电路课程设计-灯光显示电路[1]1

《数字电子技术》课程设计报告题目：灯光显示电路专业：电子信息工程班级：2010级2班姓名：林大英2010508127魏冬亮20105081352012年7月一、简述灯光显示电路是人们生活中必不可少的一个部分。

有光明的地方，就有人类文明。

数万年前，人类就已经懂得使用自然之火来御寒、烧烤和照明。

三千多年前，人类开始使用简单灯具承载火烛，书写文明史。

从粗糙的石灯到青铜灯，陶瓷灯到电灯，灯具的历史变迁打上了深刻的时代烙印，同时也是社会经济和文化的缩影。

灯光显示电路广泛的应用于信号灯，在我们日常生活中起着重要的作用。

本文设计了一个灯光显示电路，三个彩灯黄、绿、红循环显示，跟交通灯有异曲同工之妙，并且利用软件对相应的电路进行仿真，仿真结果表明电路能够很好的显示灯光循环。

二、设计任务及具体要求1、设计目的1）、掌握计算、译码、显示驱动电路的设计与调试方式2）、根据不同的要求实现不同的输出2、设计任务：三个彩灯红、绿、黄循环显示。

彩灯显示状态表如下表所示。

70 0 1三、设计方案根据彩灯显示的状态表分析，该电路由信号发生、计数器、显示译码器模块、显示驱动电路构成。

信号产生的脉冲作用于计算器，计数器实现000~111状态的输出，显示译码模块将计数器的输出转换成彩灯显示状态，由发光二极管显示输出。

彩灯显示电路框图如图所示：1、集成555定时器多谐振荡器多谐振荡器是能产生矩形波的一种自激振荡器电路，由于矩形波中除基波外还含有丰富的高次谐波，故称为多谐振荡器。

多谐振荡器没有稳态，只有两个暂稳态，在自身因素的作用下，电路就在两个暂稳态之间来回转换。

555定时器多谐振荡器如图所示：计算器显示译码器显示驱动由555定时器多谐振荡器构成的脉冲源如图所示：如上图所示，R1，R2和C是外接定时元件，电路中将高电平触发端（THR脚）和低电平触发端（TRI脚）并接后接到R2和C的连接处，将放电端（DIS 脚）接到R1，R2的连接处。

由于接通电源瞬间，电容C来不及充电，电容器两端电压Uc为低电平，小于（1/3）Vcc，故高电平触发端与低电平触发端均为低电平，输出Uo为高电平，放电管VT截止。

LED灯显示课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解LED灯的基本工作原理，掌握LED灯电路的组成和功能。

2. 学生能够解释LED灯的不同颜色与电路参数之间的关系。

3. 学生能够列举出LED灯在生活中的应用，并了解其节能环保的优点。

技能目标：1. 学生能够正确使用实验仪器，进行LED灯电路的搭建和测试。

2. 学生通过动手实践，掌握基本的电路连接和调试技巧。

3. 学生能够运用所学知识，设计并制作简单的LED灯显示装置。

情感态度价值观目标：1. 学生培养对物理学科的兴趣，激发学习科学技术的热情。

2. 学生在团队合作中，学会互相尊重、沟通协作，培养团队精神。

3. 学生通过学习LED灯的节能环保特性，增强环保意识，培养社会责任感。

分析课程性质、学生特点和教学要求：1. 课程性质：本课程为物理学科的实践课程，结合理论知识，培养学生的动手能力和创新能力。

2. 学生特点：六年级学生具备一定的物理知识基础，好奇心强，喜欢动手操作，但注意力容易分散。

3. 教学要求：注重理论与实践相结合，提高学生的实践操作能力，培养科学思维和创新能力。

二、教学内容1. 理论知识：- 介绍LED灯的发展历程、基本结构及其工作原理。

- 讲解LED灯的电路组成，包括电源、限流电阻、LED灯等。

- 分析LED灯颜色与波长、亮度与电流的关系。

2. 实践操作：- 指导学生搭建简单的LED灯电路，进行电路连接和测试。

- 引导学生通过改变电路参数，观察LED灯亮度、颜色的变化。

- 组织学生设计并制作LED灯显示装置，如流动灯、闪烁灯等。

3. 教学大纲：- 第一课时：LED灯的基本原理与电路组成- 第二课时：LED灯的颜色与亮度关系- 第三课时：实践操作——搭建和测试LED灯电路- 第四课时：设计制作LED灯显示装置4. 教材章节：- 第六章《光现象》：第三节“光源及其应用”5. 教学内容安排与进度：- 第一周：学习LED灯的基本原理与电路组成，进行课堂讲解和讨论。

电路多功能彩灯课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并掌握电路基础知识，包括电路元件、电路图识别以及电路连接方式。

2. 学生能了解并阐述多功能彩灯电路的工作原理及其在生活中的应用。

技能目标：1. 学生能够运用所学知识，设计并制作一个简单的电路多功能彩灯。

2. 学生能够通过实际操作，培养动手能力、问题解决能力和团队协作能力。

情感态度价值观目标：1. 学生对电学产生兴趣，培养探索科学的精神，增强学习积极性。

2. 学生通过课程学习，认识到科技与生活的紧密联系，提高创新意识和实践能力。

3. 学生在团队协作中，学会尊重他人意见，培养良好的沟通能力和团队精神。

课程性质：本课程为实践性强的学科课程，结合物理知识与实际操作，提高学生的综合能力。

学生特点：六年级学生具备一定的认知能力和动手能力，对新鲜事物充满好奇心，善于合作。

教学要求：教师需引导学生将理论知识与实际操作相结合，注重培养学生的动手能力和创新能力，提高学生的问题解决能力。

在教学过程中，关注学生的个体差异，鼓励每个学生积极参与，确保课程目标的实现。

通过课程目标的分解，使学生在学习过程中取得具体的学习成果，为后续教学设计和评估提供依据。

二、教学内容1. 电路基础知识：包括电路元件（如电池、导线、开关、灯泡等）的功能和符号，电路图的识别，电路连接方式（串联和并联）。

相关教材章节：第四章第一节《电路元件及其符号》，第二节《电路图的认识》。

2. 多功能彩灯电路原理：介绍多功能彩灯电路的设计原理，包括控制电路、信号发生器、功率放大器等组成部分。

相关教材章节：第四章第三节《电路的应用实例》。

3. 实践操作：分组进行多功能彩灯的制作，引导学生运用所学知识，动手实践，培养实际操作能力。

相关教材章节：第四章实践活动《制作简单的电路应用》。

4. 评价与反思：对所制作的多功能彩灯进行评价，总结经验教训，提高问题解决能力。

教学内容安排与进度：- 第一课时：电路基础知识学习，认识电路元件和电路图。

彩灯电路课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并掌握彩灯电路的基本原理，包括电路的串联、并联及混合连接方式。

2. 学生能了解彩灯电路中电阻、电流、电压的基本概念，并能运用欧姆定律进行简单计算。

3. 学生掌握安全使用电工工具和检测仪器的方法。

技能目标：1. 学生能独立设计并搭建简单的彩灯电路，运用所学知识解决实际问题。

2. 学生能够运用检测仪器对电路进行故障排查，提高动手操作和问题解决能力。

情感态度价值观目标：1. 学生培养对物理科学的兴趣，激发探究精神和创新意识。

2. 学生在小组合作中培养团队协作能力和沟通技巧，增强集体荣誉感。

3. 学生通过学习彩灯电路，提高对能源、环保的认识，培养节能环保意识。

分析课程性质、学生特点和教学要求：本课程为初中物理实践课程，以实际操作为主，结合理论知识。

学生处于好奇心强、动手能力逐渐提高的阶段，对实践操作有较高的兴趣。

教学要求注重实践与理论相结合，培养学生的动手操作能力、问题解决能力和创新意识。

课程目标分解：1. 知识目标：通过讲解、示范、实践，让学生掌握彩灯电路的基本原理和相关知识。

2. 技能目标：通过动手实践，让学生学会设计搭建彩灯电路，提高实际操作能力。

3. 情感态度价值观目标：通过小组合作、成果展示等形式，培养学生的团队协作能力、沟通技巧及节能环保意识。

二、教学内容1. 彩灯电路基本原理- 电路的串联、并联及混合连接方式- 电阻、电流、电压的基本概念- 欧姆定律的应用2. 实践操作技能- 电工工具的使用方法及安全操作规范- 检测仪器（如万用表）的使用方法- 彩灯电路的设计与搭建- 故障排查与问题解决3. 课程进度安排- 第一课时：介绍彩灯电路基本原理，进行电路连接方式的讲解与示范- 第二课时：学习电阻、电流、电压的概念，运用欧姆定律进行计算- 第三课时：动手实践，设计搭建简单的彩灯电路，熟悉电工工具和检测仪器的使用- 第四课时：进行小组合作，共同完成彩灯电路的搭建，培养团队协作能力- 第五课时：成果展示，总结经验，进行故障排查与问题解决4. 教材关联- 《初中物理》第四章第三节：电路的基本连接方式- 《初中物理》第四章第四节：电阻、电流、电压的概念及欧姆定律- 《初中物理》实践篇：电工工具的使用与安全操作教学内容确保科学性和系统性，结合课程目标，注重理论与实践相结合，培养学生的动手操作能力、问题解决能力和团队协作精神。

目录1引言 (2)1．1 试验目的 (2)1．2 EDA介绍 (2)2 设计课题与要求 (3)2.1 设计目的 (3)2.2 设计内容和要求 (3)2.3 工作任务及工作量 (3)3 基本原理与设计框图 (3)3.1 基本原理 (3)3.1.5 555时基电路的主要参数 (8)3.2 基本设计框图 (11)4 具体电路及元件说明 (11)4.1 主要电路图 (11)4.2 元件介绍说明： (13)5 仿真分析 (14)6 总结 (14)参考文献 (16)致谢 (16)1引言“电子技术”是电类各专业基础课和技术基础课。

随着经济发展与社会进步，对高等技术人才知识结构提出了新的要求，“电子技术课程设计”作为检验学生创新设计的一种方法。

让学生在自行设计电路时锻炼了各种能力，对学生日后走向社会工作有很大的益处。

1．1 试验目的通过电子技术课程设计，加深对EDA的的认识，并且巩固电子技术相关的的知识，锻炼自己的创新意识和动手能力，还有通过与合作同学的共同设计，加强团队合作的能力。

1．2 EDA介绍EDA是电子设计自动化（Electronic Design Automation）的缩写，在20世纪90年代初从计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助测试（CAT）和计算机辅助工程（CAE）的概念发展而来的。

EDA技术就是以计算机为工具，设计者在EDA软件平台上，用硬件描述语言HDL完成设计文件，然后由计算机自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局、布线和仿真，直至对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作。

EDA技术的出现，极大地提高了电路设计的效率和可操作性，减轻了设计者的劳动强度。

利用EDA工具，电子设计师可以从概念、算法、协议等开始设计电子系统，大量工作可以通过计算机完成，并可以将电子产品从电路设计、性能分析到设计出IC版图或PCB版图的整个过程的计算机上自动处理完成。

目录1引言 (1)1．1 试验目的 (2)1．2 EDA介绍 (2)2 设计课题与要求 (3)2.1 设计目的 (3)2.2 设计内容和要求 (3)2.3 工作任务及工作量 (3)3 基本原理与设计框图 (3)3.1 基本原理 (3)3.1.5 555时基电路的主要参数 (8)3.2 基本设计框图 (11)4 具体电路及元件说明 (11)4.1 主要电路图 (11)4.2 元件介绍说明： (13)5 仿真分析 (14)6 总结 (14)参考文献 (16)致谢 (16)1引言“电子技术”是电类各专业基础课和技术基础课。

随着经济发展与社会进步，对高等技术人才知识结构提出了新的要求，“电子技术课程设计”作为检验学生创新设计的一种方法。

让学生在自行设计电路时锻炼了各种能力，对学生日后走向社会工作有很大的益处。

1．1 试验目的通过电子技术课程设计，加深对EDA的的认识，并且巩固电子技术相关的的知识，锻炼自己的创新意识和动手能力，还有通过与合作同学的共同设计，加强团队合作的能力。

1．2 EDA介绍EDA是电子设计自动化（Electronic Design Automation）的缩写，在20世纪90年代初从计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助测试（CAT）和计算机辅助工程（CAE）的概念发展而来的。

EDA技术就是以计算机为工具，设计者在EDA软件平台上，用硬件描述语言HDL完成设计文件，然后由计算机自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局、布线和仿真，直至对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作。

EDA技术的出现，极大地提高了电路设计的效率和可操作性，减轻了设计者的劳动强度。

利用EDA工具，电子设计师可以从概念、算法、协议等开始设计电子系统，大量工作可以通过计算机完成，并可以将电子产品从电路设计、性能分析到设计出IC版图或PCB版图的整个过程的计算机上自动处理完成。

灯光控制电路课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并描述灯光控制电路的基本原理与组成。

2. 学生能掌握电路图的基本阅读与绘制方法，识别灯光控制电路中的主要元件及其功能。

3. 学生能掌握基本的电路分析方法，并应用欧姆定律进行简单的计算。

技能目标：1. 学生能够运用所学知识，设计简单的灯光控制电路，并进行正确的接线。

2. 学生能够通过实验操作，检测并排除灯光控制电路中的常见故障。

3. 学生能够利用所学知识，结合实际需求，创造性地改进灯光控制电路。

情感态度价值观目标：1. 学生通过学习，培养对物理电学的兴趣，提高探究科学问题的热情。

2. 学生在小组合作中，学会沟通、分享与协作，增强团队意识。

3. 学生能够关注灯光控制电路在生活中的应用，提高节能环保意识。

分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程将重点培养学生的动手实践能力、创新思维和合作意识。

通过课程学习，使学生将理论知识与实际应用紧密结合，激发学生的学习兴趣，提高学生的综合素质。

课程目标分解为具体学习成果，以便后续教学设计和评估。

二、教学内容本章节教学内容依据课程目标，紧密结合教材，确保科学性和系统性。

主要包括以下几部分：1. 灯光控制电路基本原理：介绍电路的基本概念，分析电路中电流、电压、电阻的关系，讲解欧姆定律及其应用。

2. 灯光控制电路元件：学习并识别电路中的主要元件，如电源、开关、灯泡、电阻、电容等，了解各元件的功能和符号表示。

3. 电路图的绘制与分析：教授电路图的绘制方法，学会阅读电路图，分析电路连接方式，理解串联和并联电路的特点。

4. 灯光控制电路设计：学习设计简单的灯光控制电路，包括电路图的绘制、元件的选择、接线方法等。

5. 电路实验与故障排除：进行灯光控制电路的搭建和实验操作，掌握实验方法，学会检测和排除电路中的常见故障。

6. 创新与改进：鼓励学生结合实际需求，对现有灯光控制电路进行改进和创新，提高电路性能和节能效果。

教学内容的安排和进度如下：1-2课时：基本原理和元件学习；3-4课时：电路图的绘制与分析；5-6课时：灯光控制电路设计；7-8课时：电路实验与故障排除；9-10课时：创新与改进。

数电课程设计-灯光显示电路-multisim仿真
本次电路设计的主要内容是使用MultiSIM仿真软件对灯光显示电路进行设计、仿真和分析。

MultiSIM是一款专为电子工程师量身定制的仿真软件，设计师可以创建、仿真和分析复杂的电路，可以根据用户的具体要求来设计仿真和分析不同形式的电路。

在本次电路仿真中，将设计一个用于灯光显示的电路，主要由一个四位元灯阵列和一个控制回路组成。

其中，四位元灯阵列有四个段，各段分别由一个红光LED、一个绿光LED和一个蓝光LED组成，可以实现256种颜色的混合。

控制回路在运行过程中可以使这4个段同时变亮，也可以每一段分别控制亮度，达到显示颜色的效果。

为了实现上述电路仿真，在MultiSIM中，首先确定电路原理图，并实现其组成电路件；然后，根据设计要求，设计具有四段控制和显示功能的4位元灯阵列；最后，仿真该电路，调整电路参数，调试该电路，观察模拟输出的结果，以确保各段的显示功能正确无误。

经过MultiSIM进行仿真后，灯光显示电路四段控制和显示功能通过确认，符合设计需求，该灯光显示电路的设计成功实现。

经过本次的电路设计及仿真，验证了MultiSIM仿真软件的可行性，为今后电路设计及仿真提供了参考和指导，也为下一步更加复杂电路仿真及设计奠定了基础。

一、设计目的1. 掌握计数、译码、显示驱动电路的设计与调试方法。

2. 根据不同的要求实现不同的输出。

二、设计任务三个彩灯红、绿、黄循环显示。

彩灯显示的状态表如表所示。

ＣＰＲＧＹ００００１００１２０１０３１００４１１１５１００６０１０７００１三、参考设计方案根据彩灯显示的状态表分析，该电路由计数器、显示译码模块、显示驱动电路构成。

计数器实现000~111状态的输出，显示译码模块把计数器的输出转换成彩灯显示状态，由发光二极管显示输出。

彩灯显示电路框图如图7-1所示。

可参考上一选题的电路设计方案。

显示驱动显示译码模块计数器四、设计过程所用原件有：74LS160计数器（一个），74LS138 3-8线译码器（一个），脉冲信号发生器（一个），直流稳压电源（一个），发光二级管（红绿黄各一个），电阻（一个200Ω），三输入端与非门元器件（四个），导线若干。

实验原理：根据灯光显示状态转化为数字信号，可表示为000→001→010→100→111→100→010→001→000这样一个七进制循环。

将74LS160计数器改造成000→001→010→011→100→101→110→111→000的七进制循环计数器，再将计数器的输出状态用74LS138译码器转换成八个输出状态，将该输出状态通过逻辑运算转化成具有三个输出状态的且与灯光显示状态一一对应的状态信号。

以下是所用元器件的功能转化表功能输出表 Y代表黄灯，G代表绿灯，R代表红灯（1为亮，0为灭）。

A B C Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 Y G R CP0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 20 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 31 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 1 4 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 5 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 6 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 7 74LS160输出 74LS138输出灯光显示状态根据功能转化表化简得：R=(Y1′Y4′Y7′)′，G=（Y2′Y4′Y6′）′，Y=(Y3′Y4′Y5′) ′综上所述实验原理图为：五、仿真结果.. ................................六、设计心得通过这几天的课程设计，让我体会到要想制作一个实用的电子设备的困难，不仅需要很长的时间，还要很多的精力。

数电课程设计灯光显示一、开发背景现代社会，科技的迅速发展，技术应用在工业中的影响越来越大，灯光显示属于新兴技术，在服装、设备、照明设计等行业中，被广泛应用。

灯光显示设备能够提供安全、稳定的服务保证，并能够扩展功能，使用户能够快速掌握与使用，对此，本课程设计就此涉及到这方面的技术。

二、基本知识（1）灯光显示原理：通过LED技术，一系列LED灯源，使用适当的电路设计，结合PLC技术，实现灯光的调光控制，显示出相应的内容表达，实现有效的智能灯光显示。

（2）控制原理：灯光显示控制分为数字信号控制和PLC控制。

对于数字信号控制，可以通过数字信号控制，将灯光调节成同步运行，灰度逐步变化等多种效果。

PLC控制则可以利用PLC来实现灯光控制，不仅实现灯光控制，还可以实现自动控制等多种功能。

三、功能特点（1）高性能：LED灯光显示系统可以提供比传统灯光控制系统更高的性能，减少能量浪费和节能效果，并且可以延长LED灯的使用寿命。

（2）安全可靠：LED灯光显示系统是一种无线的控制方式，操作简单方便，无需安装固定的线材，且安全可靠，信号传输过程中也不会引起干扰，有效保障灯光系统正常运行。

（3）使用方便：LED灯光显示系统采用简便的传输方式，方便操作，可以实现远程控制，实现多灯光系统的同步或单独控制，使用安全可靠。

四、系统设计思路（1）硬件设计：LED灯光驱动电路、单片机模块、RS-485通信模块、中央控制系统等，用于灯光的开启、关闭、调光，中央控制系统用于控制LED灯光数目、亮度等；（2）软件设计：为保证系统的稳定性，利用单片机来实现PLC控制，使用C语言编写程序，结合数字信号控制，实现灯光的精确控制，模拟灯光效果；（3）应用设计：利用安全性能及PLC编程，便于扩展灯光功能，实现灯光多种变换。

可以根据实际需求，应用不同的灯光功能，如呼吸、定时、连接、淡入淡出等模式，让顾客愉悦舒适。

五、系统实现在LED灯光显示系统设计过程中，主要考虑的是安全性及可靠性，LED灯光显示系统的核心硬件处理器可以搭载片上LED灯控制器，使用RS-485接口进行通信传输，调节灯光亮度。