数电实训彩灯控制电路设计

彩灯控制器设计及实验报告三篇篇一：多路彩灯控制器的设计一课程设计题目（与实习目的）（1）题目：多路彩灯控制器（2）实习目的：1．进一步掌握数字电路课程所学的理论知识。

2．熟悉几种常用集成数字芯片，并掌握其工作原理，进一步学会使用其进行电路设计。

3．了解数字系统设计的基本思想和方法，学会科学分析和解决问题。

4．培养认真严谨的工作作风和实事求是的工作态度。

5．作为课程实验与毕业设计的过度，课程设计为两者提供了一个桥梁。

二任务和要求实现彩灯控制的方法很多，如EPROM编程、RAM编程、单板机、单片机等，都可以组成大型彩灯控制系统。

因为本次实习要求设计的彩灯路数较少，且花型变换较为简单，故采用移位寄存器型彩灯控制电路。

（1）彩灯控制器设计要求设计一个8路移存型彩灯控制器，要求：1.彩灯实现快慢两种节拍的变换；2.8路彩灯能演示三种花型（花型自拟）；3.彩灯用发光二极管LED模拟；4.选做：用EPROM实现8路彩灯控制器，要求同上面的三点。

（2）课程设计的总体要求1．设计电路实现题目要求；2．电路在功能相当的情况下设计越简单越好；3.注意布线，要直角连接，选最短路径，不要相互交叉；4.注意用电安全，所加电压不能太高，以免烧坏芯片和面包板。

三总体方案的选择（1）总体方案的设计针对题目设计要求，经过分析与思考，拟定以下二种方案：方案一：总体电路共分三大块。

第一块实现花型的演示；第二块实现花型的控制及节拍控制；第三块实现时钟信号的产生。

主体框图如下：方案二：在方案一的基础上将整体电路分为四块。

第一块实现花型的演示；第二块实现花型的控制；第三块实现节拍控制；第四块实现时钟信号的产生。

并在部分电路的设计上与方案一采用了完全不同的方法，如花型的控制。

主体框图如下：（2）总体方案的选择方案一与方案二最大的不同就在，前者将花型控制与节拍控制两种功能融合在一起，是考虑到只要计数器就可以实现其全部功能的原因，且原理相对简单。

前言电子技术课程设计是配合电子技术基础课程与实验教学的一个重要环节。

是电气信息类专业学生的重要基础实践课，也是工科专业的必修课，可以帮助我们巩固和加强数电课程的理论知识，掌握电子电路的一般设计方法及电子电路安装与调试方法和故障排除方法，同时也可以培养我们的创新思维。

本次课程设计的题目十分贴近日常生活。

现代生活中，彩灯越来越成为人们的装饰品，它不仅能美化环境，渲染气氛，还可以用于娱乐场所和电子玩具中，绝大多数的彩灯控制电路都是用数字电路来实现的。

本次设计的彩灯控制电路就是用计数器、存储器、译码器等来实现。

将存储器中的图案用发光二极管点阵显示，同时具备频率调节、手动复位及选画功能。

整个电路可分为脉冲发生电路、图形控制电路、数码管显示电路和存储电路。

通过课本中的知识及翻阅资料可知，脉冲发生电路需要产生低频和高频脉冲。

图形控制电路中需要用74LS160设计一个计数器，用74LS138构成译码器。

数码管显示电路需要用两块数码管显示计数，存储电路中需要写入图案的二进制编码。

初步设计好各单元电路之后，首先要单独调试，再将各模块连接起来，完成电路的整体功能。

第一章系统概述1、实践要求通过对硬件编程，将图形、文字、动画存储在ROM中，通过计数器控制图形、文字、动画的地址，再利用显示矩阵显示出来。

系统所显示的内容可反复循环，直至手动或加压清零，便可回到初始地址。

（1）以8×8的发光二极管点阵作为控制器的显示器件（含单色或三色）；（2）要求显示的图案不少于50幅；（3）每幅图案的显示时间基本相等，这个时间在20ms、1s、2s三档步进预置；（4）具有手动复位及加电自动复位功能。

2、原理分析与程序设计框图通过对实验要求的解读可知，本次实践需要通过对ROM的编程来控制一个8*8的LED点阵输出存在ROM中的各种图形或者文字。

因此需要用ROM的八根数据线来控制点阵的行，用74LS138的输出控制点阵的列。

由于点亮点阵是一行行或一列列亮的，所以需要74LS138译码器搭配着74LS161使用，接1000HZ以上的高频，再接点阵，不断地刷新点阵，这样人眼才能看到一幅画。

西安邮电学院电子设计报告书——多路彩灯控制器学院名称：学生姓名：专业名称：班级：实习时间：多路彩灯控制器二．课程设计目的1.复习数字电路知识，学会将数电理论用于实际电路中去；2.认识常用逻辑器件，并学会使用这些芯片设计简单数字电路；3.学会使用面包板测试设计好的逻辑电路，并使用万用表进行调试排错；4.培养合作精神与独立完成电路的能力，初步学会自主设计、连接、调试数字电路。

三．多路彩灯控制器设计实现要求在实验板上构建一个多路彩灯控制器，要求： 1.实现快慢两种节拍的变换；2.至少控制8路彩灯信号，产生3种以上的花型变换；3.彩灯用发光二极管代替；4.花型由设计者自行确定。

四．课程设计总要求1.设计电路实现题目要求；2.电路在功能相当的情况下设计越简单越好；3.注意布线，要直角连接，选最短路径，不要相互交叉；4.注意用电安全，所加电压不能太高，以免烧坏芯片和面包板。

五. 使用元器件1.设计所需的元件有： 器件名称 功能描述 数量 用途 74LS00P 2输入端四与非门 1个 花型节拍条件判决 74LS04P 六反相器 1个 花型节拍条件判决控制、时钟延迟 74LS151N 8选1数据选择器 1个 花型转移的部分控制 74LS74AN 正触发双D 触发器 1个 第二种花型的条件移位输入控制 74LS194AN 四位双向通用移位寄存器 2个 彩灯花型控制74LS161AP 可予制四位二进制异步清除计数器2个 节拍产生器EN555A 555定时器 1个 1Hz 时钟脉冲信号产生器 电阻150K Ω 150K Ω电阻器 1个 电阻4.7K Ω 4.7K Ω电阻器 1个 电容 4.7μf 4.7μf 电容器 1个 电容0.01μf 0.01μf 电容器 1个 电阻100Ω 100Ω电阻器 3个 LED 灯用限流电阻 发光二极管 发光二极管 10个 表示八路彩灯、显示时钟信号 导线 纯铜导线 若干 连接电路 面包板 面包板 1块 作为连接电路的基板总体电路共分三大块。

《数字逻辑电路》实训报告专业：学生姓名：学号：指导教师：彩灯控制电路的设计与制作1 整机设计设计要求（1）设置外部操作开关，它具有控制彩灯亮点的右移、左移、全亮及全灭等功能；（2）彩灯亮点移动时间间隔取1秒；（3）彩灯的布图形状随意；（4）让学号的最后两位编码点亮相应的灯，能实现循环左右移，可控制彩灯亮灭速度。

1.1.1设计任务两片74LS194移位寄存器构成核心部件，74LS194的S0、S1控制彩灯循环的方向，即左移右移，控制端MR可实现清零功能；一片555构成多谐振荡器输出时间脉冲；设计制作一个8路彩灯控制器。

1.1.2性能指标要求彩灯能实现循环左移，右移，全亮，全灭等基本功能，和预置数的扩展功能。

整机实现的基本原理及框图1.2.1基本原理由555构成的多谐振荡器输出时间脉冲提供给74LS194；通过1个拨码开关控制2个74LS194的清零端，实现全亮、全灭功能；通过两组4位共8个拨码开关来控制8个彩灯的预置；通过2个拨码开关来选择S1,S0的状态，分别实现彩灯的左右移动、保持和预置的功能。

1.2.2总体框图2 各功能电路实现原理及电路设计由555构成的多谐振荡器主要用来产生脉冲信号。

555定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。

一般用双极性工艺制作的称为555，用CMOS工艺制作的称为7555，除单定时器外，还有对应的双定时器556/7556。

555定时器的电源电压范围宽，可在5~16V工作，最大负载电流可达200mA，7555可在3~18V工作，最大负载电流可达4mA，因而其输出可与TTL、CMOS或者模拟电路电平兼容。

555定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。

按一下运行键后，可看见输出端是出现高低电平交替，时间间隔是由电路中的电容和电阻决定。

两片74LS194芯片来实现彩灯的左右移功能。

3 制作与调试过程制作：首先读懂老师给的基本原理图后，通过查找资料自行加上时钟信号发生器部分。

多路彩灯控制器设计一、课程设计题目课程设计题目：多路彩灯控制器二、任务和要求彩灯控制器可以自动控制多路彩灯按不同的节拍循环显示各种灯光变换花型。

彩灯控制器是以高低电平来控制彩灯的亮灭。

实现彩灯控制可以采用EPROM编程、RAM编程、可编程逻辑器件、单片机等实现。

在彩灯路数较少，花型变换比较简时，也可用移位寄存器实现。

在实际应用场合彩灯可能是功率较大的发光器件，需要加以一定的驱动电路。

本课题用发光二极管LED模拟彩灯，可以不用驱动。

（此次课程设计采用面包板来实现）现要求设计一个8路移存型彩灯控制器，彩灯用发光二极管LED 模拟，具体要求如下：1.能演示三种花型，花型自拟。

2.选做：彩灯明暗变换节拍为1.0s和2.0s，两种节拍交替运行。

三、总体方案的选择根据题目的任务、要求和性能指标，经过分析与思考，得出以下方案：整体电路分为四个模块：第一个模块实现节拍的发生；第二个模块实现快慢两种节拍的控制；第三个模块实现花型的控制；第四个模块实现花型的显示。

主体框图如下：四、单元电路的设计1.设计所使用的元件及工具：器件清单如下：2.各个单元电路的具体实现（1）节拍部分①节拍发生电路节拍是整个电路功能实现的基础及其他模块进行调试的必需条件，故首先实现节拍发生模块。

0.5s 节拍选用由555及相关器件构成的多谐振荡器电路实现。

由于输出波形中低电平的持续时间，即电容放电时间为C R t w 227.0=低电平的持续时间，即电容放电时间为C R R t w )(7.0211+=因此电路输出矩形脉冲的周期为C R R t t T w w )2(7.02121+=+=输出矩形脉冲的占空比为212112R R R R T t q w ++==当12R R >>时，占空比近似为50%。

电容取：4.7μf 0.01μf 电阻取：2R =150 k Ω =1R 4.7 k Ω考虑到还要产生周期为2.0s 节拍故可在555基础上连接74LS74芯片达到分频的作用，电路图如下：产生脉冲波形如图：②节拍选择电路把节拍产生电路产生的1Hz和0.5Hz的节拍送入74ls151芯片的D0和D1端，再由74LS151的地址端的控制选择出1Hz或0.5Hz的频率。

数字电子技术课程设计报告题目：专业：班级：学号：姓名：指导教师：设计日期：目录一、设计目的作用――――――――――――――（1）二、设计要求――――――――――――――――――（1）三、设计的具体实现―――――――――――――――（1）四、总结――――――――――――――――――（10）五、附录――――――――――――――― (11)六、参考文献――――――――――――――― (12)彩灯控制电路一.设计目的作用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。

二.设计要求1．控制红、绿、黄一组彩灯循环闪亮，变化的规律是：红→红绿→绿→黄绿→黄→全亮→全灭→红，如此循环，产生“流水”般的效果。

2．“流水”的速度由快到慢，再由慢到快循环变化。

三、设计的具体实现1、系统概述彩灯控制电路由三个模块构成，显示电路﹑秒脉冲电路和维持电路。

秒脉冲电路全程为电路提供矩形波信号使彩灯定时发亮；显示电路为维持电路提供电源：维持电路在显示电路部分提供电源的情况下为电路提供一段较长的高电平，使彩灯在全部变亮后保持一段时间。

同时结合显示电路部分所带元件（主要是74LS194）的性质，使彩灯从右到左依次由暗变亮，亮后维持一段时间，然后熄灭，并且不断重复。

设计及框图如下2、单元电路设计与分析(1)﹑秒脉冲电路图 1、秒脉冲发生电路本电路秒脉冲电路由一个集成的555定时器够成，当电源接通后，VCC通过对R1﹑R2向电容器充电。

电容上得到电压按指数规律上升，当电压上升到2/3VCC时，输出电压V0为零，电容器放电。

当电压下降到1/3VCC时，输出电平为高电平，电容器放电结束。

这样周而复始形成了振荡。

脉冲发生器由NE555与R1，R2，RP，C1，C2组成的多谐振荡器组成,它是为灯光流动控制器提供流动控制脉冲的，多谐振荡器的振荡频率可根据所需要的灯光流动速度，通过RP进行调节，由于RP阻值较大，所以有较大的调速范围。

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。

《数字逻辑电路》彩灯控制电路实训报告1 整机设计1.1 设计要求1.1.1设计任务利用所学的数字逻辑电路的相关理论知识设计并制作一个彩灯控制电路。

1.1.2性能指标要求1. 具有控制彩灯右移、左移、全亮及全灭等功能；2. 彩灯移动至少有 4 种速度；3. 可以实现循环左、右移；4. 彩灯的布图形状随意。

1.2 整机实现的基本原理及框图1.2.1基本原理彩灯控制电路利用移位寄存器（SN74LS194N）、定时器（NE555）和控制逻辑电路等元件相互配合，通过控制移位寄存器的状态和定时器的脉冲信号，实现彩灯的亮灭和移动效果。

1.2.2总体框图2 各功能电路实现原理及电路设计1. 脉冲产生电路使用NE555定时器芯片，NE555工作在脉冲发生器模式下，产生可调节频率的方波脉冲信号。

通过调节电阻和电容值，可以调节脉冲的周期。

2. 移位寄存器电路使用74LS194N移位寄存器芯片，它可以存储和移动数据。

在这里，我们将其配置为移动模式，用于控制彩灯的移动和亮灭。

3 制作与调试过程用 Altium Designer 软件画出电路原理图和 PCB 图；根据提供的电路设计图和所需元件清单，准备好所需的电子元件和工具；将元件按照电路设计图的连接方式焊接在电路板上。

确保焊接的连接正确并且没有短路；仔细检查电路的连接，确保所有元件都正确连接，并且没有接触不良或短路现象；将电路连接到电源上，确保电源的电压和电流符合元件的额定值，并确保极性正确。

逐步测试电路的各个功能模块，首先测试脉冲产生电路，确保它能够产生可调节周期的脉冲信号；然后测试移位寄存器电路，确保它能够正确存储和移动数据。

4 电路测试4.1 测试仪器与设备示波器；信号发生器；万用表。

4.2 功能测试使用开关，测试彩灯控制电路对按键的响应，观察LED指示灯的状态。

5 实训结论本次实训中，我们设计了一个彩灯控制电路，包括脉冲产生电路和移位寄存器电路。

通过功能测试，我得出了以下结论：1. 彩灯控制电路可调周期的脉冲产生电路，使用NE555定时器芯片实现。

实训题目：彩灯的控制1.整机设计1.1 设计要求1.1.1 设计任务设计由几种常用集成数字芯片组成的彩灯控制电路，彩灯用8个发光二极管代替，设置外部操作开关，它具有控制彩灯亮点的右移、左移、全亮及全灭等功能。

1.1.2 性能指标要求一、设置外部操作开关，它具有控制彩灯亮点的右移、左移、全亮及全灭等功能二、彩灯亮点移动时间间隔取1秒三、占空比约等于50%四、彩灯的布图形状随意1.2 整机实现的基本原理及框图1.2.1 基本原理通过两片集成双向移位寄存器74LS194和拨码开关控制右移﹑左移和一个拨码开关进行预置端让其全亮﹑全灭和一个由555芯片构成的CP产生电路。

移位寄存器74LS194是一个具有移位功能的寄存器，寄存器中所存的代码能够在一位脉冲的作用下依次左移或右移，555芯片是一种产生时间延迟和多种脉冲信号的电路，并且集成芯片74LS04是非门，能进行循环。

所以此电路的基本原理是由555芯片产生脉冲，传给移位寄存器74LS194，再经过非门与拨码开关实现循环、左移、右移、全亮、全灭的功能。

1.2.2 总体框图总体框图2．各功能电路实现原理及电路设计 整个电路的设计电路图:（1） 电源输入接口由一个接口和一个发光二极管（如果接入正确则灯亮）和一个300欧的电阻保护。

其电路图如下：电 源 输 入 接 口彩 灯 控 制 电 路555 芯 片 CP 产 生 电 路彩 灯 演 示 电 路电源输入接口（2）555芯片CP产生电路方案一：由555定时器接成多谐振动器。

其图如下：555定时器接成多谐振动器图振动周期： T=0.7（R1+2R2）C输出脉冲占空比： q=(R1+R2)/(R1+2R2)方案二：由555定时器接成多谐振动器但其占空比可调。

其图如下555定时器接成多谐振动器占空比可调图在这次电路设计中我选择的CP产生电路是第2中方案，是为了便于调占空比。

电容取：4.7μf 0.01μf电阻取：两个47kΩ 50kΩ精密电位器：50kΩ精密电位器其原理图如下：555芯片CP产生电路（2）彩灯控制电路2片移位寄存器74LS194级联实现。

数电课程设计--彩灯循环控制电路设计《数字电子技术课程设计》报告——彩灯循环控制电路设计1.课程设计目的1.1巩固和加强“数字电子技术”课程的理论知识的理解和应用。

1.2独立设计出比较复杂的实用数字电子线路。

1.3提高电子电路实验技能及Multisim10仿真软件的使用能力。

1.4通过数字电子线路的设计、安装和调试，初步掌握数字电子线路单元电路的分析与设计方法。

1.5巩固所学理论，提高动手能力、创新能力和综合设计能力2.课程设计要求2.1所设计彩灯要能够自动循环点亮。

2.2彩灯循环显示且频率快慢可调。

3.3控制电路具有8路以上输出。

3.电路组成框图电源接入↓555定时电路↓计数器电路↓译码器电路↓彩灯演示电路4.元器件清单器材数量555 time rated 174HC163D_6V 174HC154DW_6V 1彩色发光二极管 8100Ω电阻 1800k电阻 25V电压源 1100nF可变电容 110nF电容 15.各功能块电路图5.1时钟信号产生电路通过调节C1来调节555定时器输出频率。

VCCOUTU3555_TIMER_RATEDGNDDIS RSTTHR CONTRI R41mΩR51mΩC210nF 14C1100nF Key=A45%1620VCC5.2计数电路使74HC163D 计数器实现000至111的计数循环。

U174HC163D_6VQA 14QB 13QC 12QD 11RCO15A 3B 4C 5D 6ENP 7ENT 10~LOAD 9~CLR 1CLK2U274HC154DW_6VO23O34O56O45O67O12O78O01O89O910O1011O1113O1214O1315O1416O1517A 23B 22C 21D20~G118~G219VCCOUTU3555_TIMER_RATEDGNDDIS RST THR CONTRI 13910115.3译码显示电路用100Ω连接在5V 电源与LED 灯之间，来保证LED 灯上通过的电流处于最大电流内，用74HC154来实现计数器输出数字的译码，从而使对应灯亮起。

实验八彩灯控制电路设计
一、实验目的：
掌握彩灯控制电路的设计方法。

二、实验设备：
数字电路实验箱，74LS00、74LS90、74LS86、74LS138。

三、实验原理：
74LS00是四2输入与非门，74LS90是二—五—十进制异步计数器，74LS86是四2输入异或门，74LS138是三—八线译码器。

四、实验内容：
输入00，彩灯全灭；输入01，彩灯左移；输入10，彩灯右移；输入11，彩灯全亮。

五、实验结果：
用74LS90实现四进制计数，通过74LS138译码成移位信号，实现彩灯左右移。

左右移由异或门控制。

00、01、10、11分别与0异或就是原码，与1异或就是反码11、10、01、00，彩灯移动方向刚好相反。

译码器的EN1由输入异或的结果控制，输入00、11时译码器不工作，输出全为1，通过运算可以得到全0的结果：
输入：00
输入：01
输入：10
输入：11
经验证，结果与理论相符。

数电综合实验——彩灯控制器的设计与调试一、实验目的1.学会分析、设计和测试用555定时器构成的多谐振荡器。

2.熟悉移位寄存器和中规模集成计数器的工作原理。

3.利用移位寄存器和计数器设计彩灯控制电路，实现不同的闪烁效果。

二、彩灯控制器设计简介利用移位寄存器和计数器等设计一彩灯控制电路，改变电路的不同工作状态，控制彩灯变幻出不同的闪烁效果。

电路实用，也可以通过计算机仿真直观地看到循环彩灯的控制效果，综合运用所学数字电路知识，学会设计和调试方法，从而产生浓厚兴趣。

如果稍微改动控制电路，可以更加完善，完成基于移位寄存器的彩灯控制器设计。

在现代生活中，彩灯作为一种装饰，既可以增强人们的感观，起到广告宣传的作用，又可以增添节日气氛，为人们的生活增添亮丽，用在舞台上增强晚会灯光效果，利用控制电路可使彩灯（例如霓虹灯）按一定的规律不断的改变状态，不仅可以获得良好的观赏效果，而且可以省电（与全部彩灯始终全亮相比）。

因此，彩灯控制电路应用越来越丰富我们的生活，成为我们生活不可缺少的一部分。

本课题是利用四位双向移位寄存器为核心元件实现彩灯的循环控制。

2.1设计思路首先，利用555定时器与外部的阻容元件构成脉冲产生电路，再由计数器74160实现计时的功能，为脉冲分配器做好准备。

再由移位寄存器74LS194构成编码发生电路，由于移位寄存器74LS194上升沿有效，通过对输入端置数，加上脉冲的驱动来控制彩灯的闪烁，从而使彩灯按照我们的要求变化。

整个流程是由控制电路，编码发生电路和输出电路等组成。

此综合实验讲述了芯片计数器74LS160，555定时器，移位寄存器74LS194的基本原理及应用。

2.2 基本工作原理脉冲产生与整形电路555定时器产生脉冲驱动，再由十进制同步计数器74LS160，编码发生电路74LS194控制彩灯变化。

因此，通过控制74LS194的输出就可以实现我们想要的彩灯循环变化。

2.3彩灯控制器原理框图555 定时器74LS160计数器74LS194移位寄存器彩灯显示电路CP脉冲CD4069——增加驱动能力图1 工作原理框图2.4 相关芯片及硬件电路设计 2.4.1 74160十进制同步计数器芯片74LS160是一个十进制同步计数器，不仅可以对时钟脉冲进行计数，还可以用在定时、分频和信号产生等逻辑电路。

数字电路课程设计报告设计课题题目：彩灯控制电路专业：计算机科学与技术班级：指导教师：学号：姓名：同组人：题目：彩灯控制电路一、设计目的1、进一步掌握数字电路课程所学的理论知识。

2、了解数字电路设计的基本思想和方法，学会科学分析和解决问题。

3、熟悉几种常用集成数字芯片，并掌握其工作原理，掌握集成计数器的逻辑功能和工作原理，设计可预置时间的定时电路。

画出彩灯控制电路的逻辑电路图，掌握彩灯控制电路的工作原理及其设计方法，并对各种元器件的功能和应用有所了解。

并能对其在电路中的作用进行分析。

另外还要掌握电路原理和分析电路设计流程，每个电路的设计都要有完整的设计流程。

这样才能在分析电路是有良好的思路，便于查找出错的原因进一步学会使用其进行电路设计。

4、培养认真严谨的工作作风和实事求是的工作态度。

二、设计要求1彩灯控制电路中的彩灯分别用3个彩灯“S1：红，S2：黄，S3：蓝”表示。

2 彩灯控制电路设计，三个灯亮暗如图所示顺序进行。

在实验中，黑色设定为灯亮，白色设定为灯灭。

三．方案设计与论证1、设计思路题目要求彩灯要如图所示发生变换，假设灯亮为“1”，灯灭为“0”，则其逻辑转换关系为“111—101—010—000”。

为此，先可以做出一个模四加法计数器，即循环输出“000—001—010—011”，再通过各种逻辑门来进行转换。

既然要用到计数器，那么可以运用集成计数器74LS193和74LS161来完成实验。

2、设计方案方案一：（1）模四计数器的设计采用74LS193集成计数器设计电路。

由于此芯片是双时钟4位二进制同步可逆计数器，由其逻辑功能表可知：表1 74LS193的功能表当PL 置“1”，计数脉冲由 CP U 端输入时，计数器进行累加。

而又要将四个输入端转换成三个，故用上异或门74LS86，并使Q 2 端接上非门，这样就能实现Q 2 与Q 3 的同或运算。

相当于合并为一个输出端。

这样我们就完成了模四计数器。

内蒙古师范大学计算机与信息工程学院《数字电子线路》课程设计报告彩灯控制器电路设计摘要本次设计的简易彩灯控制电路是由74LS194双向移位寄存器，16位进制的加法计数器74LS161和一些门电路实现的。

利用74LS194的左移和右移来实现不同的花型，用74LS161来控制彩灯的亮灭的顺序，从而实现彩灯四种花型自动切换。

关键字彩灯控制电路；74LS194；74LS1611 设计任务及主要技术指标和要求1.1 设计任务要求设计一个能够控制八路彩灯的逻辑电路。

1.2 主要技术指标和要求（1）要求彩灯组成两种花形，花形可自行设计。

（2）要求两种花形交替出现。

2 引言节日的彩灯五彩缤纷，给人们带来了欢乐的气氛。

彩灯的控制电路种类繁多，该题目要求用移位寄存器为核心元件，设计一个8路彩灯控制器。

用寄存器的每一位控制一组灯。

各组灯布置成各式各样的图案。

由于寄存器具有不同的状态，点亮的灯光就形成多种多样的美丽的画面。

寄存器的状态不断地循环变化，又给这些图案添加了动感。

因此，设计最佳的寄存器状态序列，就会形成动人的灯光循环。

3 工作原理本次设计的简易彩灯控制电路是由2片74LS194双向移位寄存器[1]，2片16位进制的加法计数器74LS161和一些门电路实现的。

工作原理如下：整个电路有三个模块组成：模块一产生控制信号，由2片74LS161产生32个控制信号;模块二实现对花型的控制，由一些门电路，第一模块的输出信号来控制2片74LS194的S1和S0，从而实现对花型的控制；模块三实现对产生的四种花型的演示。

利用74LS194的左移和右移来实现不同的花型，从而实现彩灯四种花型自动切换。

4 基本组成4.1两片74LS194图1 两片74LS194电路8个流水灯4种花型演示由两片194实现，门电路实现对S1和S0控制时，194也相应的改变进而演示不同的花型。

当S1S0=10时，从DIL输入，194实现左移功能；当S1S0=01时，从DIR输入，194实现右移功能；第一片194，第二片194和第一模块使用同一个CLK，门电路控制两片194的S1S0，实现左移和右移，两片194搭配使用，实现四种花型演示。

彩灯控制电路设计报告一、工作原理1、电路功能彩灯控制电路具有以下功能：可控制8路彩灯或彩灯串，既可以向左（逆时针）移动，也可以向右（顺时针）移动，还可以左右交替移动；彩灯控制起始状态可以预置，移动速度和左右交替周期可调节,并且可以设置彩灯串的彩灯个数。

2、电路组成本电路由2块四位双向移位寄存器CD40194级连组成1个八位双向移位寄存器，由VT3和VT4组成的多谐振荡电路产生时针脉冲，由VT1和VT2及或门CD4071，开关K、开关SB等组成八位双向移位寄存器的功能控制电路，S1和S2是彩灯初始状态、彩灯串的彩灯个数预置开关。

图1所示为总体方框图。

其工作原理是：接通电源后，多谐振荡电路产生时针脉冲，操作人员通过开关S1和S2设置彩灯初始状态、彩灯串的彩灯个数，然后操作人员控制双向移位寄存器的功能控制开关SB、 K控制八位双向移位寄存器的工作方式，使彩灯向左（逆时针）移动或向右（顺时针）移动或左右交替移动，产生美丽的循环彩灯效果。

调节电位器即可循环彩灯移动速度、左右交替周期。

图1 设计框图3、各单元电路工作原理3.1 八位双向移位寄存器电路采用2块CD40194级连组成1个八位双向移位寄存器。

IC2的输出端O3接到IC1的DSR （右移输入）端，IC1的输出端O3接到IC2的DSR（右移输入）端，扩展成首尾相接的八位右移寄存器。

同理，IC1的输出端O0接到IC2的DSL（左移输入）端，IC2的输出端O0接到IC1的DSL（左移输入）端，扩展成1个八位左移寄存器。

两个CP端连在一起，受时针脉冲的控制，两个S0端连在一起，两个S1端连在一起，由S0S1的电平控制移位寄存器的工作方式。

八个输入端分别接到拨码开关上，由拨码开关预置输入端状态，作为彩灯起始状态和彩灯串的彩灯个数的预置，八个输出端分别接八路彩灯。

3.2、时针脉冲发生电路该电路是一个由三极管VT3和VT4等组成的多谐振荡电路。

功能是为CD40194提供必须的时针脉冲。

总成绩：一、设计任务彩灯控制电路设计。

二、设计条件本设计基于学校实验室的环境，根据实验室提供的实验条件来设计完成任务。

实验室为该设计提供的仪器设备和主要元器件如下：直流稳压电源一台双踪示波器一台函数信号发生器一台数字万用表一只EEL-69模拟、数字电子技术实验箱一台“集成运算放大器应用”实验板一块移位寄存器74LS194、与非门74LS00、74LS20、同步加法计数器74LS161、555定时器、电阻、电容、导线若干。

三、设计要求本设计要求利用移位寄存器74LS194为核心元件设计一个八路彩灯循环系统，要求彩灯显示以下花型：花型Ⅰ—8路彩灯由中间到两边对称地依次点亮，全亮后仍由中间向两边依次熄灭。

花型Ⅱ—8路彩灯分成两半，从左自右顺次点亮，再顺次熄灭。

要求利用一个开关实现花型Ⅰ和花型Ⅱ的切换。

要求利用555时基电路和计数器74LS161设计秒脉冲发生器做为时序脉冲。

四、设计内容1.电路原理图2.计算与仿真分析II．真值表如下：t 1 2 3 4 5 6 7 81 1 0 0 0 1 0 0 02 1 1 0 0 1 1 0 03 1 1 1 0 1 1 1 04 1 1 1 1 1 1 1 15 0 1 1 1 0 1 1 16 0 0 1 1 0 0 1 17 0 0 0 1 0 0 0 18 0 0 0 0 0 0 0 0 3.元器件清单直流稳压电源一台数字万用表一只EEL-69模拟、数字电子技术实验箱一台移位寄存器74LS194、与非门74LS00、74LS20、同步加法计数器74LS161、555定时器、电阻、电容、导线若干4.调试流程先调试由555时基电路和计数器74LS161构成的秒脉冲发生器，产生1Hz的时钟信号，其中电阻R2接可变电阻，根据实际输出改变为合适值。

频率可比照标准信号灯调节。

然后单独连接74LS161构成的电路，先用实验箱上的1Hz方波作为其输入时钟信号，将输出先接到四个LED灯上，看是否能产生预期的现象。

一、实训背景随着科技的不断进步，电子技术在生活中的应用越来越广泛。

彩灯作为节日装饰的重要元素，其控制系统的设计与实现对于丰富节日气氛、美化环境具有重要意义。

本实训旨在通过学习彩灯控制器的原理与设计方法，提高学生对数字电路的理解和应用能力。

二、实训目的1. 掌握彩灯控制器的原理和设计方法。

2. 熟悉数字电路中的触发器、计数器、译码器等基本单元电路。

3. 培养学生动手实践能力和创新意识。

三、实训内容1. 彩灯控制器原理学习（1）了解彩灯控制器的组成，包括输入部分、控制部分、执行部分等。

（2）掌握彩灯控制器的控制原理，包括定时、计数、译码等。

（3）学习常用数字集成电路的应用，如触发器、计数器、译码器等。

2. 彩灯控制器设计（1）根据设计要求，确定彩灯控制器的功能模块和结构。

（2）设计彩灯控制器的电路图，包括各个模块的连接关系和参数设置。

（3）利用数字电路仿真软件对电路进行仿真，验证设计的正确性。

3. 彩灯控制器制作与调试（1）根据电路图，制作彩灯控制器的实体电路。

（2）调试电路，确保各个模块正常工作。

（3）进行彩灯控制器的功能测试，验证其是否符合设计要求。

四、实训过程1. 理论学习（1）查阅相关资料，了解彩灯控制器的原理和设计方法。

（2）学习数字电路中的基本单元电路，如触发器、计数器、译码器等。

（3）了解数字电路仿真软件的使用方法。

2. 电路设计（1）根据设计要求，确定彩灯控制器的功能模块和结构。

（2）设计电路图，包括各个模块的连接关系和参数设置。

（3）利用数字电路仿真软件对电路进行仿真，验证设计的正确性。

3. 电路制作（1）根据电路图，制作彩灯控制器的实体电路。

（2）检查电路连接，确保无误。

4. 调试与测试（1）调试电路，确保各个模块正常工作。

（2）进行彩灯控制器的功能测试，验证其是否符合设计要求。

五、实训结果与分析1. 实训成果（1）成功设计并制作了一个彩灯控制器。

（2）彩灯控制器可以按照预定程序控制彩灯的亮灭，实现各种动态效果。

文档来源为:从网络收集整理.word 版本可编辑.欢迎下载支持.《数字电子技术实验》课程实验报告可编程彩灯控制电路的设计可编程彩灯控制电路的设计一、 实验目的1. 掌握计数器、移位寄存器电路的原理及应用。

2. 掌握比较器或译码电路的应用方法。

3. 掌握 555 电路的应用方法。

二、 设计任务与要求1. 分析下图所示电路功能。

2. 完成振荡电路及分频电路的设计。

3. 连接整体电路，测试分析实验结果。

要求：1. 彩灯电路循环速度肉眼可辨。

2. 可 2 灯循环，3 灯循环，…，8 灯循环。

最少 6 灯，可扩展成可逆循环。

3. 要求有功能扩展。

三、 实验原理及设计思想可编程彩灯电路实验将传统的四个时序电路：移位寄存器、计数器、555 定时器和组合实验综合为一个 完整的设计型时序、组合电路综合实验。

如已知电路图所示，10 线—4 线优先编码器 74LS147 和 3 线—8 线译码器 74LS138 实现对控制信号的编 码、译码功能，两片单向移位寄存器 74195 级联实现 6 位信号的逻辑右移，集成定时器 7555 用来产生定时 脉冲，通过调节电阻和电容值可改变脉冲频率，分频器部分主要功能是改变输入移位寄存器的信号的频率， 实现彩灯亮灭频率的改变。

基本的设计原理和思想如上所述，但我们小组在分频器部分进行了创新设计，在老师已给的电路基础 上，又加了 6 个芯片（三片 74LS161、两片 74LS151、一片 74LS00），以实现对频率选择的功能。

而且设计了 7 个逻辑电平开关和一个复位开关，以实现自动变频和手动变频的切换。

四、 整体电路图整体电路共分为六大模块：555 振荡电路模块、编码译码模块（74LS147、74LS138）、移位寄存器模块 （两片 74LS195）、显示模块（25 盏 LED 灯）、计数器模块（74LS161）、分频器模块（两片 74LS161）和数据 选择器模块（两片 74LS151）。