多功能多路流水灯控制电路设计仿真及制作

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。

摘要这次设计的多功能流水灯是CC4510芯片,CD4013芯片，CC4028芯片NE555芯片的集成电路，是CC4510芯片,CD4013芯片，CC4028芯片和NE555芯片的综合运用。

该流水灯的功能是能够根据需要实现自动或手动控制彩灯的正逆流向。

本次设计的方案中利用555定时电路组成一个多写振荡器，发出脉冲，作为计数器的时钟脉冲源。

通过分频器改变时钟脉冲的频率，从而改变流速；CC4510计数器和CC4013触发器进行计数和控制流向实现正逆向流水，配合二极管，进而形成相应的多功能流水灯电路。

在整个课题设计的准备和调试过程中，通过与同组人的共同努力，顺利地完成了课程的设计和制作。

准备工作主要是收集信息，通过互联网查找一些相关的资料，并向学长虚心学习一些经验。

调试过程中发现了一些问题，通过共同的分析研究得到的解决，此次的课程设计巩固了前阶段所学的理论知识，增强了动手时间能力。

在这次设计过程中，采用了模块设计，使得电路能更简洁，在排除障碍过程中也能很好的找到问题的根源。

根据原理图，领好元器件，排好版后，连接线路。

关键字：多功能，流水，正逆目录前言 (1)第一章设计要求及系统组成 (2)1.1要求设计 (2)1.2系统组成 (2)第二章系统设计方案选择 (3)2.1方案一 (3)2.2方案二 (4)2.3方案三 (4)第三章设计方案及工作原理 (5)3.1时钟信号电路 (5)3.2计数译码电路 (7)3.3控制电路 (8)3.4总体电路 (9)第四章实验，调试及测试结果与分析 (11)结论 (12)参考文献 (13)附录一芯片管脚功能图 (14)附录二元件清单 (18)附录三电路原理总图 (19)前言随着电子技术的快速发展尤其是数字技术的突飞猛进，多功能流水灯凭着简易，高效，稳定等特点得到普遍的应用。

流水灯电路的制作流水灯是一种光电转换装置，通过一系列的LED灯组成，可以在不同的时间间隔内依次点亮，形成像水流一样的效果，因此得名“流水灯”。

下面我将介绍流水灯电路的制作过程。

首先，我们需要准备以下材料和工具：1. Arduino控制板（如Arduino UNO）2. Jumper wires（杜邦线）3.电阻（220欧）4. LED灯（3mm直径和5mm直径，不同颜色）5.面包板6.铁丝钳和钳子（辅助工具）接下来，按照以下步骤制作流水灯电路：1. 将Arduino控制板插入面包板的两侧，并通过杜邦线将GND（地线）引脚与面包板上的负极连接。

2.将220欧的电阻通过杜邦线连接到面包板上，一端与GND（地线）相连，另一端空置。

3.通过杜邦线将LED灯连接到面包板上。

LED灯有一个长脚和一个短脚，长脚是阳极（正极），短脚是阴极（负极）。

将LED灯的阳极连接到电阻的空置端，阴极连接到GND（地线）。

4.重复步骤3，将其他的LED灯连接到面包板上。

你可以选择不同颜色的LED灯，以获得更丰富的效果。

确保每个LED灯的阳极连接到电阻的空置端，而阴极连接到GND（地线）。

5. 通过杜邦线将Arduino控制板的数字引脚与面包板上的LED灯连接。

根据你想要的效果，可以将LED灯连接到不同的数字引脚上。

例如，将第一个LED灯连接到数字引脚2，第二个LED灯连接到数字引脚3，依此类推。

6. 将Arduino控制板通过USB线连接到计算机，并开启Arduino IDE编程软件。

7. 在Arduino IDE中编写相应的代码，以控制流水灯的效果。

以下是一个简单的流水灯代码示例：```const int ledPin1 = 2; // 设置第一个LED灯的数字引脚const int ledPin2 = 3; // 设置第二个LED灯的数字引脚const int ledPin3 = 4; // 设置第三个LED灯的数字引脚//以此类推...void setupinMode(ledPin1, OUTPUT);pinMode(ledPin2, OUTPUT);pinMode(ledPin3, OUTPUT);//初始化其他LED的引脚void loodigitalWrite(ledPin1, HIGH); // 点亮第一个LED灯delay(100); //等待100毫秒digitalWrite(ledPin2, HIGH); // 点亮第二个LED灯delay(100); //等待100毫秒digitalWrite(ledPin3, HIGH); // 点亮第三个LED灯delay(100); //等待100毫秒//以此类推...逐个点亮其他LED灯digitalWrite(ledPin1, LOW); // 关闭第一个LED灯delay(100); //等待100毫秒digitalWrite(ledPin2, LOW); // 关闭第二个LED灯delay(100); //等待100毫秒digitalWrite(ledPin3, LOW); // 关闭第三个LED灯delay(100); //等待100毫秒//以此类推...逐个关闭其他LED灯```8. 将上述代码上传到Arduino控制板，并观察LED灯是否能够像流水灯一样依次点亮和熄灭。

流水灯在Proteus下的仿真实现重庆邮电大学微处理器与嵌入式系统设计课程实验报告实验名称：流水灯在Proteus下的仿真实现学期：2014-2015学年第2学期班级：学号：学生姓名：任课教师：实验教室：二〇一五年〇四月十四日【实验名称】流水灯在proteus下的仿真实现实验要求：1、基本要求：4个流水灯循环闪烁，1、3、2、4流水灯交替闪烁；2、扩展要求：8个流水灯依次闪烁，1、3、5、7、2、4、6、8流水灯交替闪烁，流水灯逐渐亮1、1-2、1-3、1-4、1-5、1-6、1-7、1-8。

实验目的：1、熟悉proteus 软件，了解proteus 软件的结构组成和功能，掌握 Proteus软件在单片机仿真中的应用，为开发、调试单片机应用系统做准备;2、熟练掌握 isis 环境中电路图的绘制；3、熟悉keil c51软件的程序设计方法；4、掌握keil c51软件与proteus软件联合仿真调试的方法。

实验方法：1、通过proteus软件绘制出由单片机和LED构成的仿真电路；2、通过keil软件编写控制单片机并点亮LED的程序；3、将keil生成的hex文件导入proteus中的单片机中，实现仿真。

4、观察仿真现象。

实验步骤：1、打开软件：双击ISIS 7 Professional 图标，随后就进入了 Proteus ISIS 集成环境。

2、添加元器件：单击pick from libraries，通过搜索栏搜索所需元件（如：AT89C52、LED），根据元件预览区域的显示，双击所需元件，元件则出现在原理图编辑环境的元件列表区。

用同样方法找出原理图所需全部元件。

3、放置元器件：在元件列表区单击所需放置的元件，将鼠标置于图形编辑窗口该对象的欲放位置，单击鼠标左键，该对象完成放置。

同样方法放置原理图所需全部元件。

4、放置电源和地：选择terminal mode选择电源和地，以放置元器件相同的放法放置电源和地。

流水灯(电路和汇编)-P r o t e u s和K e i l仿真演示实例示例要求：在80C51单片机的P2口连接8个发光二极管指示灯，编程实现流水灯的控制，轮流点亮指示灯。

在KEIL 51中编程序，形成HEX文件；在PROTEUS中设计硬件，下载HEX文件，运行看结果。

第1篇：PROTEUS电路设计1、打开PROTEUS的ISIS软件，如图1所示。

新建电路图文件，将文件保存到E：\projectio （新建文件夹projectio）下面，文件基本名为io，扩展名默认。

选择元图1 ISIS窗口图2、在component mode模式下单击选择元件按钮P，打开元件选择对话框，如图2所示。

图2 元件选择窗口在元件选择对话框的keywords窗口中输入元件关键字可换搜索元件，找到元件后，双击元件则可选中元件，添加元件到图3的device列表栏。

在这里依次添加元件单片机80C51、电阻RES、电容CAP、按键BUTTON、晶振CRYSTAL、发光二极管LED-RED，如图3所示。

图3 添加元件的device列表栏3、选择devices元件列表中的元件放到工作窗口，注意放置在工作窗口合适的位置，在元件放置时可对元件进行移动、旋转等操作；如图4所示。

电源（POWER）与地（GROUND）：（右键-放置-终端里选）。

图4 放置元件图4、连接导线，如图5所示。

连接后存盘。

图5 连接元件图5、在Keil软件中设计软件程序，形成HEX文件（具体过程见第2篇Keil软件编程）。

保存软件项目到电路文件相同的文件夹E：\projectio下。

6、在PROTEUS电路图中，单击单片机80C51芯片，选中，再次单击打开单片机80C51的属性对话框，在属性对话框中的program file框中选择下载到80C51芯片中的程序。

这里是同一个文件夹下面的shili.hex文件。

如图6所示。

图6 下载程序到单片机7、单击仿真运行按钮play，运行程序。

附件1：学号：0121209310130课程设计题目多功能多路流水灯控制电路的设计仿真与制作学院信息工程学院专业电子信息工程班级电信1201姓名鲁玲指导教师孟哲2014 年 6 月20 日课程设计任务书学生姓名：鲁玲专业班级：电信1201 指导教师：孟哲工作单位：信息工程学院题目: 多功能多路流水灯控制电路的设计仿真与制作初始条件：集成译码器、计数器、555定时器、移位寄存器、LED和必要的门电路或其他器件。

要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1、课程设计工作量：1周内完成对数字频率计的设计、仿真、装配与调试。

2、技术要求：错误!未找到引用源。

设计一个具有16路（或矩阵）LED不同显示方式或显示图形的控制电路。

错误!未找到引用源。

不同显示方式的控制可以是自动结合按键手控等。

③确定设计方案，按功能模块的划分选择元、器件和中小规模集成电路，设计分电路，画出总体电路原理图，阐述基本原理。

3、查阅至少5篇参考文献。

按《武汉理工大学课程设计工作规范》要求撰写设计报告书。

全文用A4纸打印，图纸应符合绘图规范。

时间安排：1）第1-2天，查阅相关资料，学习设计原理。

2）第3-4天，方案选择和电路设计仿真。

3）第4-5天，电路调试和设计说明书撰写。

4）第6天，上交课程设计成果及报告，同时进行答辩。

指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日前言 (2)1 设计方案 (3)1.1 设计意义 (3)1.2 设计目的 (3)1.3 原理图及工作原理 (3)2 电路板焊接技术介绍 (4)2.1 焊接操作要领 (4)2.2 注意事项 (5)2.3.焊接调试 (6)3 电路板的安装与制作 (6)3.1 确定电路板整体布线图 (6)3.2 555振荡电路 (6)3.3 74LS191计数部分 (7)3.4 74LS138译码电路和LED显示部分 (7)3.5 5V直流稳压电源电路 (7)4 电路板的调试 (8)4.1 调试方法和步骤 (8)4.2 出现的问题及处理方法 (8)5 电路实拍图 (10)6 总结及心得体会 (12)7 元件清单 (13)8 参考文献 (14)附件 (15)随着电子技术的快速发展尤其是数字技术的突飞猛进，多功能流水彩灯凭着简易，高效，稳定等特点出现在我们日常生活中的各种场所，店铺门面装饰、家居装潢、城市墙壁更是随处可见。

实验项目三流水灯的设计与仿真
[实验目的]
1．熟练操作单片机
2．熟练掌握KeilC简单程序设计
3．熟练掌握发光二极管的控制方法
[实验原理]
[实验仪器]
PC机一台
[Proteus用到器件的关键词]
电阻（res）、单片机（at89c52）、红LED灯（led-red）
[实验内容与步骤]
1．用Proteus软件设计出流水灯电路原理图。

2．设计流水灯电路图中元器件的参数：各发光二极管的限流电阻为100Ω。

3．用Keil编写程序让八个发光二极管依次闪烁的程序，并调试、编译后生成HEX文件。

4．将HEX文件装载到MCU AT89C52中，单击Start按钮开始动态仿真。

[实验数据记录]
ORG 0000H
AJMP MAIN
ORG 0050H
MAIN: MOV A,#0FEH
FLASH: MOV P2,A
LCALL DELAY
RL A
SJMP FLASH
DELAY: MOV R0,#0FFH
DL2: MOV R1,#0FFH
DL1: NOP
NOP
DJNZ R1,DL1
DJNZ R0,DL2
RET
END
[实验数据处理]
[实验结果及讨论]
1．可以修改延迟子程序，使得发光二极管依次闪烁的时间间隔为1S。

2．修改程序，让八个发光二极管从上至下轮流闪烁三次后，再由下至上轮流闪烁三次。

多功能流水灯设计毕业设计说明书1 绪论1.1 课题背景及目的今时代是一个新技术层出不穷的时代，在电子领域尤其是自动化智能控制领域，数字逻辑电路的发展也日趋迅速，通常流水灯的设计会选择单片机编程，虽然单片机具有体积小、功能强、成本低、应用面广等优点，但是，选择单片机更大的增加了设计费用，并且对设计者的编程语言要求高，而在数字电路中，中规模集成电路以其功能强大、种类繁多，得到广泛应用。

很多中规模集成电路都具有通用性，它的应用已不仅仅局限于其本身所具有的功能。

如本文所设计的流水灯电路，就是利用中规模集成电路的功能扩展，将移位寄存器构成移存型计数器，将其输出端接到多个LED指示上。

利用数字电路来控制灯的状态，并显示设计结果。

其主要的电路原理：整个流水灯电路由时钟产生，流水程序控制驱动及功率控制元件电源供给电路等电路组成。

1.2 课题研究方法常见的流水灯控制系统中，是使用微机控制，设备复杂，成本较高；另外应用单片机控制，虽然简单，但系统智能化及传输可靠性低，且对语言的编程能力要求较高，均不理想。

为了提高系统可靠性、实用性，从而研究了一种基于模拟电子技术和数字电子技术的循环控制系统。

这种设计不仅仅应用到流水灯的控制，也在工业生产中提高自动化循环控制得到利用。

为了发光二极管形成流水效果，将电源加在555定时器中，定时发送脉冲，通过CD4017循环计数，由CD4066控制开关，使发光二极管逐个接受高电平，循环亮起，设计中，选用四种颜色的发光二极管，从而形成更好的流水效果。

1.3 基本要求设计方案（1）设计一个彩灯控制电路，使其能够产生一个控制信号控制彩灯实现灯光变换的功能。

（2）该彩灯控制电路，在完成基本变化的基础上，可以实现彩灯的流向性，间歇性变化的要求，从而使彩灯更加丰富化。

（3）给彩灯流水控制电路一个控制信号，并能够使其通过利用组合电路实现自控、手控、流向控制等全方位功能。

（4）该多功能流水灯具有定时功能。

多功能流水灯的设计一．设计要求：1.设计一8盏彩灯控制电路，使彩灯可以向左，向右流动、全亮、全灭四种功能。

功能变换可以手控也可以自控。

2.自动功能变换时间10秒。

二．总体方案构思：用Verilog语言来为单片机编程，通过编程来控制单片机各引脚在不同时间输出的不同的电平，进而控制个发光二级管的亮灭，以及控制流水灯的流速和流动方向。

1.使用按钮（auto）来控制手动或自动。

2.因为需要向左，向右，全亮，全灭四种功能，所以需要两个开关（btn1和btn2），分别用开和关两种状态表示，即（00,01,10,11）。

3.使用clk时钟来记时和触发事件。

三．实验器材：电脑和LED设备四．程序如下：module LED(clk,auto,btn1,btn2,led);input clk;input auto;input btn1;input btn2;output reg [7:0] led;reg [29:0] count;//1ns的计数器reg [3:0] count_10;//10秒的计数器reg [1:0] status;//记录当前LED灯流动的情况:"00左到右，01右到左，10全亮，11全灭"reg [1:0] type;reg second_1;//1秒的标志reg second_10;//10秒的标志initialbeginstatus<=2'b00;type<=2'b00;count<=30'b0;count_10<=4'b0;second_1<=1'b0;second_10<=1'b0;endalways@(posedge clk)//给出1s的标志和10s的标志beginif(count<25000000)//等待1s的到来begincount<=count+1;second_1<=0;second_10<=0;endelsebegincount<=0;second_1<=1;count_10<=count_10+1;if(count_10>=4'd10)beginsecond_10<=1;endendendalways@(posedge clk)//当自动的情况时，每10s变化一次流动状态beginif(auto==1 && second_1==1)beginif(second_10==1)beginif(status==2'b11)beginstatus<=2'b00;endelsebeginstatus<=status+1;endendendendalways@(posedge clk)//设置总变化状态等于手动或自动的状态beginif(second_1==1)beginif(auto==1)//自动begintype<=status;endelse//手动begintype<={btn1,btn2};endendendalways@(posedge clk)//根据type设置LED灯情况beginif(second_1==1)beginif(type==00)//左到右beginif(led==8'b00000000 || led==8'b11111111)beginled<=8'b10000000;endelsebeginled<=led>>1;endendelse if(type==01)//右到左beginif(led==8'b00000000 || led==8'b11111111)beginled<=8'b00000001;endelsebeginled<=led<<1;endendelse if(type==10)//全亮beginled<=8'b11111111;endelse//全灭beginled<=8'b00000000;endendendendmodule五．测试图如下：六．个人体会：在这次实验中收货颇丰，我学会了使用简单的Verilog语言，更加深入的学习了数字逻辑，还有更多的，我学会和同学们合作，讨论，去解决问题。

摘要在日常生活中，我们经常看到各种各样的霓虹灯，其中也包括本电路设计的多功能流水灯，这种灯主要利用数字电子集成芯片，尤其是利用计数器，触发器，本设计把CD4510可预置可逆计数器产生的数字信号给CD4028译码实现流水灯的正、逆流水功能。

再综合运用CD4013锁存和NE555产生多谐震荡实现流水灯的正、逆流水和手控、自控功能。

本设计方案中利用NE555构成多谐振荡产生连续脉冲作为CD4510的脉冲源，通过分频器改变时钟脉冲的频率，从而改变流速，再通过CD4013与CD4510配合完成正逆流水功能，最终完成多功能流水的作用。

在确定方案后，通过查阅相关专业书籍，以及上网查询相关资料和指导老师的帮助，同时根据实际情况进行改进，最终完成了电路的设计。

在这次设计过程中，采用了模块设计，使得电路能更简洁，在排除问题上也可以很快的找到错误的根源。

根据本方案设计的电路，找好相关元器件和电路板，最后完成电路的制作。

关键字：连续脉冲流水灯多功能触发器前言随着电子技术的快速发展尤其是数字技术的突飞猛进，多功能流水灯凭着简易，高效，稳定等特点在生活和工业上得到了广泛的应用。

在各种娱乐场所、店铺门面装饰、家居装潢、城市墙壁更是随处可见，与此同时，还有一些城市采用不同的流水灯打造属于自己的城市文明，塑造自己的城市魅力。

目前，多功能流水灯的种类已有数十种，如广告装潢、家居装饰、店铺招牌灯等等。

所以，多功能流水灯的设计具有相当的代表性。

多功能流水灯，就是要具有一定的变化规律的功能，主要考察了数字电路中的计数器、译码器、多谐振荡等，多谐振荡电路给其它的电路提供脉冲源，设计过程中需要了解相关芯片（NE555、CD4017、CD4510、CD4028）的具体功能，引脚图，真值表，认真布局，在连接过程中更要仔细认真。

第一章设计要求及系统组成1.1 设计要求（1）设计一个彩灯流水控制电路，使其能够产生一个控制信号控制彩灯实现灯光变换的功能。

多功能流水灯实验报告第一篇：多功能流水灯实验报告课程设计报告设计课题：多功能流水灯专业班级：学生姓名：指导教师：设计时间：题目多功能流水灯一、课程设计目的1、掌握数字系统的设计方法和测试方法。

二、课程设计题目（问题）描述和要求设计一个四模式三路彩灯（红、绿、黄三种颜色）显示系统。

该系统的显示模式由外部输入Z、Y控制，要求开机自动置入初态后便按规定模式循环运行。

设各路彩灯均为8个（红灯序号为r1-r8，绿灯序号为g1-g8，黄灯序号为y1-y8），各模式规定如下： XY=00时，系统的显示模式在以下六个节拍间循环：第一节拍，依次点亮奇号红灯（r1亮→r1、r3亮→r1、r3、r5亮→r1、r3、r5、r7亮），其余灯均灭。

第二节拍，依次点亮偶号红灯，其余灯均灭。

第三节拍，依次点亮奇号绿灯，其余灯均灭。

第四节拍，依次点亮偶号绿灯，其余灯均灭。

第五节拍，依次点亮奇号黄灯，其余灯均灭。

第六节拍，依次点亮偶号黄灯，其余灯均灭。

XY=01时，系统的显示在第一、二节拍间循环。

XY=10时，系统的显示在第三、四节拍间循环。

XY=11时，系统的显示在第五、六节拍间循环。

三、系统分析与设计根据课程设计题目问题描述和要求，完成：主要器件：绘制电路原理图：确定选用的元件及其封装形式，完善电路。

原理图设计过程：进行电子电路设计时，首先要有一个设计方案，而将电路设计方案表达出来的最好方法就是画出清晰、正确的电路原理图。

根据设计需要选择出元器件，并把所选用的元器件和相互之间的连接关系明确地列出，直观地表达出设计概念。

电路原理图的基本组成是电子元器件符号和连接导线，电子元器件符号包含了该元器件的功能，连接导线则包含了元器件的电气连接信息，所以电路原理图设计的质量好坏直接影响到PCB印制电路板的设计质量。

绘制原理图的两大原则：首先应该保证整个电路原理图的连线正确，信号流向清晰，便于阅读分析和修改；其次应该做到元器件的整体布局合理、美观、实用。

多变流水灯控制电路(1)电路结构与特点多变流水灯控制电路如图2S所示。

图中的多谐振荡器由非门U5；A、U5：B及R1、R2、C1组成，其振荡频率为2H2。

三极管开关电路由R3、v1组成，它并联在R2(决定频率的元件之一)的两端。

当v1饱和时，相当于R2两端并联一电阻，多谐振荡器的频率将变为原来的3倍。

多谐振荡器产生的方波由两路输出，其中b4日1u5：A输出的一路输入U4的12级串行二进制计数分频器。

该计数分频器将输入端信号输出，分频作用于v1。

在U4的13脚输出的一个方波的前半段，其输出电平为“o”，v1截止，振荡器频率保持2H2；在后半段v1饱和，使振荡频率变为6Hz。

非门U5：B输出至U1的BCD可预置数同步可逆计数器。

其4、12、13、3脚为BCD码数据预置端，6、11、14、2脚为BCD码数据输出端。

9脚为清零端，当其为高电平时，输出的数据为咖零数。

l脚为置数允许端，当其为高电平而9脚为低电平时，输出的数据与4、12、13、3脚预置数相同。

I o脚为加、减计数控制端，高电平为加计数，低电乎为减计数。

5脚为进位输入端，无进位时，固定为低电乎。

15脚为时钟脉冲输入端，脉冲上升沿有效。

U1输出直接至U2的咖十进制译码器，将BcD码数据译为十进制码，从相应的十进制码数输出端输出。

电路中Ul的4、12脚接高电乎，13、3脚接低电乎，故预置数为o011，即十进制数的3。

u1的10脚由U4的输出端提供控制信号，当U1的15脚连续不断地输入时钟脉冲时，如果u1的10脚为高电平，则U1输出的比D码数据经U2译码，U2的3、14、2、15脚依次输出高电平。

当U2的1 脚输出高电平时，经R5、C2稍加延时输入非门U5：D、U5lc整形，将经RC延时使前沿变得较平滑的波形重新整形为方波，以避免ul同步计数器产生信号丢失。

整形后的高电乎至U1的9脚时，U2的3脚迅速变为高电乎输出。

于是开始了3、14、2、15脚依次输出高电乎的重复过程。

Proteus虚拟仿真案例-——流水灯制作一、原理图设计1.打开proteus，新建文件2.选择元器件(1)选择单片机芯片左侧快捷菜单栏里按下，按下P，在“关键字”栏中输入“8951”，选择AT89C51(2)选择晶振：输入crystal，选择CRYSTAL(3)选择电容：输入22p，左边类别中选择Capacitors，右边选择CERAMIC22P(4)选择电阻：输入10k，左边类别中选择Resistors，右边选择RESISTORS库的3WATT10K(5)选择led：输入led，左边类别中选择Optoelectronics，右边选择led-yellow(6)选择按钮：输入button，选择USERDVC库的BUTTON(7)选择好的元器件如图所示3.放置器件振荡电路：(1)放置AT89C51单片机：在DEVICES栏中选中AT89C51，然后在绘制区放置到合适的位置(2)放置晶振，隐藏text属性（菜单—模板—设置设计默认值—显示隐藏文本不勾选）(3)分别将晶振的两脚与AT89C51的19、18脚相连(4)放置两个22p的电容，一端与晶振相连，另一端互连(5)放置地节点（左侧快捷菜单栏里按下——GROUND），与两个电容相连复位电路：a.放置电源节点（左侧快捷菜单栏里按下——POWER）b.放置地节点c.放置电容，电阻，电阻一端接地，一端与电容相连，电容一端接+5V电源d.AT89C51第9脚接电阻、电容中间e.放置按钮，接电容两端f.右击按钮——编辑属性——元件参考：BUTTON，并取消“本元件不用于PCB制版”g.修改C3电容的值：右击——编辑属性——Capacitance改为10u绘制流水灯：a.放置电阻、led，右击led——编辑属性——隐藏元件值，连接电阻和ledb.使用块复制，复制7组电阻和ledc.放置电源，分别与D1-D8的一端连接d.总线绘制：左侧选择“总线模式”，绘制一条总线，连接P1口与R2-R9e.使用属性分配工具进行快速网络标号：按下a，出现属性分配窗口，“字符串”框输入“net=D#”，单击P0口的8条线，进行编号，再次按下a，出现属性分配窗口，“字符串”框输入“net=D#”，单击R2-R9的8条线，进行编号f.批量修改R2-R9的值：按下a，出现属性分配窗口，“字符串”框输入“V ALUE=100”，确定二、系统仿真1.编写源代码(1)菜单——源代码——添加/删除源文件——new——文件名输入pmd.asm——打开——确定(2)菜单——源代码——pmd.asm，进入编辑窗口，编写跑马灯源程序（如下所示），保存ORG 00HSTART: MOV R2,#8MOV A, #0FEHLOOP: MOV P1, ALCALL DELAYRL ADJNZ R2, LOOPLJMP STARTDELAY: MOV R5, #20D1: MOV R6, #20D2: MOV R7, #248DJNZ R7, $DJNZ R6, D2DJNZ R5, D1RETEND(3)编译代码：源代码——全部编译2.运行仿真(1)暂停，观察源代码窗口，寄存器窗口（调试——寄存器窗口），SFR窗口中的值三、PCB（Printed Circuit Board，印制电路板）制版1.封装检查(1)菜单——设计——设计浏览器，查看(2)回到ISIS界面，处理“按钮”：右键——封装工具——添加——关键字输入button，选择一个，引脚A分别输入1、2——指定封装(3)批量修改电阻的封装值：选中R2-R9，按下a，出现属性分配窗口，“字符串”框输入“package=RES40”，确定(4)批量修改led的封装值：选中D1-D8，按下a，出现属性分配窗口，“字符串”框输入“package=LED”，确定(5)修改R1的封装值：右击——编辑属性——PCB Package设置为RES40(6)保存：路径和文件名不要有中文2.点击ARES，制作PCB板(1)画板框：左下角下拉框“选择当前板层”——Board Edge，顶部快捷菜单栏里按下，左侧快捷菜单栏里按下，画一个100mm×100mm的框(2)布局各元器件：按下，分别放置单片机U1、电阻R2-R9、晶振X1、电容C1-C3、按钮、led灯D1-D8、电阻R1到刚才画的板框中(3)自动布线：顶部快捷菜单栏里按下——开始布线(4)调整板框到合适的大小(5)3D预览PCB：菜单——输出——3D预览(6)生成电源层：菜单——工具——生成电源层——网络下拉框选择“GND=POWER”，层下拉框选择“Top Copper”——确定。

流水灯的制作与调试随着电子技术的快速发展尤其是数字技术的突飞猛进，多功能流水灯凭着简易，高效，稳定等特点得到普遍的应用。

在各种娱乐场所、店铺门面装饰、家居装潢、城市墙壁更是随处可见，与此同时，还有一些城市采用不同的流水灯打造属于自己的城市文明，塑造自己的城市魅力。

目前，多功能流水灯的种类已有数十种，如家居装饰灯、店铺招牌灯等等。

所以，多功能流水灯的设计具有相当的代表性。

任务1 认识电路 1.电路工作原理图1所示为555+ 4017构成的自动脉冲分配器电路原理图。

图1 叮咚门铃电路原理图十进制计数／分频器CD4017，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。

CD4017有10个输出端（Y0～Y9）和1个进位输出端CO 。

每输入10个计数脉冲，CO 就可得到1个进位正脉冲，该进位输出信号可作为下一级的时钟信号。

CD4017有3个控制（MR 、CP0和~CP1），MR 为清零端，当在MR 端上加高电平或正脉冲时其输出O0为高电平，其余输出端（O1～O9）均为低电平。

CP0和～CPl 是2个时钟输入端，若要用上升沿来计数，则信号由CP0端输入；若要用下降沿来计数，则信号由～CPl 端输入。

设置2个时钟输入端，级联时比较方便，可驱动更多二极管发光。

由此可见，当CD4017有连续脉冲输入时，其对应的输出端依次变为高电平状态，故可直接项目二轻触按钮用作顺序脉冲发生器。

CLK或CP端:轻触开关作为信号触发,上升沿.CR端: 清零端,高电平清零.INH端: 接低电平时,CLK端上升沿计数,输出高电平. 接高电平时,保持.CO端:进位输出端,没有进位时输出高电平(Q0~Q4),有进位时输出低电平(Q5~Q9).实物图图2所示为流水灯电路实物图。

图2 流水灯电路实物图任务2 元器件的识别与检测1.电路元器件的识别在电路的制作过程中，元器件的识别与检测是不可缺少的一个环节，读者在制作前可先对照表1逐一进行识别。

多功能流水灯设计毕业设计毕业设计：多功能流水灯设计一、引言多功能流水灯是一种常见的电子灯具，其特点是能够根据预定的规律产生流动的灯光效果。

在本毕业设计中，我们将设计一款具有多种功能的流水灯，包括不同的灯光模式切换、亮度调节等功能。

本设计将以STM32微控制器作为核心控制器，并通过外部电路和软件编程实现多种流水灯效果。

二、设计方案1.硬件设计本设计中，我们将使用STM32微控制器作为核心控制器，具有丰富的GPIO引脚和定时器功能。

通过连续改变GPIO引脚的电平状态，我们可以实现流水灯的亮灭效果。

同时，我们还将使用一些外部元件，如电阻、电容和三极管等，来实现灯光的亮度调节和控制。

2.软件设计本设计将使用Keil C编译环境进行软件开发。

首先，我们需要编写相关的GPIO和定时器驱动程序，实现对流水灯的控制。

其次，我们还需要编写额外的模式切换和亮度调节功能的程序，通过按键或旋钮等输入方式来改变流水灯的工作模式和亮度。

三、具体实现1.灯光模式切换功能我们将设计一个菜单界面，通过按键输入来切换不同的流水灯工作模式。

在菜单界面中，用户可以选择要显示的流水灯模式，如单色流水灯、多色流水灯等。

通过编写相应的程序代码，我们可以通过按键触发事件来实现模式的切换。

2.亮度调节功能我们将使用旋钮或调光器等输入方式来实现对流水灯亮度的调节功能。

通过读取旋钮当前的位置或调节器的电阻值，我们可以确定亮度的大小。

然后，我们将通过改变PWM信号的占空比来实现对流水灯亮度的控制。

3.故障检测和保护功能为了保证流水灯在长时间使用过程中的稳定性和安全性，我们还将设计故障检测和保护功能。

例如，我们可以通过检测电流和电压等参数来判断灯管是否损坏，并及时发出警报提醒用户更换。

同时，我们还可以设置过压、过流和过载保护功能，以防止灯具因异常情况而损坏。

四、测试与验证在完成硬件和软件设计后，我们将进行测试和验证。

首先，我们将验证流水灯的各项功能是否正常工作，包括模式切换、亮度调节等。

目录目录 (1)第一章设计要求及系统组成 (2)一、任务要求 (2)二、系统组成 (2)第二章系统设计方案选择与论证 (2)一、方案一 (2)二、方案二 (3)第三章设计方案及工作原理 (3)3.1设计方案 (3)3.1.1时钟信号电路 (3)3.1.2计数译码电路 (4)3.1.3总体电路 (4)第四章实验，调试及测试结果与分析 (5)结论 (6)参考文献 (6)第一章设计要求及系统组成一、任务设计一个彩灯流水控制电路。

二、设计要求1、基本要求（1）用8 个发光二极管作为彩灯显示，能使彩灯亮作流水的变化。

具有手控彩灯亮点流向的右移、左移，彩灯全亮及全灭等功能。

（2）可以自控彩灯亮点流向按右移、左移、全亮、全灭等功能顺序连续执行。

（3）彩灯可以间歇流动，要求彩灯亮点往返变换时间为5秒，往返2次（10秒）间歇1次，间歇时间1秒。

2、发挥部分（1）彩灯流速可以改变。

可实现往返变换时间为16秒和1秒。

（2）设计显示基本要求之外的其他图案循环显示功能。

三、系统组成原理框图如下：多功能流水灯原理框图第二章系统设计方案选择设计方案一、方案一：本方案是从网络上找到的一电路。

设计的多功能流水灯原理电路图如下图所示。

原理电路图由振荡电路、译码电路和光源电路三部分组成。

脉冲发生器是由NE555与R2、R3及C3组成的多谐振荡器组成，主要为灯光流动控制器提供流动控制的脉冲。

流动速度可通过电位器RP进行调节。

灯光流动控制器由一个十进制计数脉冲分配器CD4017和若干电阻组成。

CD4017的CP端受脉冲发生器输出脉冲的控制，其输出端(Q0~Q9)将输入脉冲按输入顺序依次分配。

输出控制的脉冲，其输出控制脉冲的速度由脉冲发生器输出的脉冲频率决定。

12个电阻与CD4017的10个输出端Q0~Q9相连，当Q0~Q9依次输出控制脉冲时6个发光二极管按照接通回路的顺序依次发光，形成流动发光状态，实现正逆向流水的功能。

电源电路采用电容降压，二极管整流和稳定管稳压的供电方式，直流工作电压由稳压管的稳压值决定。

示例要求:在80C51单片机的P2 口连接8个发光二极管指示灯，编程实现流水灯的控制，轮流点亮指示灯。

在KEIL 51中编程序，形成HEX文件；在PROTEUS中设计硬件，下载HEX文件，运行看结果。

第1 篇: PROTEUS电路设计1、打开PROTEUS的ISIS软件，如图1所示。

新建电路图文件，将文件保存到E:\projectio （新建文件夹projectio）下面，文件基本名为io,扩展名默认。

图1 ISIS窗口图2、在component mode模式下单击选择元件按钮P,打开元件选择对话框，如图2所示。

图2元件选择窗口Root sheet 1IF在元件选择对话框的 keywords 窗口中输入元件关键字可换搜索元件，找到元件后，双击元件则可选中元 件，添加元件到图3的device 列表栏。

在这里依次添加元件单片机 80C51、电阻RES 、电容CAP 、按键BUTTON 、晶振CRYSTAL 、发光二极管 LED-RED ，如图3所示。

3、选择devices 元件列表中的元件放到工作窗口， 注意放置在工作窗口合适的位置，在元件放置时可对元件进4所示。

电源（POWER ）与地（GROUND ）：（右键-放置-终端里选）。

Fil* JJi ** Edit Ts&lt Vetixn 肆紛h 命af” U 俺峙 Litrsrv 1 也Svct K*lp国W;踞輕丨==■■-!□] x|行移动、旋转等操作；如图 图3添加元件的device 列表栏配輔證 S I?) K I S E I EIF記汨益器心 呼Tn •冒l-H-一 -4、连接导线，如图5所示。

连接后存盘。

Pile V] ew Edit l^els Dess EHScfirct Betur Latr KT ?" IflEwlute Svster M<lp|D I ^S 虚id 旨3|[囱書]舟 命迫旦塹口|]叭c x %e.^z z■ ■狀 ]ls tnsi iasH.^10^71^连接元件图5、 在Keil 软件中设计软件程序，形成 HEX 文件（具体过程见第 2篇Keil 软件编程）。

多路流水灯控制程序的设计1、设计目的1.1 了解各种各种小灯循环点亮和渐变效果的产生原理。

1.2 掌握并行接口芯片8255A逻辑功能及使用方法。

1.3 掌握一定的汇编语言知识，培养自己的动手操作能力。

1.4 学习程序设计的基本思路和方法。

2、设计要求2.1 以8086CPU为核心、并行接口芯片8255A和3个逻辑电平开关设计——多路流水灯控制程序；2.2 该多路流水灯控制程序能实现模拟水滴下落、左向移动流水灯和右向移动流水灯三种不同的模拟流水形式；2.3 该多路流水灯控制程序在输入有效代码时才能产生所需的流水形式，否则，小灯全灭。

3、设计思路总体方案设计分析在本实验中要求用8255A的B口做为输出，接8个发光二极管，从而实现8位流水灯的显示效果，故基本的接线可以如下面图2所示。

在C口的低三位接3个开关，实现3个扩展功能的控制，在PC0-PC7口分别对应的接八个发光二极管。

3.1模拟水滴下落(1) 现象模拟水滴下落分为两个过程：其一，水滴形成（渐变效果），即最左位的小灯的亮度逐渐增强；其二，水滴掉下（加速与拖尾效果），即小灯移动的速度逐渐加快以及渐隐效果。

(2) 原理水滴形成是在一个周期内，我们可以调节亮和灭的时间，达到调节亮度的目的。

因为一次亮灭为一个周期，由于人眼对时间的分辨率有限，变化较快的的闪烁频率无法识别，只要周期够短，人眼就看不出闪烁了。

因此利用此原理，亮的时间长一点，灭的时间短一点，看起来就亮一些，否则就暗一些从而实现渐变的效果及水滴的形成，给人的感觉是D0位小灯的亮度逐渐增大。

水滴掉下过程是首先定义一些时间数组，然后通过数组所定义的时间的逐渐变化来使硬件产生小灯的加速移动的效果。

拖尾效果是首先定义一些时间数组，然后通过数组所定义的时间的逐渐变化来使硬件产生小灯的渐隐的效果。

3.2左向移动流水灯(1) 现象左向移动流水灯的实验现象是首先最左边的灯亮，然后是最左边的灯灭，此时左起第二个灯亮，依次轮流亮，直到第八个灯亮。

简单流水灯仿真（入门级实验）实验介绍：简单流水灯实验是通过单片机控制几个发光二极管（常见控制8个）的点亮状态，形成一个流动的效果，所以称为流水灯实验。

流水灯实验是闪烁灯实验的进阶，也属于入门级实验。

流水灯效果在普遍应用于路边的广告牌以及各式的霓虹灯。

实验目的：该实验的主要目的是通过流水灯效果的控制，熟悉单片机I/O接口的使用。

学习移位指令（汇编语言：RR、RL，C语言：_crol_、_cror_）的使用方法。

仿真原理图：在仿真软件Proteus中绘制仿真仿真原理图如上图所示。

（注意事项：在仿真过程中，电阻R2~R9的大小要合适，太大LED将无法点亮。

仿真时如果想使用P0口，则需要添加上拉电阻。

注意发光二极管的极性，如果发光二极管接反了，则无法点亮。

）程序HEX代码如下：:03000000020832C1:0C083200787FE4F6D8FD75810702081DF0:10080000E4FFFEE4FDFC0DBD00010CBC03F8BDE8F7:0C081000F50FBF00010EEF64644E70E7AE:01081C0022B9:10081D0075A0FEAFA07801EF08800123D8FDF5A0EB:05082D0012080080EE3E:00000001FF程序HEX使用方法：1）新建txt文档2）将HEX代码复制到txt文档中，保存3）将该txt文档另存为“程序名.hex”,例如：pro.hex 4）在仿真软件中打开即可实现仿真。

汇编语言代码以及C语言代码如下：汇编语言代码1(移位方法)：ORG 0HJMP MAINORG 30HMAIN:MOV A,#0FEHX1:MOV P2,ACALL DELAYRL AJMP X1DELAY:MOV R2,#20X3:MOV R3,#40X2:MOV R4,#250DJNZ R4,$DJNZ R3,X2DJNZ R2,X3RETEND汇编语言代码2(直接赋值方法)：ORG 0HJMP MAINORG 30HMAIN:MOV P2,#0FEHCALL DELAYMOV P2,#0FDHCALL DELAYMOV P2,#0FBHCALL DELAYMOV P2,#0F7HCALL DELAYMOV P2,#0EFHCALL DELAYMOV P2,#0DFHCALL DELAYMOV P2,#0BFHCALL DELAYMOV P2,#7FHCALL DELAYJMP MAINDELAY:MOV R2,#20X3:MOV R3,#40X2:MOV R4,#250DJNZ R4,$DJNZ R3,X2DJNZ R2,X3RETEND注意：对于指令“MOV A,#0FEH”中，“#”后面的数字“0”不可以省略。

电子课程设计——多功能流水灯学院：电子信息工程学院专业、班级：姓名：学号：指导老师：闫晓梅2014年12月目录一、设计任务与要求 (3)二、原理框图 (3)三、器件选择 (4)四、功能模块 (11)五、总体设计电路图 (15)六、心得体会 (17)七、参考文献 (17)多功能流水灯一、设计任务与要求1．要求彩灯有单向流水效果。

2．彩灯的流向可以改变。

可以正向流水，也可以逆向流水。

灯流动的方向可以手控，也可以自控，自控往返变换时间为5秒钟。

3．彩灯可以间歇流动，10秒钟间歇一次，间歇时间为一秒。

4. 彩灯的流速以人眼看清为准。

二．总体框图（一）设计思路：彩灯流水控制电路，其主要部分是实现定时功能，即在预定的时间到来时，产生一个控制信号来控制彩灯的流向,间歇等,可利用中规模集成器件可逆计数器和译码器来实现正,逆流水功能,利用组合电路实现自控,手控方向控制等.利用555定时器组成一个多谐振荡器，发出连续脉冲，作为计数器的时钟脉冲源。

彩灯流向可以改变，应该选用加减计数器，但考虑到加减计数器无法实现时间间歇，所以不考虑。

计数器的输出接译码器以实现流水的效果。

如图（1－1）所示：图（1－1）：多功能流水灯总体框图根据题目要求，利用试验箱上的脉冲信号，发出连续脉冲，作为计数器的时钟脉冲源。

为了实现灯流向的可控，可以选用加减可逆计数器，计数器的输出接译码器以实现流水的效果。

在选择流向和间歇控制电路时有两种设计方法，第一种是在设计一个脉冲源，使其频率是主脉冲的整数倍。

但这种方法解决不了同步的问题。

第二种方法是利用分频得到所需要的控制信号，显然这种方法优于第一种方法三．选择器件：(一)555定时器（1）555内部简介：国产双极型定时器CB555电路结构图。

它是由比较器C1和C2，基本RS触发器和集电极开路的放电三极管T D三部分组成。

V H是比较器C1的输入端V12是比较器C2的输入端。

C1和C2的参考电压V R1和V R2由V CC经三个五千欧电阻分压给出。