根据课程要求，学生完成一个四花样彩灯控制器的设计和制作，通过设计方案和实际效果评估学生的设计水平。

6. 参考资料•《嵌入式系统设计与开发技术》•《Arduino编程与应用》•《电子电路设计导论》7. 结语通过本课程设计的学习，学生将能够掌握彩灯控制器的基本原理和设计方法，并能够设计和制作一个四花样彩灯控制器的原型。

四花样彩灯控制器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并掌握四种花样彩灯控制原理，包括亮度调节、颜色变换、闪烁模式和序列控制。

2. 学生能描述常见电子元件（如电阻、电容、二极管等）在彩灯控制器中的作用及相互关系。

3. 学生能运用基础电路知识，分析并解释彩灯控制器电路图。

技能目标：1. 学生能够独立设计并搭建一个简单的四花样彩灯控制电路。

2. 学生通过实际操作，掌握测试和调试电路的技巧，能够解决常见的电路故障。

3. 学生能够运用信息技术工具（如编程软件）对彩灯控制器进行编程，实现个性化效果。

情感态度价值观目标：1. 学生在小组合作中培养团队精神和沟通能力，尊重他人意见，共同完成项目。

2. 学生通过创意设计，激发创新思维，增强解决实际问题的自信心。

3. 学生能够意识到科技与日常生活的紧密联系，培养对电子科技的兴趣和爱好。

本课程针对初中电子技术课程设计，考虑学生年龄特点和认知水平，注重理论知识与实践技能的结合。

课程目标具体明确，可测量，旨在通过动手实践和项目导向学习，提高学生对电子科技的兴趣和实际应用能力。

通过分解课程目标为具体的学习成果，教师可进行有效的教学设计和学习成果评估。

二、教学内容1. 电子元件基础知识：介绍电阻、电容、二极管等基础元件的功能和用途，对应教材第三章第一、二节。

- 电阻的阻值和种类- 电容的充放电特性- 二极管的单向导通原理2. 彩灯控制原理：讲解彩灯的亮度调节、颜色变换、闪烁模式和序列控制技术，对应教材第三章第三节。

- 亮度调节的原理与方法- 颜色变换的电路设计- 闪烁模式和序列控制的实现3. 电路图的识读与分析：学会识读并分析彩灯控制器电路图，对应教材第三章第四节。

- 电路图的常见符号- 彩灯控制器电路图的识读- 电路分析与故障排查4. 实践操作：动手设计并搭建四花样彩灯控制电路，对应教材第三章实验部分。

- 选用合适的电子元件- 搭建电路并进行测试- 调试电路并解决故障5. 编程与控制：运用编程软件对彩灯控制器进行编程，实现个性化效果，对应教材第四章第一节。

四花样彩灯控制器课程设计1. 项目概述本课程设计旨在设计一个四花样彩灯控制器，用于控制灯光的颜色和模式。

通过该控制器，用户可以选择不同的颜色和模式，实现彩灯的灵活变化，为场景创造出不同的氛围和效果。

2. 项目目标本项目的目标是设计一个能够控制四个灯泡的彩灯控制器，实现以下功能：•控制四个灯泡的开关状态；•控制灯泡的颜色；•控制灯泡的闪烁模式和速度；•控制灯泡的亮度。

3. 硬件设计3.1 芯片选择本设计选用Arduino UNO作为主控芯片。

Arduino UNO是一款开源的基于ATmega328P芯片的单板微控制器，广泛用于原型制作和教育领域。

3.2 电路设计根据设计要求，我们需要四个LED灯泡，分别代表四个彩灯。

每个LED灯泡需要一个数字口进行控制，一个模拟口进行亮度调节。

可以通过以下电路连接方式实现控制：四个LED分别通过220欧姆的电阻连接电源的正极，共地接到Arduino UNO的GND 引脚上。

每个LED的控制引脚分别连接到Arduino UNO的数字口2、3、4和5上。

另外，每个LED的亮度控制引脚连接到Arduino UNO的模拟口A0上。

4. 软件设计4.1 软件框架本设计将使用Arduino IDE进行编程。

Arduino IDE是一款简单易用的开发环境，适用于Arduino开发板。

4.2 程序流程下面是程序的主要流程：1.初始化四个灯泡的控制引脚，将其设置为输出模式；2.进入主循环；3.读取用户的输入，包括开关状态、颜色、模式和亮度；4.根据用户输入，控制四个灯泡的状态、颜色和亮度；5.延时一段时间后回到步骤3。

4.3 程序代码以下是程序的示例代码：// 定义LED灯泡的引脚const int ledPins[] = {2, 3, 4, 5};// 定义LED灯泡的亮度控制引脚const int brightnessPin = A0;void setup() {// 初始化LED灯泡的引脚for (int i = 0; i < 4; i++) {pinMode(ledPins[i], OUTPUT);}}void loop() {// 读取用户的输入，包括开关状态、颜色、模式和亮度int switchStatus = digitalRead(SWITCH_PIN);int color = analogRead(COLOR_PIN);int mode = analogRead(MODE_PIN);int brightness = analogRead(brightnessPin);// 控制LED灯泡的状态、颜色和亮度for (int i = 0; i < 4; i++) {digitalWrite(ledPins[i], switchStatus);}analogWrite(brightnessPin, brightness);// 延时一段时间delay(100);}5. 测试与验证为了验证设计的正确性和可行性，需要进行以下测试：•测试开关功能：分别观察每个LED灯泡的状态，在不同的开关输入下进行验证；•测试颜色功能：通过改变颜色输入的模拟值，观察LED灯泡的颜色是否变化，验证颜色控制的正确性；•测试闪烁模式和速度：通过改变模式输入的模拟值，观察LED灯泡的闪烁效果，验证闪烁模式和速度的控制是否正常；•测试亮度功能：通过改变亮度输入的模拟值，观察LED灯泡的亮度变化，验证亮度控制的正确性。

四路彩灯控制器设计方案1 前言1.1序言随着经济的发展，城市之间的灯光系统花样越来越多，用中规模集成电路设计并制作一个四路彩灯显示系统，可用于节日庆典，医院病房等多处地方，同用单片机控制相比，它具有准确，不易受外界干扰出错，因而得到了广泛的应用。

小到人们日常生活中的电子贺卡，大到宾馆、医院等公共场所的大型数显电子钟。

1.2设计要求用中规模集成电路设计并制作一个四路彩灯显示系统，要求如下：1)开机自动置入初始状态后即能按规定的程序进行循环显示；2)程序由三个节拍组成：第一节拍时，四路输出Q1～Q4依次为1，使第一路彩灯先点亮，接着第二，第三，第四路彩灯点亮。

第二节拍时，Q4～Q1依次为0，使第四路彩灯先灭，然后使第三，第二，第一路彩灯灭。

第三节拍时，Q1～Q4输出同时为1态0.5秒，然后同时为0态0.5秒，使四路彩灯同时点亮0.5秒，然后同时灭0.5秒，共进行4次。

每个节拍费时都为4秒，执行一次程序共需12秒；3)用发光二极管显示彩灯系统的各节拍。

1.3实施计划根据课程设计要求，首先确定总设计方案，然后用EDA软件设计各单元电路并仿真分析，最后完善总体电路写出设计报告。

1.4必备条件编辑说明书：Word 2003绘制框图：SmartDraw 7绘制原理电路：Protel、Altium、Multisim、Tina、Proteus等仿真分析：Altium、Multisim、Tina、Proteus等PCB：Protel、Altium、Multisim、Tina、Proteus等设计所需软件用以上任意即可完成需求。

2 总体方案设计通过查阅大量相关技术资料，并结合自己的实际知识，我主要提出了两种技术方案来实现系统功能。

下面我将首先对这两种方案的组成框图和实现原理分别进行说明，并分析比较它们的特点，然后阐述我最终选择方案的原因。

图2.1 四路彩灯控制流程框图2.1方案比较2.1.1方案1采用单片机控制电路为主实现四路彩灯显示。

目录前言 (5)第一章设计内容及要求 (6)1.1课题 (6)1.2设计要求 (6)1.3设计的主要元器 (6)1.4设计思路 (6)第二章系统设计方案选择 (7)第三章系统组成及工作原理 (10)3.1 系统组成 (10)3.2 工作原理 (10)第四章单元电路设计、参数计算、器件选择 (12)4.1 时钟电路 (12)4.2 四种码电路 (12)4.3 开关电路 (14)4.4 数据输出电路 (15)4.5 总电路结构 (16)4.6各种芯片管脚图 (17)第五章实验、调试及测试结果与分析 (19)第六章收获与体会 (20)参考文献 (21)附录一 (22)第一节课程设计的课题和要求1.1 课题：四花样彩灯控制器1.2 设计要求：设计一四花样自动切换彩灯控制器，要求实现1.彩灯一亮一灭.从左向右移动2.彩灯两亮两灭，从左往右移动3.彩灯四亮四灭，从左往右移动4.彩灯从1—8从左往右逐次点亮，然后逐次熄灭5.四种花样自动切换1.3 设计的主要元器555定时器，模十六进制计数器74LS161，双D触发器74LS74，四选一数据选择器74LS153，8位移位寄存器74LS164。

1.4设计思路第一部分，由NE555与相关电容电阻等组成多谐振荡器，用来产生震荡脉冲，调节电位器可以改变震荡频率，即改变灯光的移动速度。

多谐振荡器输出的脉冲非别加在74 LS93与74LS164的cp端。

74LS93被接成16进制计数器，其4个输出端可分别输出对计数脉冲的2、4、8、16分频信号，该信号被传输到74LS153的数据输入端。

第二部分，555产生的脉冲信号输送到D触发器74LS74的cp端，在其输出端可以得到“00”到“11”4个逻辑状态并将其连接到74hc153的公共选择端A0、A1。

这样根据A0、A1端的状态就可以选定不同的输出端。

同时，74LS163在时钟脉冲作用下，数据在输出端QA到QH顺序移动。

这一移动的8位控制信号区驱动8路彩灯，就出现了8路4花样自动循环切换的流水彩灯U1A74LS04D21U1B74LS04D43U1C74LS04D65U1D 74LS04D89U2B74LS08D 456U2C74LS08D9108U42Y92C0102C1112C2122C313A 14B 2~1G 11Y71C061C151C241C33~2G1574LS153DU6QA3QB4QC5QD6A 1B2~CL R 9CLK8QE10QF11QG12QH1374LS164DQA14QB13QC12QD11RCO15A 3B 4C 5D 6ENP 7ENT 10~LO AD 9~CL R 1CLK2U374LS161DU7A1D21Q5~1Q6~1CLR13~1PR474LS74DU7B2D122Q9~2Q8~2CLR1311~2PR1074LS74D第二章 系统设计方案选择方案设计在设计中更多的使用中,大规模集成电路，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。

四路彩灯显示系统逻辑电路设计(总18页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--哈尔滨工程大学数字逻辑综合性实验设计报告课程名称数字逻辑实验题目名称四路彩灯显示系统逻辑电路设计班级学号学生姓名同组班级同组学号同组姓名指导教师武俊鹏、孟昭林、刘书勇、赵国冬2013年 06 月摘要四路彩灯常见于节庆场合，按照某种规则点亮或者闪烁彩灯，本次数字逻辑电路设计实验主要完成四路彩灯的控制流程，控制流程如下：1)第一路彩灯先点亮，然后依次点亮第二路、第三路、第四路；2)第四路先灭，然后第三路、第二路、第一路依次灭；3)四路彩灯均亮灭，共四次；4)从1)开始循环。

本次实验采用中小规模集成电路进行彩灯显示系统的设计，具体使用74LS161作为循环控制电路，74LS194控制彩灯花型显示，并用若干基本与门、非门、与非门等芯片基本逻辑电路。

关键词：四路彩灯；计数器；移位寄存器；中小规模集成电路；目录目录1 需求分析......................................................................... 错误!未定义书签。

基本功能要求................................................... 错误!未定义书签。

创新拓展功能................................................... 错误!未定义书签。

设计原理............................................................ 错误!未定义书签。

系统逻辑结构设计.................................................. 错误!未定义书签。

循环控制电路................................................... 错误!未定义书签。

课程名称：数字电路逻辑设计设计项目：四路彩灯显示系统设计专业班级：诵信学号：学生姓名：同组人姓名:指导教师：1、 熟悉常用中规模计数器的逻辑功能。

2、 掌握技术、译码电路的工作原理及应用。

3、 熟悉移位寄存器的工作原理、典型应用和调试方法。

二、 设计任务与要求设计一个四路彩灯控制器，设计要求如下：（1） 接通电源后，彩灯可以自动按预先设置的程序循环闪烁。

（2） 设置的彩灯花型由三个节拍组成：第一节拍：四路彩灯从左向右逐次渐亮，灯亮时间 1s ，共用4s ；第二节拍：四路彩灯从右向左逐次渐灭，也需 4s ；第三节拍：四路彩灯同时亮0.5s,然后同时变暗,进行4次,所需时间也为4s （3） 三个节拍完成一个循环，一共需要 12s 。

一次循环之后重复进行闪烁。

三、 设计原理图（a ）四路彩灯控制流程图四路彩灯即有四路发光二极管输出，设依次为Q d、Q c 、Q b、Q a ，若用高电平“1”表示灯亮，低电平“ 0”表示灯灭，由课程设计要求可知四路彩灯显示系统有如下表所示的输出设计课题: 设计目的四路彩灯显示系统设计说进制四路彩灯输出显示说 明输出所用时间Q dQ cQbQa开机初态0 0 0 01 0 0 0 1s 第一节拍 1 1 0 0 1s 逐次渐亮1 1 1 0 1s 1 1 1 1 1s1 1 1 0 1s 第二节拍 1 1 0 0 1s 逆序渐灭1 0 0 0 1s 0 0 0 0 1s1 1 1 1 : 0.5s0 0 0 0 0.5s 第三节拍 1 1 1 1 0.5s 同时亮0.5s ，然 0 0 0 0 0.5s 后同时灭0.5s ，进 1 1 1 1 0.5s 行四次0 0 0 0 0.5s 1 1 1 1 0.5s0 00.5s分析可知，要实现上表所示功能，需要一个分频器起节拍产生和控制作用， 每4s —个节 拍，3个节拍共12s 后反复循环。

一个节拍结束后应产生一个信号到节拍程序执行器，完成彩 灯渐亮、渐灭、同时亮、同时灭等功能。