数电课程设计四花样彩灯控制器

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。

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。

四花样彩灯控制器1课程设计说明书课程设计名称：电子技术（数字电路部分）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：电子信息工程班级：100415学号：27 姓名：夏亮晶评分：教师：叶臻2012年10月08日目录摘要 (1)第1章前言 (2)第2章系统组成及工作原理 (3)第3章电路方案选择 (5)第4章单元电路设计与计算 (7)4.1时钟脉冲产生电路 (7)4.2四种码产生电路 (9)4.3彩灯自动转换控制电路 (13)4.4花样输出电路设计 (14)第5章整机电路设计 (17)第6章电路仿真 (19)6.1软件介绍 (19)6.2仿真电路 (19)结论 (23)参考文献 (24)附录1 花样彩灯控制器原理总图 (25)附录 2 元器件明细表 (26)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74LS153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，74LS74可产生四种循环的状态，从而实现彩灯的自动转换。

时钟信号由两个555产生，一个产生周期为0.721秒的矩形脉冲控制模十六计数器74LS161和八位右移寄存器74LS164,另一个产生周期为14.01秒的脉冲控制双D触发器。

当彩灯完成一种花样时，双D触发器输出状态改变，数据选择器选择另一种码输出，彩灯变为下一种花样，直到完成四种花样再循环变化。

课程设计题目四花样自动切换的彩灯控制器设计学院自动化学院专业自动化班级自动化0905班姓名马静指导教师李波李彬2011 年07 月02 日课程设计任务书学生姓名：马静专业班级：自动化0905 指导教师：李波李彬工作单位：自动化学院题目: 四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10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．第3种花样为彩灯两边同时亮2个逐次向中间移动再散开;5．第4种花样为彩灯两边同时亮3个,然后4亮4灭,4灭4亮,最后1灭1亮。

6．多个花样自动变换,循环往复。

时间间隔为1秒。

7．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： 2011年 6月26日系主任（或责任教师）签名： 2011年 6月26日目录引言1设计意义及要求 51.1设计意义 51.2设计要求 5 2方案设计 62.1设计思路 62.2方案设计 62.2.1设计方案一电路图 62.2.2设计方案二电路图 72.3方案比较 8 3部分电路设计 93.1花样一的原理图设计 9 3.2花样二的原理图设计 10 3.3花样三的原理图设计 11 3.4花样四的原理图设计 12 3.546进制计数器的原理图设计 12 3.6各芯片引脚图及真值表 13 4调试与检测 184.1调试中故障及解决方法 18 4.2调试与运行结果 18 5仿真操作步骤及使用说明 215.1各部件说明 21 5.2操作说明 21 结束语 23 参考文献 24 附录电路图 25 本科生课程设计成绩评定表引言数字电子技术以其先天的便捷，稳定的优点在现代电子技术中占有越来越重要的地位。

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。

数字电路逻辑设计课程设计设计标题：四路彩灯显示体系专业班级：姓名：学号：设计课题：四路彩灯显示体系设计1.设计义务和请求设计一个四路彩灯掌握器,设计请求如下：（1）接通电源后,彩灯可以主动按预先设置的程序轮回闪耀.（2）设置的彩灯花型由三个节奏构成：第一节奏：四路彩灯从左向右逐次渐亮,灯亮时光1s,共用4s;第二节奏：四路彩灯从右向左逐次渐灭,也需4s;第三节奏：四路彩灯同时亮s,然后同时变暗,进行4次,所需时光也为4s.（3）三个节奏完成一个轮回,一共须要12s.一次轮回之后反复进行闪耀.2. 设计剖析四路彩灯既有四路输出,设依次为d Q.c Q.b Q.a Q,若“1”暗示灯亮,“0”暗示灯灭,由课题请求可知四路彩灯显示体系请求如下表1所示的输出显示.表1四路彩灯输出显示由上表可知,须要一个分频器起节奏产生和掌握感化,每4s一个节奏,3个节奏共12s后反复轮回.一个节奏停止后应产生一个旌旗灯号到节奏程序履行器,完成彩灯渐亮.渐灭.同时亮.同时灭等功效.分频及节奏掌握可以用一个模12计数器来完成;彩灯渐亮.渐灭可以用器件的左移.右移功效来实现,是以可选用移位存放器74194来完成.同时亮0.5s.同时灭0.5s 可斟酌把1Hz 的秒脉冲旌旗灯号直接加到输出显示端来完成.综上所述,要完成四路彩灯显示功效须要有分频器.节奏掌握器.节奏程序履行器及脉冲源等电路.记第一,二,三节奏分离为012Y YY 有用时光应为4秒,0Y 停止1Y 立时开端,1Y 后2Y 立时开端,如斯轮回不竭.为此可斟酌采取移位存放器构成的移位型掌握器.因为有三个状况,是以须要用三个触发器对现时状况进行记忆,为使各状况的有用时光距离为4秒,则驱动该移位掌握器动作时钟周期应为4秒.应在开机刹时,使移位型掌握器的状况被肯定下来,即012Y YY 节奏应为100,可掌握输入旌旗灯号使触发器置位.复位来实现.为实现0Y 功效请求器件具有右移功效,为实现1Y 功效请求器件有左移功效;并且左.右移输入可为“0”也可为“1”;为实现2Y 功效,请求器件同时具有并行置数功效.是以可选用一种具有左移.右移和并行置数功效的通用移位存放器74LS194.74LS194具有并行输入端A.B.C.D,并行输出端A Q .B Q .C Q .D Q ,右移输入端SR,左移输入端SL 和模式掌握输入端0S ,1S 以及一个无前提直接消除端CLR.模式掌握输入0S ,1S 有00.01.10.11四种组合方法,分离暗示双向移位存放器所具有的四种功效,即制止.右移.左移和并行置数.为了使当012Y YY =100时,01S S =01（右移）,012Y YY=010时,01S S =10（左移）,当012Y YY =001时01S S =11（并行置数）.74LS194的输出端初态均为零,在开机刹时,使移位掌握端01S S的状况被肯定下来,即 012Y YY=100时,01S S =01 右移串行数据输入端 SR 经脉冲旌旗灯号经四分频电路和 经由过程两或门构成的节奏电路,使四路彩灯从右到左依次亮共 4秒 ,当012Y YY=010 01S S =10 左移串行数据输入端 SL 经脉冲旌旗灯号经四分频电路和 经由过程两或门构成的节奏电路,使四路彩灯从左到右依次灭共 4秒,012Y YY=001 01S S =11 并行数据输入端 A.B.C.D 经脉冲旌旗灯号经四分频电路和 经由过程两或门构成的节奏电路,使四路彩灯同时为“1”0.5秒.同时为“0”0.5秒,反复4遍共4秒,完成一个轮回共需12秒,12个CP 脉冲. 3. 设计计划剖析以上设计义务,该掌握体系完成如图3-4所示的掌握流程,体系构造框图如图3-5所示.个中脉冲源采取秒脉冲产生器,用以供给频率为1Hz 的时钟旌旗灯号;分频器将1Hz 的时钟旌旗灯号四分频,用以产生（即4S ）的时钟旌旗灯号;节奏掌握器产生三个节奏轮回的掌握旌旗灯号;节奏程序履行器完成在每个节奏下的体系动作,即数据的左移.右移和送数功效,可以应用双向通用移位存放器74LS194完成;显示电路完成体系轮回演示的指导,可以用发光二极管模仿.体系掌握流程图及掌握体系构造框图如下图所示：图1：四路彩灯掌握流程图 图2：四路彩灯掌握体系构造框图4. 设计实现下图为四路彩灯显示的一种简略单纯实现电路.该电路选用同步十六进制计数器74161实现模12分频及节奏掌握,用4位双向移位存放器74191实现彩灯的渐亮.渐灭功效.图3：四路彩灯显示体系的一种实现电路四路彩灯显示体系的工作进程如表2所示.74161的输出为0123Q QQ Q ;74194的输出为A B C D Q Q Q Q ;四路彩灯的输出为a b c d Q Q Q Q .74194的工作方法掌握端132M Q Q =+,032M Q Q =+.在第一节奏中,1001M M =,74194实现右移功效,即在时钟脉冲感化下,把1SR D =逐次移进;在第二节奏中,1010M M =,74194实现左移功效,即在时钟脉冲感化下,把0SR D =逐次反偏向移进.因为前两个节奏中30Q =,门G 封闭,输出为0,是以四路彩灯的输出a b c d A B C D Q Q Q Q Q Q Q Q =.在第三节奏中,1010M M =,74194仍然左移,A B C D Q Q Q Q 一向保持为0000.此时31Q =,门G 打开,时钟脉冲CP 同时加到四个输出端a b c d Q Q Q Q ,因为CP是1Hz 秒脉冲,在1s 时光内高电温和低电平中断时光均为0.5s,是以a b c d Q Q Q Q ,在4s 内共进行4次.第三节奏停止后返回第一节奏,如斯反复,实现四路彩灯轮回显示.表2 四路彩灯工作进程注：时钟由第三节奏的1011返回到第一节奏的0000轮回进行5. 四路彩灯体系程序表6. 设计解释应用74LS02N节奏掌握器.74LS74D构成的四分频电路,74LS194D阁下双向移位.下面是它们的引脚图：7. 所需器件74LS32 5个.74LS194D 1个.74LS00 4个.74LS10 2个.74LS161 1个开关 1个.时钟源10000 HZ 5V 1个.5V 电压源 1个.探灯4个.导线若干条.8. Multisim仿真电路图经由过程Multisim仿真,该电路可以实现试验请求的四路彩灯显示体系及其轮回.9. 设计实现功效体系启动后按开关两次, 主动从初始状况按照划定程序完成3个节奏的轮回演示.第一节奏：四路彩灯从左向右逐次渐亮.第二节奏：四路彩灯从右向左逐次渐灭.第三节奏：四路彩灯同时亮,然后同时变暗.10. 实际电路的衔接和调试按照仿真的电路图和上面芯片的引脚图在面包板上连好线路,经检讨无误后,接通电源可看到四个二极管都亮,拔动开关,调好脉冲,不雅察二极管的变更,可以看到电路和仿真的一样.11. 设计应用该设计制造成饰灯,增长彩灯的数目可实际所须要的图形输出,作闪耀灯光应用可应用于贸易告白或者霓虹灯和家居装潢品.12.经验总结经由过程本学期对数字电路逻辑设计一书的进修,经由过程查找材料和网上搜刮相干材料,完成了本次课程设计.我又一次应用了所学常识,进一步懂得到本身所学的常识的感化.下面是我此次课程设计的心得领会.起首是四路彩灯电路的设计,我发明本身对芯片的功效照样不太懂得,后来又从新查了一遍,选择了适合的芯片.但又在连线时出了问题,出了问题其实不主要,主要的是让本身沉着下来,居心去找出问题的地点.然后用本身所学常识解决失落问题,硬是不克不及解决的,可以去就教他人,但在问他人的时刻,必定要懂得对方是如何解决失落这个问题的,不然你将一无所得,下次碰到这个问题你一样又不知道.其次是电路的衔接,线路衔接比划图难多了.在衔接的时刻先要检讨芯片.电线等.在衔接的时刻也要异常的仔细,并且要有耐烦,只要接错一根,就前功尽弃了.是以,要学会耐烦过细的做一件事,不要毛躁,不要粗心.当然,和他人的合作也异常主要.未来走入社会,可否找到好工作,或者说事业顺遂,团队合作占了很重的分量,而当今社会,许多公司.企业都异常看重团队合作精力.最后,我要感激黉舍给我们如许的实践机遇,也感激先生对我们的耐烦教诲.总之,此次设计,让我领会到了团队合作的主要性,让我今后做事更有耐烦,加倍仔细.。

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。

摘要彩灯常常用于商业、家居或者其他室内外装饰，成本低廉、变化多样、，深受大家喜爱。

四路彩灯系统设计主要由秒脉冲发生器、分频器、节拍控制器、移位计数器、彩灯显示系统组成。

其中，秒脉冲发生器由NE555构成的多谐振荡器产生，分频和控制器由74HC163构成，移位计数器为74HC194。

关键字：彩灯控制分频器节拍控制器秒脉冲发生器移位计数器绪论 (3)设计任务 (3)设计要求 (3)彩灯控制系统设计 (4)第一节系统电路方案设计与论证 (4)1. 基本原理 (4)2. 方案设计 (6)第二节直流电源设计方案 (6)第三节单元电路设计 (7)1. 直流稳压电源的工作原理 (7)2. 时钟脉冲产生电路 (8)3. 分频电路设计 (9)4. 循环控制电路设计 (10)5. 彩灯输出电路 (11)第四节总电路设计及仿真 (12)调试及测试结果分析 (14)参考资料 (15)附录 (16)4位双向移位寄存器 (17)心得体会 (18)设计任务设计并制作一套彩灯控制系统设计要求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，时间为0.5秒，然后同时变暗，时间为0.5秒，反复四次。

4.按照以上技术要求设计电路，撰写设计报告，绘制电路图。

5.电源：220V/50Hz的工频交流电供电。

彩灯控制系统设计第一节系统电路方案设计与论证1.基本原理四路彩灯有四路输出，所以设输其出设依次为Q0n+1Q1n+2Q2n+1Q3n+1若用“1”表示灯亮，则“0”表示灯灭，由设计要求可知四路彩灯显示系统要求如表1.1-1所示的输出显示。

表1-1由表1.1-1可知，需要一个分频器起节拍产生和控制作用，每4s一个节拍，3个节拍共12s，然后反复循环这三个节拍。

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。

分频及节拍控制可以用一个12进制计数器来完成；彩灯渐亮、渐灭可以用器件的左移、右移功能来实现，因此可选用移位寄存器74HC194来完成，因为它既可以实现左移又可以实现右移的功能。

数电课程设计-四花样彩灯控制器(总22页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除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：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 －20 13 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5. 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。

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)四亮四火，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。

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。

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：班级：学号：姓名：评分：教师：20 年月日数字电路课程设计任务书20 12 －20 13 学年第一学期第 6 周－7 周题目四花样彩灯控制器内容及要求〖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。

〖主要参考元器件〗555,74LS93，74LS74,74LS153,74LS164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. 领元器件、制作、焊接：3天3．调试＋验收：2.5天4. 提交报告：2012-2013学年第一学期9～13周学生姓名：、指导时间：第6～7周指导地点： E 楼、室任务下达2012 年、月、日任务完成20 12 年、月、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。

目录前言……………………………………………………………………………………、第一章设计要求………………………………………………………………………、1.1 设计课题及要求…………………………………………………………、第二章系统组成及工作原理………………………………………………………、2.1 系统组成框图………………………………………………………………、2.2 工作原理分析……………………………………………………………、第三章电路方案设计…………………………………………………………………、3.1 电路图设计…………………………………………………………………、3.2 方案比较…………………………………………………………………、第四章单元电路设计与计算……………………………………………………、4.2 四种码产生电路…………………………………………………………、4.3 彩灯自动转换控制电路……………………………………………………、4.4 花样输出电路………………………………………………………………、第五章实验、调试及测试结果分析……………………………………………、结论…………………………………………………………………………………、参考文献…………………………………………………………………………、、、第一章设计要求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。

太原理工大学现代科技学院数字电路逻辑设计课程设计设计名称4路彩灯显示系统专业班级信息13-1班学号**********姓名0指导教师张文爱太原理工大学现代科技学院课程设计任务书注：课程设计完成后，学生提交的归档文件应按，封面—任务书—说明书—图纸的顺序进行装订上交（大张图纸不必装订）专业班级信息13-1班学号2013100 姓名0 成绩设计名称：四路彩灯显示系统一、设计目的（1）熟悉常用中规模计数器的逻辑功能。

（2）掌握计数、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，要求：（1）开机后可自动从初始状态按规定程序进行循环演示。

（2）彩灯花型由三个节拍组成。

（3）第一节拍：逐次渐亮，灯亮时间1秒，共用4秒钟。

（4）第一节拍：四路彩灯按逆序渐灭，也需4秒钟。

（5）第三节拍：四路彩灯同时亮0.5秒，然后同时变暗0.5秒，要进行四次，所需时间也为4秒，三个节拍完成一个循环。

（6）彩灯用发光二极管(LED)模拟。

三、设计原理(1)实验灯光变换效果如下图：0~1s1~2s2~3s 3~4s6~7s 5~6s 4~5s 8~8.5s 8.5~9s 9~9.5s 9.5~10s11.5~12s 11~11.5s 10.5~11s 10~10.5s ……………………………………装………………………………………订…………………………………………线………………………………………4路彩灯显示系统框图（2）因为系统要经历3个节拍，然后一直循环，灯光还要有相应的变化，所以需要一个实现节拍计数器，12个变化一循环所以可以采用74LS161来实现，实现计数之后，相应的灯光也要发生变化，逐渐变亮和逐渐变暗可以通过一个移位寄存器来实现，假设灯亮为1，则需要经历0000->1000->1100->1110->1111->1110-> 1100->1000->0000这个过程，可以使用74LS194的左移入0功能和右移入1功能来实现。

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74LS153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，74LS74可产生四种循环的状态，从而实现彩灯的自动转换。

时钟信号由两个555产生，一个产生周期为0.721秒的矩形脉冲控制模十六计数器74LS161和八位右移寄存器74LS164,另一个产生周期为14.01秒的脉冲控制双D触发器。

当彩灯完成一种花样时，双D触发器输出状态改变，数据选择器选择另一种码输出，彩灯变为下一种花样，直到完成四种花样再循环变化。

经实验验证，所设计的四花样彩器能完成四花样变换，每一种花样循环两次，四种花样不断循环。

关键字：时钟脉冲分频自动转换数据选择器目录前言 (1)第一章设计要求 (2)1.1 设计课题及要求 (2)第二章系统组成及工作原理 (3)2.1 系统组成框图 (3)2.2 工作原理分析 (3)第三章电路方案设计 (5)3.1 电路图设计 (5)3.2 方案比较 (5)第四章单元电路设计与计算 (8)4.1 555时钟脉冲产生电路 (8)4.2 四种码产生电路 (9)4.3 彩灯开关电路 (11)4.4 花样输出电路 (13)4.5 各芯片管脚图 (14)第五章实验、调试及测试结果分析 (16)5.1 结果的调试及分析 (16)结论………………………………………………………………………… (17)参考文献 (18)附录 1 花样彩灯控制器的原理总图 (19)附录 2 元器件清单 (20)前言彩灯控制器有着非常广泛的运用，如：LED彩灯，音乐彩灯控制器，二维彩灯控制器等等，现简单介绍如下：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。

数电彩灯控制器课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握数字电路基础知识，理解触发器、计数器等基本组件的工作原理；2. 使学生了解数电彩灯控制器的设计原理，掌握其电路组成及功能；3. 帮助学生理解并运用组合逻辑设计方法，设计简单的数字电路。

技能目标：1. 培养学生运用所学知识，设计并搭建数电彩灯控制器的实际操作能力；2. 提高学生分析问题、解决问题的能力，使其能够针对实际问题调整控制器参数；3. 培养学生动手实践能力，掌握焊接、调试等基本技能。

情感态度价值观目标：1. 激发学生对数字电路的兴趣，培养其探索精神；2. 培养学生团队合作意识，提高沟通与协作能力；3. 增强学生的创新意识，使其敢于尝试、勇于挑战。

本课程针对高中年级学生，结合学科特点，注重理论与实践相结合，以培养学生的实际操作能力和创新精神为核心。

通过设计数电彩灯控制器，让学生在实践中掌握数字电路知识，提高技能水平，并培养良好的情感态度价值观。

课程目标具体、可衡量，为教学设计和评估提供明确方向。

二、教学内容本章节教学内容主要包括以下三个方面：1. 数字电路基础知识：- 触发器：RS触发器、D触发器、JK触发器等；- 计数器：同步计数器、异步计数器；- 译码器、编码器、多路选择器等组合逻辑电路。

2. 数电彩灯控制器设计：- 控制器原理：介绍彩灯控制器的基本工作原理；- 电路组成：分析控制器各部分电路的功能及相互关系；- 设计方法：基于组合逻辑设计方法，进行控制器设计。

3. 实践操作：- 搭建数字电路：使用集成电路、门电路等搭建数电彩灯控制器；- 参数调整：根据实际需求，调整控制器参数；- 调试与优化：对搭建的控制器进行调试，确保其稳定运行。

教学内容参考教材相关章节，结合课程目标，制定以下教学进度：1. 数字电路基础知识（2课时）；2. 数电彩灯控制器设计（2课时）；3. 实践操作（4课时）。

教学内容具有科学性和系统性，旨在帮助学生掌握数字电路知识，培养实际操作能力和创新精神。

电子课程设计报告题目名称：四花样彩灯控制器姓名：专业：班级学号：同组人：指导老师：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74LS153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，74LS74可产生四种循环的状态，从而实现彩灯的自动转换。

时钟信号由两个555产生，一个产生周期为0.721秒的矩形脉冲控制模十六计数器74LS161和八位右移寄存器74LS164,另一个产生周期为14.01秒的脉冲控制双D触发器。

当彩灯完成一种花样时，双D触发器输出状态改变，数据选择器选择另一种码输出，彩灯变为下一种花样，直到完成四种花样再循环变化。

经实验验证，所设计的四花样彩器能完成四花样变换，每一种花样循环两次，四种花样不断循环。

关键字：时钟脉冲分频自动转换控制器数据选择器目录前言 (1)第一章设计要求 (2)1.1 设计课题及要求 (2)第二章系统组成及工作原理 (3)2.1 系统组成框图 (3)2.2 工作原理分析 (3)第三章电路方案设计 (5)3.1 电路图设计 (5)3.2 方案比较 (5)第四章单元电路设计与计算 (8)4.1 555时钟脉冲产生电路 (8)4.2 四种码产生电路 (9)4.3 彩灯自动转换控制电路 (11)4.4 花样输出电路 (13)4.5 各芯片管脚图 (14)第五章实验、调试及测试结果分析 (16)5.1 结果的调试及分析 (16)结论 (17)参考文献 (18)附录1 花样彩灯控制器的原理总图 (19)附录2 元器件清单 (20)前言彩灯控制器有着非常广泛的运用，如：LED彩灯，音乐彩灯控制器，二维彩灯控制器等等，现简单介绍如下：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。