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摘要用音频信号发生器进行音乐控制，控制五路彩灯，每路100W，220V的白炽灯为负载，点亮彩灯双向流动的闪烁频率在1-10H内连续可调。
该设计经过Multisim软件的仿真。
Multisim是美国国家仪器（NI）有限公司推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。
它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。
Multisim的基本概念是：工程师们可以使用Multisim交互式地搭建电路原理图，并对电路进行仿真。
Multisim提炼了SPICE仿真的复杂内容，这样工程师无需懂得深入的SPICE技术就可以很快地进行捕获、仿真和分析新的设计，这也使其更适合电子学教育。
通过Multisim和虚拟仪器技术，PCB设计工程师和电子学教育工作者可以完成从理论到原理图捕获与仿真再到原型设计和测试这样一个完整的综合设计流程。
关键词：双向流动彩灯控制器；Multisim ；目录1、绪论 (3)2、方案的确定（系统工作原理） (4)3、工作原理、硬件电路的设计或参数的计算 (4)3.1、总体电路的确定 (4)3.2、单元电路的分析与设计 (5)3.2.1、时钟发生器电路的设计 (5)3.2.2、顺序脉冲发生电路的设计 (6)3.2.3、可控硅输出电路的设计 (8)3.2.4、彩灯点亮方向控制器电路的设计 (10)4、仿真 (11)4.1、对时钟发生器电路设计的仿真 (11)4.2、对彩灯点亮顺序和方向控制电路的仿真 (12)4.3、对整体电路的仿真 (15)5、安装与调试 (16)6、结论 (18)7、心得体会 (18)参考文献 (19)1、绪论彩灯，又名花灯，是我国普遍流行的传统的民间的综合性的工艺品，彩灯艺术也就是灯的综合性的装饰艺术。
彩灯的产生是人类运用火、发明灯、制造灯具等发展而来的，随着我国科学技术的发展，彩灯艺术更是花样翻新，奇招频出，传统的制灯工艺和现代科学技术紧密结合，将电子、建筑、机械、遥控、声学、光导纤维等新技术、新工艺用于彩灯的设计制作，把行、色、光、声、动相结合，思想性。
七进制计数器®--Q0逻辑电路数字电路课程设计彩灯控制器的设计1设计要求设计一个彩灯控制器。
1•要求能控制红、黄、蓝、绿各色LED灯循环闪烁，并可变换闪烁图案。
2.彩灯白天不亮，夜晚自动亮。
2设计方案原理框图如图1所示1、控制红、黄、蓝、绿各色LED灯循环闪亮，则按照红一红黄一黄一黄蓝一蓝一蓝绿一绿一红的方式循环闪亮。
彩灯的灯灭有七种状态，可设计一个七进制的计数器，用计数器的状态来控制彩灯的亮灭；计数器应能够自启动。
2、用555定时器构成多谐振荡器，作为脉冲信号源；3、用光敏器件（光敏电阻、光敏二极管等）来检测周围环境的光强，以区分白天和夜晚，实现彩灯白天不亮、晚上自动亮的控制要求。
光敏器件检测电路整体结构为脉冲信号源输出一定频率的脉冲给七进制计数器，七进制计数器受脉冲控制输出Q3、Q2、QI、Q0的不同状态，从而控制逻辑电路，逻辑电路输出控制彩灯的亮灭，达到要求。
根据所学内容，可分别确定所需元件,脉冲信号源有很多种，但要频率可控，可采用CB555定时器组成的多谐振荡器完成，多谐振荡器是常用的一种矩形波发生器，原理框图脉冲信号源通过改变R1和R2的电阻值即可改变其输出矩形波的频率。
七进制计数器可通解原理。
①脉冲信号源DT5q=（R1+R2）/（R1+2R2）=2/3T=1ms 令C1=0.1UF求得TD-Ijnim.555TIIVIER RATEDC1O.luFd.oi|jr74LS16QDr 1—*|U2AI 17WN过74LS160型同步十进制计数器改接而得。
逻辑电路可使用74LS138型译码器控制彩灯，最后通过与非门获得彩灯的逻辑控制关系。
74LS160型同步十进制计数器改接成七进制计数器的同时，在七进制计数器的输出端接一个数码管，仿真时可检测十进制改接成七进制的正确性，以及灯亮灯灭和计数器的输出如何对应，更好地理脉冲信号源②七进制计数器采用置数法改接74LS160同步十进制计数器上图是由74LS160型同步十进制计数器改接而成的七进制计数器。
一、概述此设计的目的是控制五路彩灯双向流动，设计的主要要求如下：1. 用中规模计数器设计该双向流动彩灯控制器。
2. 要求彩灯双向流动点亮，其闪烁频率在1~10Hz内连续可调。
3. 要求用555定时器设计时钟脉冲，五路彩灯采用五个发光二极管代替。
二、方案论证设计一个双向流动彩灯控制器，控制五路彩灯双向流动，这里采用两种方案。
1.方案一图1 方案一原理框图原理图如图1 通过可控硅器件SCR加至各彩灯两端，当可控硅导通时，彩灯被点亮，否则熄灭。
可控硅的导通与否是由其可控极是否加入触发信号来决定的。
这些触发信号是由顺序脉冲发生电路给出的。
时钟发生器产生的时钟脉冲CP送入顺序脉冲发生电路。
随着时钟脉冲的不断输入，顺序脉冲发生电路的各输出端依次变成高电平，形成时序控制信号。
时序控制信号经驱动电路送入可控硅的控制极，使各可控硅依次导通，于是各彩灯被依次点亮。
2.方案二多谐振荡器八进制加法计数器译码器彩灯图2 方案二原理框图原理框图如21所示，方案二采用555定时器连接成多谐振荡器产生频率在1~10Hz内连续可调的时钟信号，然后将时钟信号输出通过计数器接受。
然后，经过八进制加法计数器的循环计数实现双向流动功能。
最后，通过译码器译码，选择某一彩灯进行亮灯。
3.方案确定由于第一种方案的彩灯方向控制电路较为复杂，且依据课题所给要求及实验元器件，最终确定方案二为最终方案。
三、电路设计根据设计要求和原理中介绍的彩灯控制电路的基本组成，可以确定双向流动彩灯控制器电路应包含多谐振荡电路、八进制加法计数器电路模块、译码器与彩灯电路模块。
1 . 多谐振荡器电路在实际连接时，555定时器的外引线排列图如图3所示。
图3 555定时器的外引线排列图由555定时器构成的多谐振荡器电路如图4所示。
图4 由555构成的多谐振荡器多谐振荡电路由555定时器及其外接元件R1，R2，R3，C1构成，电位器R1用来调节振荡频率，以改变彩灯流动点亮的速度。
课程设计报告—多路彩灯控制器一、项目介绍多路彩灯控制器是一款具有多种颜色控制功能的控制器，可以实现多种灯光图案的显示。
它的主要功能是控制多脚灯泡的变化和状态，使其产生不同颜色的灯光，构成不同的图案或者变换模式。
二、主要功能1.控制部件：该控制器采用通用数字微处理器作为控制元件，它可以控制多种灯光，包括白色、红色、绿色和蓝色等，还可以同时控制多个LED，实现不同灯光图案的显示。
2.控制算法：在算法上，多路彩灯控制器采用“时序控制”算法，它可以控制灯泡在某一秒内的时间序列，从而实现不同图案的表现效果。
3.连接部件：它还具有外界输入部件，可以连接电脑，便于使用者设计和控制灯光图案，也可以更改和重置控制器，以设计新的灯光图案。
三、困难点1.多灯光多变显示：多路灯光的多变显示要求控制器具有良好的时序管理能力，以及良好的判断力，能够实时根据外部特征环境、光源特性等，控制灯泡成某种特定的灯光图案。
2.多模式控制：多模式控制要求控制器具有嵌入式内部控制算法，以实现不同的相关控制功能。
3.可视化编程：多模式控制还要求可视化编程，使用者可以通过可视化编程界面来设计灯光图案。
四、实现方案1.硬件系统：由数字微处理器、多路输出控制器、LED灯光、外界输入部件（如按键、鼠标、USB 等）等组成。
2.控制软件：控制程序和用户界面设计，将硬件设计和实现，以及灯光显示软件结合起来，实现灯光图案的控制。
五、总结多路彩灯控制器的主要功能是控制灯泡在某一秒内的时序变化，以及实现多种灯光图案的显示。
它的实现方案主要由硬件系统、控制软件和外界输入组成，它的主要困难点包括多灯光多变显示、多模式控制和可视化编程等。
浅谈双向流动彩灯控制器的设计1工作原理本文主要介绍彩灯循环控制电路的设计组成及工作原理。
电路中的220V电压通过以小型交流变压器转为12V的交流电压，再经过直流稳压电源电路为整个系统提供直流5V电压。
由以555为核心的时钟发生器电路产生的时钟脉冲送入计数器，随着时钟脉冲的不断输入，计数器的各输出端的信号通过反馈到芯片的同步置数端，从而开始从0000到0111四位二进制加计数，形成时序控制信号。
时序控制信号经驱动电路送入发光二极管，从而控制相应彩灯被依次点亮（熄灭），实现循环。
此外，我运用Multisim仿真软件，对该实验项目完成从理论到原理图捕获与仿真再到原型设计和测试这样一个完整的综合设计流程。
2设计要求控制五路彩灯，每路以100W、220V的白炽灯为负载或以霓虹灯为负载，也可以用发光二极管为负载，要求彩灯双向流动点亮，其闪烁频率在1～10Hz内连续可调。
3设计方案的选择方案采用555定时器连接成多谐振荡器，产生频率在1～10Hz内连续可调的时钟信号，将时钟信号输出，通过计数器接受。
然后，经过八进制加法计数器的循环计数实现双向流动功能。
最后，通过译码器译码，选择某一彩灯进行亮灯。
4硬件电路的设计4.1单元电路的设计实验电路由直流稳压电源电路、时钟发生器电路、彩灯点亮方向控制电路等部分组成。
4.1.1直流稳压电源电路。
市电220V首先通过交流电源变压器降压为12V 交流电，通过单项桥式整流电路形成脉动直流电压，再通过单项桥式整流电容滤波形成平滑的直流电压，最后通过稳压电路给负载提供稳定电压。
4.1.2时钟发生器电路。
时钟发生器电路，即为555定时器构成的多谐振荡器电路，最核心的组成部分就是555定时器。
主要参数计算：T＝（R1+2R2+R3）Cln2≈0.7（R1+2R2+R3）C这样，通过控制电容充放电时间，使多谐振荡器产生时钟信号，然后，通过调节滑动变阻器使多谐振荡器产生的时钟信号频率在1～10Hz内连续可调。
多路彩灯控制器的设计（精选五篇）第一篇：多路彩灯控制器的设计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。
设计报告书多花型双节拍彩灯摘要：彩灯控制器是用来使彩灯按照一定的形式和规律闪亮，起到烘托节日氛围、吸引公众注意力的作用，应用前景较为广泛。
彩灯控制器实现方法多种多样，本次设计的这台彩灯控制器主要功能有：（1）可以控制8路彩灯或彩灯串；（2）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；（3）彩灯起始状态可以预置；（4）移动速度和左右交替速度可调节；（5）控制电路与负载（可以直接使用交流220V市电的彩灯）完全隔离。
关键词：彩灯控制器、速度可调、市电彩灯目录一、作品设计要求 (3)1．设计要求 (3)2．设计步骤 (3)3．报告要求 (3)二、作品设计原理分析 (3)1．系统设计框图 (3)2．分模块电路原理分析 (4)三、作品调试及仿真 (8)1．作品调试 (8)2．作品仿真 (8)四、作品设计制作总结 (15)1．设计总结 (15)2．创新改进意见 (16)五、参考文献 (17)附录1：系统电路总图 (18)多花型双节拍彩灯一、作品设计要求1．设计要求：（1）设计一个八路彩灯，要以0.25秒和0.5秒两种节拍运行。
（2）三种不同的花型，自行设计。
2．设计步骤：（1）要有设计框图、采用层次的设计，分模块设计。
（2）原理图法和文本法均可。
（3）仿真（功能仿真和时序仿真）3．报告要求：（1）将完成的设计原理图和分层的设计文件总结出来。
（2）说明实验结果，从.RPT中抄写资源使用情况。
（3）打印出传真泼型。
说明设计结果。
（4）总结经验教训。
提出建设性的意见。
二、作品设计原理分析1．系统设计框图经过多种设计方案的比较和论证，最终选择了以双向移位寄存器74LS194芯片为核心的设计方法。
系统设计框图如下：图1 系统设计框图（1）整个电路系统以双向移位寄存器为核心；（2）彩灯初值设定电路由开关和下拉电阻构成，8个开关分别接于双向移位寄存器的并行置数端用于设定移位寄存器的初值；（3）移位脉冲发生器是将555定时器接成多谐振荡电路，通过调整充电电容及电阻的大小可以改变脉冲频率，脉冲频率决定彩灯移动的速度；（4）花样选择电路由一个单刀三掷开关和一个555定时器构成，单刀三掷开关用于选择彩灯左移、右移、左右交替移动三种花样。
多路彩灯控制器内容摘要：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，可以以两种不同的频率分别显示几种不同的花型。
一、多路彩灯控制器的实际意义：本文介绍的这种彩灯控制器, 具有动感性能, 非常有趣。
由于采用集成电路制作, 工作稳定可靠, 制作容易, 具有实用价值, 可用于广告灯箱等二、设计内容及要求：1. 设计内容：本课题要求设计一台以两种不同的频率分别显示几种不同的花型的多路彩灯控制器。
2. 设计要求：彩灯控制器是以高低电平来控制彩灯的亮与灭。
如果以某种节拍按一定规律改变彩灯的输入电平值，控制才等的亮与灭，即可以按预定规律显示一定的花型。
因此彩灯控制电路需要一个能够按一定规律输出不同高低电平编码信号的编码发生器，同时还需要编码发生器所要求的时序信号和控制信号。
综上所述，彩灯控制器应该由定时电路、控制电路、编码发生器电路以及驱动电路组成。
三、电路工作原理：定时电路产生两种不同的快慢节拍，用来以两种不同频率的节拍显示彩灯的花型，其中振荡器采用简单易行的555振荡器来实现，555所产生的信号经过两片161级联之后进行分频，其中第一次产生快慢节拍的分频由D触发器实现。
信号经过分频之后经过控制电路来实现花型的变化，编码发生器产生编码后控制灯的亮与灭来实现多路彩灯的花型。
该控制器共控制8路彩灯，花型要求不多，故采用移位寄存器来组成彩灯控制电路。
四、系统需要的元器件7400 1片7404 1片7408 1片7420 1片7232 1片7474 1片74139 1片74161 2片74194 2片555定时器 1片发光二极管绿色和红色4个电容0.01uf和4.7uf各一电阻5.1K和150K各一,220欧姆1个五、选定系统设计方案，画出系统框图多路彩灯控制器系统框图如下所示：其中定时器由555振荡器及少量电阻、电容构成，产生的脉冲经过D触发器及门电路组成的快慢节拍分频电路，产生在不同的时间段频率不相同的两种脉冲。
农业大学经济技术学院电子技术课程设计报告书课题名称一种多种波形发生器设计姓名汪亦嘉学号150103233院、系、部机械工程系专业机械设计制造及其自动化指导教师琰2017年6月13 日一、设计目的1、对模拟电子技术的的直流电源中的整流、滤波、稳压等环节加深印象。
2、了解直流电源各局部的构造。
3、加深对于555定时器的部构造的理解。
4、将74LS161改为十六进制以的任一进制计数器。
5、Mulsitim 电路仿真软件应用灵活。
二、方案论证设计一个双向彩灯控制器，控制五路彩灯。
方案一：以555定时器为根底连接成多谐振荡器产生周期在1～10Hz 矩形时钟脉冲，用以启动74LS161计数器。
并用74LS161构成八进制加法计数器通过74LS138译码器输出给五个彩灯，实现双向循环。
方案一原理框图如图1所示。
图1 双向彩灯控制器方案一的原理框图方案二：与方案一的第一局部原理一样同样采用555定时器构成多谐振荡器，用来产生1～10Hz 的周期矩形时钟脉冲，启动计数器。
第二局部采用四进制加法计数器和四进制减法计数器结合实现循环，第三局部同样采用74LS138译码器输出给五路彩灯，实现循环。
方案二原理框图如图2所示。
图2 双向彩灯控制器方案二的原理框图最终本设计采用的是方案一，只采用一个八进制加法计数器，循环简单方便，仅需一次循环就可实现五路彩灯双向流动。
在考虑本钱的条件下，节省器件。
所以方案一更加适宜。
三、电路设计1.直流稳压电源电路直流稳压电源电路包括四个局部，单项交流电经过电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路转化成稳定的直流电源。
输入电压为220V 电压，需要通过电源变压器降压后再对交流电压进展处理。
变压器副边电压通过整流电路从交流电转化为直流电压。
整流后的电压含有较大的交流分量会影响电路的正常工作，因而为减小电压的脉动，需要通过低通滤波器，使输出电压平滑。
滤波后的电压变为交流分量较小的直流电压。
最后通过稳压电路使输出直流电压根本不受电网波动和负载电阻变化的影响，从而获得足够高的稳定性的直流电压。
一、概述1. 题目：双向流动彩灯控制器2. 背景：本次课程设计采用生活中随处可见的彩灯装饰品作为实验项目的背景,结合具体的实际应用,将220V交流用电经变压装置转换为5V直流电源,为整个控制装置提供电源,然后经过产生时钟信号的多谐振荡电路、利用同步预置法改接的八进制计数器和与五路彩灯相连的译码器完成对各个彩灯顺序的控制,以完成实验。
3. 意义：通过本次试验既熟悉了555定时器连成的多谐振荡器、计数器和译码器的用法，更进一步加深了课本知识在实际生活中的应用，提高了思考以及动手能力，让学生能够熟练运用软件对各种电路进行模拟仿真。
4. 应用：彩灯作为一种景观,安装在建筑物的适当地方作为装饰增添节日气氛,也有一种广告宣传的作用，也可用在舞台上增强晚会灯光效果，通过电路控制彩灯更能够达到意想不到的效果，在日常生活中被广泛应用。
5．设计要求：a. 用中规模计数器设计该双向流动彩灯控制器。
b. 要求彩灯双向流动点亮，其闪烁频率在1~10Hz内连续可调。
c. 要求用555定时器设计时钟脉冲，五路彩灯采用五个发光二极管代替。
6. 设计指标：电路运行后，彩灯依次点亮且能够双向流动，频率在1~10Hz内连续可调。
二、方案设计设计一个可以双向流动的彩灯控制器，控制五路彩灯双向流动。
图1 双向流动彩灯控制器原理框图双向流动彩灯控制器原理框图如图1所示，首先采用555定时器连接组成的多谐振荡器产生矩形波从而能够输出电路所需要的时钟信号，即频率在1~10Hz内可调的时钟信号，然后将时钟信号输出通过计数器接收，经过利用同步预置法由十进制计数器改成的八进制计数器的循环计数来实现双向流动功能，然后计数器连接译码器并与彩灯相连，通过译码器对信号进行译码进而控制彩灯双向流动。
三、电路设计通过电路设计，可以把电路分为四个主要模块，即：直流稳压电源模块、多谐振荡器模块、八进制加法计数器电路模块、译码器与彩灯电路模块。
下面对这四个模块进行具体分析介绍：1.直流稳压电源直流稳压电源的原理框图如图2所示。
图2 直流稳压电源原理框图直流稳压电源工作原理：直流稳压电源是一种将220V工频交流电转换成稳压输出的直流电压的装置，它需要经过变压、整流、滤波、稳压四个环节才能完成。
电源变压器是降压变压器，它将电网220V交流电压变换成符合需要的交流电压，并送给整流电路，变压器的变比由变压器的副边电压确定。
整流电路将交流电压变换成脉动的直流电压。
再经滤波电路滤除较大的纹波成分，输出纹波较小的直流电压。
滤波电路可以将整流电路输出电压中的交流成分大部分加以滤除，从而得到比较平滑的直流电压。
而稳压电路的功能则是使输出的直流电压稳定，不随交流电网电压和负载的变化而变化。
通过这四个环节的处理，从而能够保证电路输出5v的稳定直流电压。
直流稳压电源的电路图如图3所示。
图3 直流稳压电源的电路图直流稳压电源的参数选择：7805芯片电压输出电压为标准的5V，应此选7805作为电源稳压芯片，7805系列的稳压集成块的极限输入电压是36V，最低输入电压比输出电压高3-4V。
还要考虑输出与输入间压差带来的功率损耗，所以一般输入为9-15V之间。
对于桥式整流电路，滤波电容C的充电周期等于交流周期的一半，即电路中取C=470μF2. 多谐振荡电路在实际连接的过程中，555定时器的外引线排列图如图4所示。
图4 555定时器的外引线排列图555定时器的功能表如表1所示。
表1 555定时器功能表555定时器功能介绍：555 定时器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，具有成本低，性能可靠等有优点。
它也常作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制等方面。
555 定时器的功能主要由两个比较器决定。
两个比较器的输出电压控制 RS 触发器和放电管的状态。
在电源与地之间加上电压，当 5 脚悬空时，则电压比较器 C1 的同相输入端的电压为 2VCC /3，C2 的反相输入端的电压为VCC /3。
若触发输入端 TR 的电压小于VCC /3，则比较器 C2 的输出为 0，可使 RS 触发器置 1，使输出端 OUT=1。
如果阈值输入端 TH 的电压大于 2VCC/3，同时 TR 端的电压大于VCC /3，则 C1 的输出为 0，C2 的输出为 1，可将 RS 触发器置 0，使输出为 0 电平。
由它的各项性能可以让它组成各种实用的电子电路，如定时器、分频器、脉冲信号发生器、元件参数和电路检测电路、玩具游戏机电路、音响告警电路、电源交换电路、频率变换电路、自动控制电路等。
由555定时器构成的多谐振荡器电路如图5所示。
图5 由555构成的多谐振荡器多谐振荡器的工作原理：由555定时器构成的多谐振荡器如图5所示，R1，R2和C 是外接定时元件，电路中将高电平触发端（6脚） 和低电平触发端（2脚）并接后接到R2和C 的连接处，将放电端（7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1/3Vcc ，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。
这时，电源经R1，R2对电容C 充电，使电压uc 按指数规律上升，当uc 上升到2/3Vcc 时，输出uo 为低电平，放电管VT 导通，把uc 从1/3Vcc 上升到2/3Vcc 这段时间内电路的状态称为第一暂稳态，其维持时间TPH 的长短与电容的充电时间有关 。
充电时间常数T 充=（R1＋R2）C 。
由于放电管VT 导通，电容C 通过电阻R2和放电管放电，电路进入第二暂稳态.其维持时间的长短与电 容的放电时间有关，放电时间常数T 放＝R2C0随着C 的放电，uc 下降，当uc 下降到1/3Vcc 时，输出uo 。
为高电平，放电管VT 截止，Vc 再次对电容c 充电，电路又翻转到第一暂稳态。
不难理解，接通电源后，电 路就在两个暂稳态之间来回翻转，则输出可得矩形波。
接通电源后，电容C1被充电，Vc 上升，当Vc 上升到2/3Vcc 时，触发器被复位，此时V o 为低电平，电容C1通过R 2和T 放电，使Vc 下降。
当Vc 下降到1/3Vcc 时，触发器又被复位，V o 翻转为高电平。
周期T 为：T=(R 1+2R 2+R 3)Cln 2≈0.7(R 1+2R 2+R 3)C C1 3.3uFVCC5VU11LM555CM GND 1 DIS 7 OUT 3 RST 4 VCC 8THR 6 CON 5 TRI 2 C2 10nF R1 8.2k R2 18k R3 1M Key=A50% VCC4 1 3 20Vo当R3=0时，将R1=8.2K，R2=18K，C=3.3uF代入，T=0.103s,即f=1/T=10Hz所以调节滑动变阻器R3，可控制频率在1~10Hz内。
通过控制电容充放电时间，使多谐振荡器产生时钟信号，然后，调节滑动变阻器使多谐振荡器产生的时钟信号频率在1~10Hz内连续可调，从而做出符合要求的多谐振荡器。
多谐振荡器的功能介绍：555定时器构成多谐振荡器工作可靠，调节方便，在信号产生、工业控制、电源变换、仿声等领域获得了广泛的应用，但其振荡频率不能太高，一般不超过几百千赫兹；且其频率稳定性较差，易受电源波动、温度变化等影响。
3.八进制加法计数器电路八进制加法计数器可由74LS160改接而成，其电路图如图6所示。
图6 八进制加法计数器电路图74LS160D功能表如表2所示。
表2 74LS160功能表74LS160功能介绍：74LS160是4位二进制同步加法计数器，除了有二进制加法计数功能外，还具有异步清零、同步并行置数、保持等功能。
74LS160的逻辑电路图和引脚排列图如图所示，CR是异步清零端，LD是预置数控制端，A、B、C、D是预置数据输人端，P和T是计数使能端，C是进位输出端，它的设置为多片集成计数器的级联提供了方便。
74LS160的工作原理：利用74LS160制作八进制加法计数器。
计数器从0000~0111正常运行，到0111时进行同步置数使其变为0000，实现八进制循环计数。
然后，通过后续电路，使0000控制彩灯1，使0001和0111控制彩灯2，使0010和0110控制彩灯3，使0011和0101控制彩灯4，使0100控制彩灯5，由此实现五路彩灯双向流动功能。
八进制加法计数器状态转换图如图7所示。
图7 八进制加法计数器状态转换图4.译码器与彩灯电路译码器与彩灯电路如图8所示。
图8 译码器与彩灯电路74LS138工作原理：74LS138输出为低电平，输入端与74LS160的输出相连，Y0与灯1连接，Y1与Y7接入与非门经过一个非门转化为低电平接入灯2，Y2与Y6接入与非门经一个非门接入灯3，Y3与Y5接入与非门经过一个非门接入灯4，Y4与灯5直接相连，最后将所有灯经一个电阻接入电源，由于输入信号为八进制循环，所以Y0至Y7依次输出低电平，由接入方式可得灯1到灯5达到双向流水的效果。
74LS138功能表如表3所示。
00000001 0010 001101000101 0110 0111 10011000表3 74LS138功能表译码器与彩灯模块将计数器输出的八进制循环信号进行译码，通过如上方式接入彩灯从而达到控制彩灯循环双向流动的效果，达到设计所需结果。
四、性能的测试利用Multisim10进行测试和仿真。
1.直流稳压电源的测试直流稳压电源测试电路如图9所示。
图9 直流稳压电源测试电路万用表对直流稳压电源的测试结果如图10所示。
图10 万用表测试结果由测试结果可知，该电路能够输出稳定直流5v电压，符合电路要求。
2.多谐振荡器的测试。
多谐振荡器测试电路如图11所示。
图11 多谐振荡器测试电路图示波器波形及示数如图12所示。
图12 f=10Hz输出电压波形由示波器示数可知矩形波一个周期大小为T=107.955ms，即频率约为f=10Hz，符合设计要求。
3.调节频率为10Hz时,彩灯双向流动仿真结果如下所示，彩灯由上至下点亮的测试结果如图13-15所示，由下至上点亮的测试结果如图16-17所示，从而实现了彩灯的双向流动。
图13 由上至下彩灯LED1被点亮图14 由上至下彩灯LED3被点亮图15 由上至下彩灯LED5被点亮图16 由下至上彩灯LED3被点亮图17 由下至上彩灯LED1被点亮通过利用软件进行仿真结果，可以得出彩灯点亮顺序为LED1->LED2->LED3->LED4->LED5->LED4->LED3-> LED2->LED1,即能够实现彩灯双向流动的功能。
4.电路整体性能测试通过软件测试，此电路通过利用多谐振荡器、计数器以及译码器连接彩灯可以实现控制彩灯双向流动的功能，且频率在1~10Hz内连续可调，达到了试验设计的要求，能够符合设计所需。
