循环彩灯数电课程设计

循环彩灯数字电子课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解并掌握数字电子技术中循环彩灯的基本原理，包括触发器、计数器的工作机制。

2. 学生能够运用已学的数字电路知识，分析循环彩灯电路的构成和功能。

3. 学生掌握循环彩灯设计中涉及的逻辑门、时序逻辑等电子元件的应用。

技能目标：1. 学生能够独立完成循环彩灯电路图的绘制，并正确进行电路搭建。

2. 培养学生运用电子测试仪器和工具进行电路调试的能力，确保彩灯按预设模式循环点亮。

3. 学生通过小组合作，提高问题解决和团队协作能力，完成循环彩灯的制作。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对数字电子技术的兴趣，激发其创新意识和探索精神。

2. 强化学生的环保意识，教育学生在设计和制作过程中注意电子废弃物的合理处理。

3. 培养学生面对挑战时的积极态度，通过实际操作体验成功带来的成就感，增强自信心。

本课程结合初中年级学生的认知水平和动手能力，以实践性、探索性为课程性质，注重将理论知识和实际操作相结合。

教学要求旨在通过循环彩灯的设计制作，使学生能将所学知识应用于实际情境，培养解决实际问题的能力，并在此过程中形成积极的科学态度和价值观。

通过具体学习成果的分解，为教学设计和评估提供明确的方向。

二、教学内容本课程以《数字电子技术》教材中关于组合逻辑电路及时序逻辑电路的相关章节为基础，结合以下教学内容：1. 组合逻辑电路原理：介绍与门、或门、非门等基本逻辑门的功能和应用，理解逻辑表达式与电路图之间的对应关系。

2. 时序逻辑电路原理：讲解触发器、计数器等时序逻辑电路的工作原理，分析其状态转换及输出特性。

3. 循环彩灯电路设计：- 电路分析与设计：学习循环彩灯电路的构成，分析各部分功能，学会设计循环彩灯的控制电路。

- 电路图绘制：教授学生使用电路图绘制软件，完成循环彩灯电路图的绘制。

4. 电路搭建与调试：- 实物搭建：指导学生按照设计好的电路图进行实际电路搭建，掌握电子元件的安装和焊接技巧。

plc彩灯循环控制课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解PLC（可编程逻辑控制器）的基本原理，掌握彩灯循环控制的相关知识点。

2. 学生能掌握PLC编程软件的使用，学会编写简单的彩灯循环控制程序。

3. 学生了解彩灯循环控制中所涉及的电子元件，如继电器、传感器等，并理解它们的工作原理。

技能目标：1. 学生能够运用PLC编程软件进行彩灯循环控制程序的编写，实现彩灯的有序循环点亮。

2. 学生能够通过实际操作，解决彩灯循环控制过程中可能出现的问题，提高实际操作能力。

3. 学生能够运用已学知识，对彩灯循环控制系统进行创新设计，提高创新能力和实践能力。

情感态度价值观目标：1. 学生通过学习PLC彩灯循环控制，培养对自动化技术的兴趣和热情，增强学习动力。

2. 学生在学习过程中，养成合作、探究的学习习惯，培养团队协作精神。

3. 学生能够认识到PLC技术在现实生活中的广泛应用，增强对科技改变生活的认识，提高社会责任感。

本课程针对高年级学生，结合PLC技术的实际应用，注重理论知识与实践操作的紧密结合。

在教学过程中，教师应关注学生的个体差异，引导他们通过自主探究、合作学习等方式，达到课程目标。

课程目标的设定旨在使学生在掌握PLC彩灯循环控制技术的基础上，提高实践操作能力和创新能力，培养良好的学习态度和价值观。

二、教学内容本章节教学内容主要包括以下几部分：1. PLC基本原理：介绍PLC的组成、工作原理、特点及应用领域，使学生了解PLC技术的基本概念。

2. 彩灯循环控制原理：讲解彩灯循环控制的基本原理，包括彩灯的点亮顺序、循环方式等。

3. PLC编程软件操作：教授PLC编程软件的使用方法，使学生能够熟练操作软件，编写简单的彩灯循环控制程序。

4. 电子元件及其应用：介绍彩灯循环控制中涉及的电子元件，如继电器、传感器等，并讲解它们的工作原理及在PLC控制系统中的应用。

5. 彩灯循环控制程序编写：详细讲解彩灯循环控制程序的编写方法，引导学生学会使用PLC编程软件进行编程。

一．设计目的及要求1.1 课程设计的目的1、巩固和加强《数字电子技术》课程的理论知识。

2、掌握电子电路的一般设计方法，了解电子产品研制开发过程。

3、掌握电子电路安装和调试的方法及其故障排除方法，学会用ewb 软件或multisim软件对电路仿真。

4、通过查阅手册和文献资料，培养独立分析问题和解决问题的能力。

5、培养创新能力和创新思维。

1.2 要求用中规模集成电路实现6路彩灯控制电路，主要用计数器、译码器、移位寄存器等芯片集成，实现以下5种演示花型：花型1： 6路彩灯同时亮；花型2： 6路彩灯同时灭；花型3：6路彩灯从左至右逐路点亮；花型4：6路彩灯左侧三个全亮，同时右侧三个全灭；花型5; 6路彩灯右侧三个全亮，同时左侧三个全灭；要求彩灯亮、灭一次的时间可调，花型转换的顺序为：花型1、花型2、花型3、花型4，花型5、花型1······且电路有复位控制，复位按钮闭合时彩灯循环输出，按钮断开彩灯熄灭。

二、设计方案的选择和电路框图2.1 题目分析我们设计的流水灯实际上是主要使用一个555定时器、一个74LS160，一个74LS42和两个74HC194，这四个芯片对,6个彩灯进行控制，产生循环控制的效果。

2.2题目设计花型1,111111；花型2,000000；花型3,100000——010000——001000——000100——000010——000001；花型4,111000；花型5,000111。

用74HC194移位寄存器来实现。

用74LS42译码器来实现对194的控制，实现194的清零，并行输入，以及右移。

用74LS160十进制计数器控制42译码器的输出，555定时器根据滑动电阻的调节来实现输出时钟脉冲周期的不同从而控制160计数的快慢，也就实现了彩灯闪烁时间的可调。

2.3 结构框图555时序电路74LS160计数部分74LS42译码电路部分74HC194移位寄存器部分。

《数字电子技术课程设计》报告——彩灯循环控制电路设计摘要本次电路设计利用555定时器、计数器等设计LED彩灯控制电路。

通过按键实现如下循环特性：当按键没有按下时8个彩灯交叉循环点亮：即在前四秒内第1、3、5、7盏灯依次点亮、后四秒内8、6、4、2盏灯依次点亮，而当按键按下一次后（按下两次等效于没有按下），实现8盏灯依次循环点亮（产生灯光追逐音乐、活跃气氛的效果），并设计成同步电路模式。

用555定时器设计的多谐振荡器来提供时序脉冲，其优点是在接通电源之后就可以产生一定频率和一定幅值矩形波的自激振荡器，而不需要再外加输入信号。

由于555定时器内部的比较器灵敏度较高，而且采用差分电路形式，这样就使多谐振荡器产生的振荡频率受电源电压和环境温度变化的影响很小。

之后脉冲信号输入到计数器，同时将计数器输出端QC、QB、QA接到译码器的输入端，当译码器输出电平为低电平时，与其相连接的LED会变亮。

LED采用共阳极连接，并串上500Ω的电阻。

电路由按键SPST_NC_SB控制，使彩灯进入到不同的循环模式。

电路图连接好后，经Multisim软件调试测试，电路可以实现设计要求，即实现从题中要求的交叉循环显示和音乐序列的循环显示。

整体电路采用同步电路模式，采用TTL集成电路，电压V均为5V。

运用了所学的555定时器、译码器、cc计数器与逻辑门电路等相应的电路器件，提高了对于数字电子技术这门专业基础课的认识与理解，在实践中发现不足，努力改正，提高了我自学、创新等能力，同时我们也掌握了相应设计电子电路的能力，有利于今后对于专业课程的学习。

关键词：555定时器计数器译码器彩灯循环控制目录引言 (1)1．课程设计目的 (1)2．课程设计要求 (2)3．电路组成框图 (3)4．元器件清单 (3)5．各功能块电路图 (3)5.1 脉冲信号发生器 (3)5.1.1 555定时器 (3)5.1.2 多谐振荡器 (5)5.2 顺序脉冲发生器 (6)5.3 彩灯循环系统 (8)6．仿真电路总图 (8)7．结果分析 (9)8．总结 (9)参考书目 (10)附录 (10)引言数字电子技术实验是一门重要的实践性技术基础课程，开设本课程的目的在于使学生理论联系实际，在老师的指导下完成大纲规定的实验任务。

数字逻辑课程设计循环彩灯一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握数字逻辑基础，理解常用逻辑门电路的功能和原理；2. 培养学生运用逻辑门设计简单数字电路的能力，特别是循环彩灯电路的设计；3. 让学生理解循环彩灯电路中时序控制的基本概念，掌握基本的时间逻辑设计方法。

技能目标：1. 能够运用所学知识，使用逻辑门芯片和定时器设计出循环彩灯的控制电路；2. 培养学生动手实践能力，能够独立完成电路搭建、调试和故障排除；3. 培养学生团队协作能力，通过小组讨论和实验，共同解决问题。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对数字逻辑电路的兴趣，激发学习热情，形成主动探究的学习态度；2. 培养学生的创新意识和实践能力，鼓励学生敢于尝试，勇于创新；3. 增强学生的环保意识，了解电子产品在生活中的应用，关注电子废弃物的合理处理。

分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程目标注重实践操作与理论知识的结合，旨在让学生在掌握数字逻辑基础的同时，能够运用所学知识解决实际问题。

通过循环彩灯的设计与制作，提高学生的动手能力和团队协作精神，同时培养学生的创新意识和环保意识。

将目标分解为具体学习成果，有助于后续教学设计和评估的实施。

二、教学内容1. 数字逻辑基础回顾：逻辑门电路原理、真值表、逻辑表达式和逻辑图；2. 时序控制原理：介绍时序电路概念，重点讲解触发器的工作原理及时序特性；3. 循环彩灯电路设计：依据彩灯循环点亮的要求，设计相应的时序控制电路；- 选用适当的逻辑门芯片和触发器；- 设计电路图，编写逻辑表达式；- 确定定时参数，计算所需元件参数；4. 电路搭建与调试：- 学生分组进行电路搭建，实际操作中掌握电路连接技巧；- 调试过程中学习故障排除方法，理解电路测试的重要性；5. 教学内容安排与进度：- 数字逻辑基础（1课时）；- 时序控制原理（1课时）；- 循环彩灯电路设计（2课时）；- 电路搭建与调试（2课时）；6. 教材关联：- 《数字电子技术》第3章：逻辑门电路；- 《数字电子技术》第4章：时序逻辑电路；- 《数字电子技术》第6章：数字电路设计实例。

课程设计任务书题目: 彩灯循环显示控制电路初始条件：以LED数码管作为控制器的显示元件，它能自动地依次显示出数字0、1、2、3、4、5、6、7、8、9（自然数列），1、3、5、7、9（奇数列），0、2、4、6、8（偶数列）和0、1、2、3、4、5、6、7、0、1（音乐符号数列），然后由依次显示出自然数列、奇数列、偶数列和音乐符号数列…….，如此周而复始，不断循环。

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.LED按要求显示。

2.打开电源时，控制器可自动清零。

3.每个数字的一次显示时间基本相等，这个时间在0.5s到2s范围内连续可调。

4.确定设计方案，按功能模块的划分元器件和集成电路，设计分电路，画出总体电路原理图，并阐述原理；5.用EWB软件或quartus等仿真软件进行仿真试验。

时间安排：第17周（7、8节）：理论讲解，新1-02第18～19周：理论设计及实验室安装调试；地点：鉴主15通信工程实验室（1），鉴主13通信工程专业实验室；第20周：撰写设计报告及答辩；地点：鉴主17楼研究室。

指导教师签名：系主任（或责任教师）签名：年月日目录摘要 (I)ASTRACT (II)1设计方案 (1)1.1方案一：用多谐振荡器和移位寄存器实现 (1)1.2方案二：用存储器实现 (1)2单元电路的设计 (1)2.1方案一的单元电路 (1)2.1.1多谐振荡器 (1)2.1.2 计数器 (4)2.1.2.1 74LS160控制自然数列的显示 (5)2.1.2.2 74LS160控制奇数列的显示 (6)2.1.2.3 74LS160控制偶数列的显示 (7)2.1.2.4 74LS160控制音乐符号列的显示 (8)2.1.3循环控制电路 (9)2.1.4译码及显示 (11)2.2方案二的设计思路 (13)3设计方案比较 (14)4原理说明 (14)设计心得： (16)参考文献： (17)整体电路图： (18)原件清单： (19)摘要本次课程设计内容是彩灯循环显示控制电路设计。

数电课程设计__16路彩灯循环电路数字电路流水灯的设计与制作任务书一、设计目的1、掌握基于数字集成电路芯片的数字系统设计与制作；2、掌握采用EDA软件绘制电路原理图的技术；3、熟悉基本的电子系统焊接、加工技术；4、掌握555定时器、计数器、译码器等芯片的原理与应用技术。

二、设计内容设计一个基于数字集成电路芯片的流水灯演示系统，采用EDA软件绘制电路原理图，并完成器件选型、焊接，系统调试任务。

三、设计要求1、通电后，该流水灯系统的16支发光二极管能从一端至另一端依次亮起，循环进行，形成“流水”效果。

2、根据要求完成系统设计，确定所需元器件。

3、采用EDA软件绘制电路原理图。

4、采用所选器件在通用线路板上安装、焊接、调试，实现所需的功能。

四、设计步骤1、实验方案：555多谐振荡器附加电容、电阻产生实验所用脉冲信号，74ls191进行计数，两片74ls138扩展成4-16译码器，将计数器所得结果译码成高低电平，用来驱动LED灯。

从而产生循环控制的效果。

2、实验原理：①555多谐振荡器时序模块NE555器件详释NE555是属于555系列的计时IC的其中的一种型号，555系列IC的接脚功能及运用都是相容的，只是型号不同的因其价格不同其稳定度、省电、可产生的振荡频率也不大相同；而555是一个用途很广且相当普遍的计时IC，只需少数的电阻和电容，便可产生数位电路所需的各种不同频率之脉波讯号。

图1 NE555内部功能框图Pin 1 (接地) -地线(或共同接地) ，通常被连接到电路共同接地。

Pin 2 (触发点) -这个脚位是触发NE555使其启动它的时间周期。

触发信号上缘电压须大于2/3 VCC，下缘须低于1/3 VCC 。

Pin 3 (输出) -当时间周期开始555的输出输出脚位，移至比电源电压少1.7伏的高电位。

周期的结束输出回到O伏左右的低电位。

于高电位时的最大输出电流大约200 mA 。

Pin 4 (重置) -一个低逻辑电位送至这个脚位时会重置定时器和使输出回到一个低电位。

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。

plc 彩灯循环课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握PLC（可编程逻辑控制器）的基本原理和操作方法。

2. 使学生了解彩灯循环的电路设计及其与PLC的关联。

3. 帮助学生理解PLC编程中常用的指令和程序结构。

技能目标：1. 培养学生运用PLC进行彩灯循环控制的设计与编程能力。

2. 提高学生动手实践能力，能够独立完成彩灯循环电路的搭建和调试。

3. 培养学生分析问题、解决问题的能力，使其能够针对实际需求调整程序。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对PLC技术及其应用的兴趣，激发学生的创新意识。

2. 培养学生团队合作精神，提高沟通与协作能力。

3. 增强学生的环保意识，使其在设计过程中注重节能与环保。

课程性质：本课程为实践性较强的课程，结合理论讲解和实际操作，帮助学生掌握PLC彩灯循环控制技术。

学生特点：学生具备一定的电子电路基础知识，对PLC技术有一定了解，喜欢动手实践，但编程能力有待提高。

教学要求：结合学生特点，采用任务驱动法，引导学生主动探究，注重理论与实践相结合，提高学生的综合应用能力。

将课程目标分解为具体的学习成果，以便于教学设计和评估。

二、教学内容1. PLC基本原理与结构：介绍PLC的工作原理、硬件组成、输入输出接口等基本知识，对应教材第二章。

2. 彩灯循环电路设计：讲解彩灯循环电路的原理、元器件选择、电路图绘制，对应教材第四章。

3. PLC编程指令与技巧：学习PLC编程中常用的指令，如逻辑运算、定时器、计数器等，对应教材第五章。

4. 彩灯循环控制程序设计：结合实际案例，设计彩灯循环控制程序，分析程序结构和编程技巧，对应教材第六章。

5. 实践操作与调试：指导学生进行彩灯循环电路的搭建、编程、调试和优化，提高学生的动手能力，对应教材实践环节。

教学进度安排：1. 2课时：PLC基本原理与结构学习。

2. 2课时：彩灯循环电路设计与元器件选择。

3. 3课时：PLC编程指令与技巧学习。

4. 3课时：彩灯循环控制程序设计。