数字电子四色花样彩灯控制器课程设计

课程设计--四花样彩灯控制器2012 ~ 2013 学年第二学期《数字电子技术》课程设计报告题目：四花样彩灯控制器专业：电子信息工程班级： 11 电信一班姓名：孙叶林陶轮汪宏俊汪义涛王安亚王劲松王亮亮王向阳魏伟指导教师：***电气工程系2013年5月30日任务书课题名称四花样彩灯控制器指导教师（职称）周旭胜执行时间2012~ 2013 学年第 2学期第 14 周学生姓名学号承担任务王安亚1109121033 设计总电路图1汪宏俊1109121031 设计总电路图2陶轮1109121030 负责对比两个总电路图汪义涛1109121032 设计555时钟脉冲产生电路王向阳1109121036 设计四种码产生电路王劲松1109121034 设计输出电路魏伟1109121037 设计开关电路王亮亮1109121035 查找参考资料孙叶林1109121029 负责写课程设计报告设计目的通过设计方案的比较，对比电路的复杂与简单，器件的市场价格等方面因素，来选择一种比较好的可行性设计方案设计要求(1) 彩灯一亮一灭,从左向右移动；(2) 彩灯两亮两灭，从左向右移动；(3) 四亮四灭，从左向右移动；(4) 从1～8从左到右逐次点亮，然后逐次熄灭；(5) 四种花样自动变换。

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。

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。

优易LED全彩灯光控制系统由Color Edit编辑软件、主控器、分控器和LED光源组成，广泛应用于城市景观、风景名胜、道路桥梁、建筑轮廓、娱乐场所、户外广告、室内装饰等美化、亮化工程。

一、设计要求1.1 设计课题及要求（一）题目：四花样彩灯控制器（二）基本要求：设计一四花样自动切换的彩灯控制器，要求实现(1) 彩灯一亮一灭,从左向右移动；(2) 彩灯两亮两灭，从左向右移动；(3) 四亮四灭，从左向右移动(4) 从1～8从左到右逐次点亮，然后逐次熄灭；(5) 四种花样自动变换。

（三）主要参考元器：555定时器，模十六计数器74LS161，双D触发器74LS74，与门74LS08，非门74LS04，四选一数据选择器74LS153，八位移位寄存器74LS164。

二、系统组成及工作原理2.1 系统组成框图把四花样彩灯设计分为几个独立的功能模块进行设计,每一个模块完成特定的功能,再把它们有机的组织起来构成一个系统完成彩灯控制器的设计。

系统可由四个模块组成，它们分别是：四种码产生电路、开关电路、数据输出、时钟电路。

设计框图如图2.1所示：由两个555构成两个时钟电路，由模十六计数器和组合逻辑门构成四种码产生电路，由双D 触发器和数据选择器构成开关电路，由移位寄存器和八个彩灯构成输出电路，一个时钟控制模十六计数器和移位寄存器，另一个时钟控制双D触发器。

2.2工作原理分析从多谐振荡器出来的脉冲信号分为两路：一路作为计数脉冲送到模十六计数器；另一路做为移位时钟脉冲加到移位寄存器。

调节多谐振荡器的电阻可以改变震荡频率，即改变彩灯移动的速度，得到不同的动态效果。

多谐振荡器、双D触发器、数据选择器共同组成一个电子开关。

多谐振荡器输出的计数脉冲经双D触发器两位二进制计数器，在它的两个输出端得到00、01、10、11四种逻辑状态。

这四个状态作为数据选择器的四个数据通道选择信号，对应从模十六计数器输送到数据选择器的QA，QB，QC，QD四个分频信号。

其作用相当于一个受控的一刀四位的机械转换开关。

当双D触发器输出为“00”时，数据选择器输出10000000序列脉冲，为八分频信号，实现花样一；为“10”时，数据选择器输出11000000序列脉冲，为八分频信号，实现花样二；为“01”时数据选择器输出11110000序列脉冲，为八分频信号，实现花样三；为“11”时数据选择器输出1111111100000000序列脉冲，为十六分频信号，实现花样四。

数电彩灯控制课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解数字电路基础知识，掌握基本逻辑门电路的功能和原理；2. 学习并掌握触发器、计数器等时序电路的工作原理及应用；3. 掌握数电彩灯控制电路的设计方法，能运用所学知识分析和解决实际问题。

技能目标：1. 能够正确绘制和识别数字电路图，进行基本逻辑门电路的搭建和测试；2. 学会使用触发器、计数器等时序电路进行数字信号的控制，具备一定的编程能力；3. 能够运用所学知识，独立设计并实现一个简单的数电彩灯控制电路。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对数字电路的兴趣，激发学生探索电子技术领域的热情；2. 培养学生的团队协作意识和创新精神，提高学生的实践能力；3. 引导学生认识到科技对社会发展的作用，增强学生的社会责任感和使命感。

课程性质：本课程属于电子技术领域，结合理论知识与实践操作，培养学生的动手能力和创新能力。

学生特点：初三学生，具备一定的物理和数学基础，对电子技术有一定的好奇心，喜欢动手实践。

教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，强调学生的主体地位，引导学生主动探索、积极实践。

在教学过程中，关注学生的个体差异，因材施教，确保每个学生都能达到课程目标。

通过课程学习，使学生能够将所学知识应用于实际问题的解决，提高学生的综合素质。

二、教学内容1. 数字电路基础知识：逻辑门电路（与门、或门、非门等），逻辑函数及其化简方法。

教材章节：第二章“数字逻辑基础”2. 时序电路原理：触发器（RS触发器、D触发器等），计数器（二进制计数器、十进制计数器等）。

教材章节：第三章“时序逻辑电路”3. 数电彩灯控制电路设计：彩灯控制电路原理，电路图绘制，元器件选型及电路搭建。

教材章节：第四章“数字电路应用”教学大纲：第一周：数字电路基础知识学习，进行逻辑门电路实验。

第二周：学习逻辑函数及其化简方法，巩固数字电路基础知识。

第三周：时序电路原理学习，触发器与计数器电路分析与实验。

彩灯控制器课程设计一、课程目标本节“彩灯控制器课程设计”旨在通过实践操作和理论学习，实现以下知识目标、技能目标和情感态度价值观目标：1. 知识目标：- 学生能理解彩灯控制器的基本原理和电子元件功能。

- 学生能掌握彩灯控制器的电路连接和编程方法。

- 学生了解彩灯控制器在生活中的应用及其重要性。

2. 技能目标：- 学生能运用所学知识，独立完成彩灯控制器的组装和编程。

- 学生能够通过小组合作，解决在制作彩灯控制器过程中遇到的问题。

- 学生能够运用彩灯控制器设计出具有创意的灯光效果。

3. 情感态度价值观目标：- 培养学生对电子科技的兴趣，激发学生的创新意识和探索精神。

- 培养学生合作、分享、尊重他人意见的良好品质。

- 增强学生的环保意识，让学生认识到节能环保的重要性。

本课程针对初中年级学生，结合电子技术、计算机编程等学科知识，注重实践与理论相结合。

通过本课程的学习，学生能够将所学知识应用于实际操作中，培养创新思维和动手能力。

课程目标具体、可衡量，便于教师进行教学设计和评估，确保学生能够达到预期学习成果。

“二、教学内容”作为标题标识，再开篇直接输出。

二、教学内容根据课程目标，本节“彩灯控制器课程设计”的教学内容将从以下三个方面进行组织：1. 理论知识：- 介绍彩灯控制器的基本原理，包括电路组成、工作原理等。

- 讲解常用电子元件的功能及在彩灯控制器中的应用，如电阻、电容、二极管、三极管等。

- 分析编程控制彩灯的基本方法，涉及编程语言基础和逻辑控制。

相关教材章节：第三章《电子元件及应用》、第四章《数字电路基础》、第六章《编程语言入门》。

2. 实践操作：- 指导学生进行彩灯控制器的组装，熟悉电路连接和调试。

- 带领学生进行编程练习，掌握控制彩灯亮灭、闪烁、颜色变化等基本操作。

- 组织学生进行小组合作，设计具有创意的彩灯控制器项目。

实践操作内容与教材第七章《实践项目：彩灯控制器》相呼应。

3. 应用拓展：- 探讨彩灯控制器在生活、节日装饰、舞台灯光等领域的应用。

电子技术课程设计---彩灯控制器学院：电子信息工程学院班级：姓名学号：指导教师：彩灯控制器一、设计任务与要求：设计一个彩灯控制器，要求：1.四路彩灯从左向右逐次渐亮，间隔为1秒。

2.四路彩灯从右向左逐次渐灭，间隔为1秒。

3.四路彩灯同时点亮，时间间隔为1秒，然后同时变暗，时间为1秒，反复4次。

二、总体框图图（1）总体框图根据设计要求，电路设计大体思路如下：由脉冲发生器发出频率脉冲信号，利用计数器加法计数功能输出0000~1111的脉冲信号，经过数据选择器分别在0000~0011，0100~0111，1000~1111三个时段输出不同的高低电平，控制移位寄存器实现右移→左移→置数功能，从而控制彩灯按照设计要求实现亮灭。

三、选择器件本次课程设计所用器件如表一：表一本次课程设计所用器件1.同步二进制计数器74LS163表二7-3 74LS163功能表输入输出CP EP ET Q↑×0 ××全“L”↑0 1 ××预置数据↑ 1 1 1 1 计数× 1 1 0 ×保持× 1 1 ×0 保持根据逻辑图、波形图、功能表分析，74LS163具有如下功能：管脚图逻辑符号1)1是同步4位二进制加法计数器，M=16，CP上升沿触发2)2既可同步清除，也可异步清除。

同步清除时，清除信号的低电平将在下一个CP上升沿配合下把四个触发器的输出置为低电平。

异步清除时，直接用清除信号的低电平把四个触发器的输出置为低电平。

3)3同步预置方式：当LD = 0时，在CP作用下，计数器可并行打入预置数据.当LD = 1时，使能输入PT同时为高电平，在CP作用下，进行正常计数。

4)PT任一为低时，计数器处于保持状态。

5) 5 CO为进位输出，可用来级联成n位同步计数器。

2．四位双向移位寄存器74LS19474LS194内部原理图74LS194四位双向移位寄存器具有左移、右移、并行数据输入、保持、清除功能。

课程设计说明书课程设计名称：数字电路课程设计课程设计题目：四花样彩灯控制器学院名称：信息工程学院专业：通信工程班级： 1１０４2２学号: 11０4２215 姓名：陈粤龙评分：教师：20 13 年 9 月 23 日数字电路课程设计任务书20 １2 －2０13 学年第 1 学期第１9 周- ２０周题目四花样彩灯控制内容及要求(1) 彩灯一亮一灭,从左向右移动（2) 彩灯两亮两灭，从左向右移动（3）四亮四灭,从左向右移动(4）从１~8从左到右逐次点亮，然后逐次熄灭（5）四种花样自动变换.进度安排1. 布置任务、查阅资料、选择方案、领仪器设备:2天2。

仿真、画PCＢ线路图：2天３。

领元器件、制作、焊接：3天4．调试：２天ﻫ5. 验收：1天6. 提交报告:201３－20１4学年第一学期2—3周学生姓名：陈粤龙指导时间:2周指导地点：E610 任务下达2013年 9月 2２日任务完成20１3 年 9 月2５日考核方式1．评阅□２.答辩□3．实际操作□4．其它□指导教师系(部）主任注：１、此表一组一表二份，课程设计小组组长一份；任课教师授课时自带一份备查。

2、课程设计结束后与“课程设计小结"、“学生成绩单”一并交院教务存档。

摘要彩灯控制器在我门日常生活中有重要的运用，如广告牌的设计和节日彩灯的设计都能运用到它的原理.本次设计的四花样彩灯控制器是其中较简单的,但这是进行复杂设计的基础。

本次课程设计要设计一个四花样彩灯控制器。

首先要分析设计要求，从要实现四花样入手推导出要使用的芯片。

可通过八位右移寄存器７4LS164实现八个彩灯的向右移动,从它的右移输入端输入四种码来实现它的四种花样。

根据四种花样确定这四种码，可通过模十六计数器７４LS１61的输出端接与门74LS08和非门74LS0４产生。

要实现彩灯的自动转换，把四种码输入四选一数据选择器74LS １５３的四个输入端,它的地址输入端接双Ｄ触发器7４LS74的两个输出端，74L Ｓ74可产生四种循环的状态，从而实现彩灯的自动转换。

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。

数字彩灯控制器课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解数字彩灯控制器的基本工作原理，掌握其电路组成和功能。

2. 学会使用数字彩灯控制器进行简单的编程，以实现不同的灯光效果。

3. 掌握数字彩灯控制器相关术语和概念，如：亮度调节、模式切换、定时控制等。

技能目标：1. 能够独立完成数字彩灯控制器的组装和调试。

2. 能够运用所学的编程技巧，设计并实现个性化的彩灯效果。

3. 能够通过实际操作，解决数字彩灯控制器使用过程中遇到的问题。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子技术的兴趣，激发创新精神和实践能力。

2. 培养学生团队合作意识，学会在团队中发挥个人作用，共同完成任务。

3. 增强学生对科技与生活的联系的认识，体会科技带来的便捷和美好。

课程性质：本课程为实践性较强的电子技术课程，结合学生年级特点，注重理论与实践相结合，提高学生的动手能力和创新能力。

学生特点：学生处于好奇心强、求知欲旺盛的年级，喜欢探索新事物，具备一定的电子技术基础。

教学要求：教师应注重启发式教学，引导学生主动探究，培养学生的实践操作能力。

同时，关注学生的个体差异，提供个性化的指导和支持，确保课程目标的达成。

通过课程学习，使学生能够将所学知识应用于实际生活和创新实践中。

二、教学内容1. 数字彩灯控制器基础知识：介绍数字彩灯控制器的基本原理、电路组成及其功能，关联课本第三章内容。

- 原理：微控制器的基础知识，数字信号与模拟信号转换。

- 电路组成：微控制器、电源模块、驱动模块、按键和显示模块等。

- 功能：亮度调节、模式切换、定时控制等。

2. 数字彩灯控制器编程技巧：学习控制器编程方法，设计不同的灯光效果，关联课本第四章内容。

- 编程环境：介绍控制器编程软件的使用方法。

- 编程技巧：基础编程语法，灯光控制指令的使用。

- 效果设计：实现追逐、闪烁、渐变等灯光效果。

3. 实践操作：动手实践，组装和调试数字彩灯控制器，关联课本第五章内容。

- 组装：按照电路图组装控制器，熟悉各个模块功能。

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。