数字电路课程设计(节日彩灯控制器 & 循环彩灯控制电路设计)

数字电子技术课程设计报告专业名称：班级：姓名：学号：日期：目录一、设计要求 (1)二、设计的作用、目的 (1)三、设计的具体实现 (1)1、系统概述 (1)2、单元电路设计、分析与仿真 (2)3、电路的安装与调试 (6)四、心得体会及建议 (7)五、附录 (7)六、参考文献 (8)设计报告一、设计要求说明：1.以十个指示灯作为显示器件，能自动的从左到右、从右到左的依次被点亮，如此周而复始，不断循环。

2.打开电源时可自动清零，每个指示灯被点亮的时间约为0.5S—2S 范围内。

3.用计算机画出电路设计图，进行仿真分析验证其正确性。

4.写设计说明书一份。

二、设计的作用、目的1、为了培养学生运用相关课程的基础理论和技能解决实际问题，并进一步提高学生抓也基本技能、创新能力的重要实践教学环节。

2、培养学生正确的设计思想与方法、严谨的科学态度和良好的工作作风。

3、通过课程设计，学生受到设计与写作方法的初步训练，能用文字、图形和现代设计写作方法系统地、正确地表达课程设计。

4、巩固、深化和扩展学生的理论知识与初步的专业技能。

5、熟悉各种芯片的功能和应用。

6、完成彩灯控制器的设计，绘出电路原理图。

7、调试电路，是否能正常工作。

重庆理工大学课程设计：彩灯控制器三、设计的具体实现1）系统概述此电路主要由三部分组成，其整体框图如图（一）所示。

振荡电路计数译码驱动电路显示电路图（一）2）方案论证与实现（1）振荡电路主要用来产生时间基准信号（脉冲信号）。

因为循环彩灯对频率的要求不高，只要能产生高低电平就可以了，且脉冲信号的频率可调，所以采用555定时器组成的振荡器，其输出的脉冲作为下一级的时钟信号，电路如图二所示。

图（二）（2）计数器/译码分配器计数器是用来累计和寄存输入脉冲个数的时序逻辑部件。

在此电路中采用十进制计数/分频器4017，它是一种用途非常广泛的电路。

其内部由计数器及译码器两部分组成，由译码输出实现对脉冲信号的分配，整个输出时序就是O0、O1、O2….O9依次出现与时钟同步的高电平，宽度等于时钟周期。

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。

第2章节日彩灯控制器的设计一: 设计目的1.了解节日彩灯控制器的工作原理2.掌握按键输入的消抖处理程序和延时程序的编写3.掌握独立电源设计方法及原理4.掌握电路板的实物焊接二: 设计要求设计4个按键K1, K2, K3,K4K1—上, 按此键则灯由上向下流动。

K2—下, 按此键则灯由下向上流动。

K3—全亮, 按此键则灯全亮。

K4—停止, 按此键则停止流动, 所有灯为暗。

三: 总体方案设计与选择的论证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。

这种彩灯控制器结构往往有芯片过多、电路复杂、功率损耗大等缺点。

此外从功能效果上看, 亮灯模式少而且样式单调, 缺乏用户可操作性, 影响彩灯效果, 因此有必要对现有的彩灯控制器进行改进。

（一）设计方案彩灯控制器大致可分为两种方案实现。

一种是利用电子电路装置控制, 另一种是采用单片机控制。

方案一:根据设计任务要求介绍的彩灯控制电路的基本组成, 可以确定彩灯控制器应由振荡电路、计数/时序分配电路、移位位寄存器和彩灯显示五部分组成。

其框图如图1-1所示。

方案二:本方案主要是通过对基于单片机的多控制、多闪烁方式的LED彩灯循环系统的设计, 来达到本设计的要求。

其硬件构成框图如图1-2所示, 以单片机为核心控制, 由单片机最小系统（时钟电路、复位电路、电源）、按键控制电路、LED发光二极管和5V直流电源电路组成此设计方案中单片机的P1口接5路按键控制电路, 实现彩灯花型的切换功能；单片机的P1口引脚接上四个按钮开关以实现对彩灯闪烁频率的控制, 即实现了快慢两种节拍实现花型的变换；单片机上的P2口接二十四路LED发光二极管组成彩灯电路, 显示彩灯循环情况。

数字电子电路课程设计报告书专业：电子信息科学与技术题目：彩灯控制器姓名：王小军石浩浩学号：2010142220 2010142224指导老师:陈明2012/6/18目录一、课程设计的题目与要求课程设计题目要求 (2)二、所需实验器材所需实验器材 (2)三、题目分析与原理设计1、总体思路 (3)2、真值表 (3)四、电路制做 (5)五、仿真结果1、奇数灯依次亮 (4)2、偶数灯依次亮 (7)六、心得体会 (10)七、参考文献 (11)一、课程设计的题目与要求课程设计题目：彩灯控制器题目要求：1．有十只LED，L0……L92．显示方式：①先奇数灯依次灭②再偶数灯依次灭③依次循环变化3．显示间隔0.5s 1s可调二、所需实验器材器材名称所需数量74161N芯片1个与非门1个时钟信号脉冲源1个+5V电源1个与门10个LED灯10个非门4个三、题目分析与原理设计1、总体思路按课程设计题目来看，要求实现彩灯的11 种状态（奇数的灯依次亮5种状态，，偶数的灯依次亮5种，然后74161的清零状态一种，再开始循环，总共11种），此处可以用一个11 进制的计数器实现，从0 到10 种状态来控制这11 种状态（0000－1010），然后把计数器进过与门和非门变成高电平，使其进过发光二极管使二极管发光。

再写出这11 种状态和计数器数字对应的真值表，计算出逻辑式，便可实现题目要求的彩灯控制。

由上分析可知需要一个11进制的计数器，直接进过门电路连接LED灯。

2.真值表由23进制计数器输入一个五位二进制数（00000－10110），输出彩灯所对应的状态（1表示灯亮，0表示灯灭），对应的真值表如下：L1L2L3L4L5L6L7L8L9L100 1 0 0 0 0 0 0 0 0 01 0 0 1 0 0 0 0 0 0 02 0 0 0 0 1 0 0 0 0 03 0 0 0 0 0 0 1 0 0 04 0 0 0 0 0 0 0 0 1 05 0 1 0 0 0 0 0 0 0 06 0 0 0 1 0 0 0 0 0 07 0 0 0 0 0 1 0 0 0 08 0 0 0 0 0 0 0 1 0 09 0 0 0 0 0 0 0 0 0 110 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0四、电路制作11进制计数器是由一个16进制计数器构成，并且将11进制计数器的每个状态输出，令其对应LED的每一种状态，电路原理图如下图五、仿真结果1、奇数灯依次亮2、偶数灯依次亮六、心得与体会该电路的设计基本上完成了课程设计题目所要求的功能，但仅仅是一种很简化的过程。

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。

数字电路课程设计报告（三）设计题目：节日彩灯课程设计报告（一）指标要求：（1）灯的变化要符合人的视觉习惯、体现出节日的快乐气氛，富有变化，具有周期性，彩灯数量不少于八个；（2）通过计算确定电路参数，变化的周期、时钟频率等；（3）能进行启动、暂停、复位控制；（二）采用设计方法设计大致方案上图所示，本电路由四个部分组成：时钟发生电路，十进制状态计数器组合电路，译码控制电路，彩灯驱动与显示电路，其工作流程为：时钟发生电路产生时钟脉冲，通过十进制状态计数组合电路实现分频率功能，分频的后的脉冲输入至译码控制电路，彩灯显示电路在译码控制电路的驱动下正确显示当前计数数据。

通过控制十进制状态计数电路实现对电路的清零和暂停功能。

（三） 电路工作原理分析（1） 器件列表：74LS192 4片74LS138 1片 74LS06 1片数电实验箱 1台 连线 若干（2） 芯片介绍：74LS192芯片的功能，如下图：74LS194是一个十进制计数芯片，图中L P （15）为置数端，P0（15），P1（1），P2（10），P3（9）分别为计数器输入端，在L P 为低电平时，74LS192通过P0（15），P1（1），P2（10），P3（9）置入数据。

CD （4）为减计数端，高电平有效。

在减记数端有效的情况下进行减法计数。

CU （5）为加法计数端，高电平有效。

在加法记数端有效的情况下进行加法计数。

U C T （12）为非同步进位输出端，在加法计数过程出现 进位就会在进位端输出一个负跳变的进位脉冲。

D C T （13）为非同步借位输出端，在减法计数过程出现借位就输出一个负跳变的借位脉冲（12）MR （14）为清零信号，Q0（3），Q1（2）Q2（6），Q3（7）为数据输出端。

74LS138芯片，如下图：74LS138是一个3-8译码器，它的功能是将具有特定含义的二进制码进行辨别，并转换成控制信号。

它具有A （1），B （2），C （3）3个输入端，32个输出端和三个使能端，在使能输入端为有效电平时，对应每一组输入代码，只有其中一个输出端为低电平，其余输出端为高电平。

一、设计题目彩灯控制器 要求：1、有10只LED ，L 0、L 1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8、L 9； 2、显示方式：① 先奇数灯依次熄灭； ② 再偶数灯依次熄灭； ③ 再由L 0 到L 9 灯依次熄灭； 3、显示间隔可自定。

注意：由于本题在Multisim10上做的仿真，所以此题仿真电路只能在Multisim10版本或以上运行。

二、实验器材74161 2个 与非门 1个 函数信号发生器1个+5V 电源 2个 74LS138 5个 与门 若干LED 灯10个非门10个三、设计方案 1、按课程设计题目来看，要求实现彩灯的23 种状态，此处可以用一个23 进制的计数器实现，从0 到22 种状态来控制这23 种状态（00000－10110），然后把计数器用译码器译成可以实现的高低电平。

再写出这23 种状态和计数器数字对应的真值表，计算出逻辑式，便可实现题目要求的彩灯控制。

由上分析可知需要一个23进制的计数器，然后需要一个5-32译码器，然后在由门电路连接LED 灯。

如下图所示：2、各个模块的原理（1）、 23 进制计数器：用2 个74161进行并行连接成23 进制计数器； （2）、5-32 译码器：用5 个74LS138 实现5-32 译码功能； （3）、各门电路的连接：根据真值表，用与门将各个电路和LED 灯连接起来。

3、真值表由23进制计数器输入一个五位二进制数（00000－10110），输出彩灯所对应的状态（1表示灯亮，0表示灯灭），对应的真值表如下：10个LED灯各个门电路的连接5-32译码器函数信号发生器23进制计数器L0L1L2L3L4L5L6L7L8L90 1 1 1 1 1 1 1 1 1 11 1 0 1 1 1 1 1 1 1 12 1 0 1 0 1 1 1 1 1 13 1 0 1 0 1 1 1 1 1 14 1 0 1 0 1 0 1 1 1 15 1 0 1 0 1 0 1 0 1 16 1 0 1 0 1 0 1 0 1 07 1 1 1 1 1 1 1 1 1 18 0 1 1 1 1 1 1 1 1 19 0 1 0 1 1 1 1 1 1 110 0 1 0 1 0 1 1 1 1 111 0 1 0 1 0 1 0 1 1 112 0 1 0 1 0 1 0 1 0 113 1 1 1 1 1 1 1 1 1 114 0 1 1 1 1 1 1 1 1 115 0 0 1 1 1 1 1 1 1 116 0 0 0 1 1 1 1 1 1 117 0 0 0 0 1 1 1 1 1 118 0 0 0 0 0 1 1 1 1 119 0 0 0 0 0 0 1 1 1 120 0 0 0 0 0 0 0 1 1 121 0 0 0 0 0 0 0 0 0 122 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0四、各个模块的制作1、23进制计数器23进制计数器是由两个16进制计数器构成，并且将23进制计数器的每个状态输出，令其对应LED的每一种状态，计数器实现如下图:图1 23进制计数器注：上图中左侧的5个输出从左到右电位依次升降低。

plc课程设计节日彩灯控制一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握PLC在节日彩灯控制方面的应用。

知识目标包括了解PLC的基本原理、掌握PLC的编程方法和熟悉PLC的硬件组成。

技能目标包括能够熟练操作PLC进行编程和调试，以及能够独立完成一个简单的节日彩灯控制项目。

情感态度价值观目标则是培养学生的创新意识和团队合作精神，提高他们对自动化技术的兴趣和认识。

二、教学内容本节课的教学内容主要包括PLC的基本原理、编程方法和硬件组成。

首先，学生需要了解PLC的工作原理和功能，掌握PLC的基本接线方式和输入输出信号。

其次，学生需要学习PLC的编程语言，包括指令的编写和程序的。

最后，学生需要了解PLC的硬件组成，包括CPU、输入输出模块和电源模块等。

三、教学方法为了达到本节课的教学目标，我们将采用多种教学方法。

首先，通过讲授法，向学生讲解PLC的基本原理和编程方法。

其次，通过案例分析法，让学生通过分析实际案例，掌握PLC在节日彩灯控制中的应用。

然后，通过实验法，让学生亲手操作PLC，进行编程和调试，增强他们的实践能力。

最后，通过讨论法，让学生分组讨论，共同完成一个简单的节日彩灯控制项目，培养他们的团队合作精神和创新意识。

四、教学资源为了支持本节课的教学内容和教学方法的实施，我们将准备多种教学资源。

教材方面，我们将使用《PLC原理与应用》这本书，作为学生的主要学习资料。

参考书方面，我们将推荐《PLC编程技巧》和《PLC控制系统设计》等书籍，供学生深入学习。

多媒体资料方面，我们将制作PPT和视频教程，帮助学生更好地理解和掌握PLC的知识。

实验设备方面，我们将准备PLC实验箱和编程软件，让学生能够亲手操作PLC，进行编程和调试。

五、教学评估本节课的教学评估将采用多元化的评估方式，以全面、客观、公正地评价学生的学习成果。

评估方式包括平时表现、作业和考试等。

平时表现主要考察学生在课堂上的参与程度和表现，作业则是让学生通过实践来巩固所学知识，考试则是检验学生对知识的掌握程度。

节日彩灯控制器课程设计报告c语言节日彩灯控制器课程设计报告一、引言随着科技的不断进步，现代人们的生活越来越依赖于电子产品。

而在各种电子产品中，微控制器是其中非常重要的一种。

本次课程设计是基于C语言，利用单片机实现节日彩灯控制器。

二、设计目标本次课程设计的主要目标是通过C语言编写程序，利用单片机实现对彩灯进行控制。

具体地说，需要实现以下功能：1. 彩灯颜色切换：通过按键进行彩灯颜色的切换；2. 彩灯亮度调节：通过按键进行彩灯亮度的调节；3. 彩灯闪烁效果：通过按键实现彩灯闪烁效果。

三、硬件设计本次课程设计所使用的硬件如下：1. 单片机：STC89C52；2. LED彩灯模块；3. 5V直流电源；4. 按键模块。

四、软件设计1. 程序框架本次课程设计采用模块化编程思想，将整个程序分为三个模块：LED 控制模块、按键扫描模块和主函数模块。

其中，LED控制模块主要实现对彩灯的控制；按键扫描模块用于检测按键是否被按下，并将按键状态传递给主函数模块；主函数模块则是整个程序的核心，用于调用其他两个模块的函数，并根据按键状态进行相应的处理。

2. 程序流程（1）LED控制模块LED控制模块主要实现对彩灯颜色、亮度以及闪烁效果的控制。

具体流程如下：a. 初始化：设置P1口为输出口；b. 颜色切换：通过改变P1口输出电平来实现彩灯颜色的切换；c. 亮度调节：通过PWM技术来实现彩灯亮度的调节；d. 闪烁效果：通过定时器中断来实现彩灯闪烁效果。

（2）按键扫描模块按键扫描模块主要用于检测按键是否被按下，并将按键状态传递给主函数模块。

具体流程如下：a. 初始化：设置P3口为输入口；b. 扫描按键状态：循环检测P3口输入电平，如果检测到输入电平为低电平，则说明相应的按键被按下，将按键状态传递给主函数模块。

（3）主函数模块主函数模块是整个程序的核心，用于调用其他两个模块的函数，并根据按键状态进行相应的处理。

具体流程如下：a. 初始化：调用LED控制模块和按键扫描模块的初始化函数；b. 循环执行：循环检测按键状态，根据不同的按键状态调用LED控制模块中相应的函数实现彩灯控制。