深圳大学数电实验3[1].14_彩灯流水电路的设计

彩灯数字电路课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并掌握彩灯数字电路的基本原理，包括逻辑门、触发器等数字电路元件的功能与应用。

2. 学生能够运用所学的数字电路知识，设计并搭建简单的彩灯数字电路系统。

3. 学生能够解释数字电路中信号传输、逻辑运算等基本概念，并理解其在实际应用中的重要性。

技能目标：1. 学生能够运用绘图软件或工具，绘制出符合实际需求的数字电路图。

2. 学生通过动手实践，掌握基本电路焊接和调试技巧，能够独立完成彩灯数字电路的搭建与测试。

3. 学生具备分析并解决数字电路故障的能力，能够针对问题进行排查和修正。

情感态度价值观目标：1. 学生在课程学习中，培养对电子技术的兴趣和热情，提高创新意识和动手能力。

2. 学生通过团队协作完成课程任务，增强团队意识和沟通能力，培养合作精神。

3. 学生在学习过程中，认识到数字电路在日常生活和国家发展中的重要作用，增强社会责任感和使命感。

本课程针对初中年级学生，结合学科特点和教学要求，注重理论与实践相结合，旨在提高学生的数字电路知识水平、动手能力和团队协作能力。

通过本课程的学习，使学生能够将所学知识应用于实际生活中，激发学生对电子技术的兴趣，培养具备创新精神和实践能力的优秀人才。

二、教学内容本章节教学内容主要包括以下几部分：1. 数字电路基础：讲解逻辑门（与门、或门、非门等）、触发器（RS触发器、D触发器等）的基本原理和功能，以及数字电路的基本概念和元件。

2. 彩灯数字电路设计：介绍彩灯数字电路的设计原理，包括电路图的绘制、元件的选择、电路搭建和调试。

3. 实践操作：指导学生使用绘图软件绘制数字电路图，并进行实际电路搭建和调试。

教学内容安排如下：第一课时：数字电路基础，介绍逻辑门、触发器等基本元件的原理和功能。

第二课时：彩灯数字电路设计原理，分析彩灯数字电路的结构和设计方法。

第三课时：绘制数字电路图，指导学生使用绘图软件完成电路图的绘制。

第四课时：实践操作，学生分组进行电路搭建、焊接和调试。

1设计要求及方案选择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。

（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）独立完成设计任务，通过课程设计，锻炼自己综合运用所学知识的能力，并初步掌握电子技术设计的方法和步骤。

1.2 方案选择1.2.1 方案一方案一的电路原理图如下所示：图1 方案一的电路原理图电路工作原理：555定时器的输出端接计数器74LS191的CLK给计数器提供时钟脉冲，计数器的D/U端接触发器的输出端，控制计数器的计数方式；计数器输出的二进制代码经74LS154译码器译成十六进制代码输出，十六进制代码对应的输出端的LED管亮，每输出一个代码就有一个LED管亮，依次循环下去，改变振荡器的频率可以改变LED管的闪亮速度。

1.2.3 方案二方案二的电路原理图如下所示：图2 方案二的电路原理图电路工作原理：由555定时器产生的时钟脉冲送到CD4017的CP端，当第一个脉冲到来时Q0输出高电平，LED1亮，第二个脉冲到来时，Q1输出高电平，LED2亮，…,直到Q9输出高电平，LED10亮，接着进行下一轮输出。

改变多谐振荡器的振荡周期就可以改变灯组的流动速度，改变电流的大小可改变灯光的亮暗程度。

通过比较以上两个方案，方案一所用的元器件较多，且电路复杂，所用的芯片难找，而方案二电路简单，元器件少，功能齐全，所以我选择方案二。

2电路的设计与分析2.1理论分析电路的基本原理设计框图如下图所示图3 基本原理设计框图设计的多功能流水灯原理电路图如上图所示。

原理电路图由振荡电路、译码电路和光源电路三部分组成。

在设计电路时，本次选用的脉冲发生器是由NE555与R2、R3及C3组成的多谐振荡器组成。

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。

流水灯设计专业班级学生指导教师日期2011年7 月7日一．名称：流水灯设计方法：1.利用555定时器制作一个秒信号发生器。

（1）.555定时器的结构图图1.555定时器结构图（2）.555定时器功能表（3）.秒信号产生计算参数：图.3. 用555做的多谐振荡器因为R1=R2，所有取2搞47KΩ和一个2KΩ的电阻串联。

就得到如图3的设计图。

2．控制电路（1）.用分配器控制彩灯的流水式.74HC4017中1-7,9-11为输出管脚，输出为1000000000—010*******—0010000000—0001000000——0000100000——0000010000——00000001000——0000000100——00000000010——0000000001——1000000000.符号如下图。

逻辑图封装图14管脚是时钟输入端。

13是低电平有效。

15清零端端。

12管脚为进位端。

这个设计中我们只用1个芯片，所有不用12端。

（2）.时序波形图3.仿真过程通过一个星期的课程设计，我们了解到此次设计主要是完成LED循环闪烁电路的设计，当我把准备好关于此次课程设计的资料分析后，我没有到学校的实验室进行本次课程设计，而是天天在寝室或者图书馆来回跑，进过这些天的努力，终于完成了12V直流稳压电源和LED循环闪烁次得任务。

当我把电路连接好后，做了最后的检查，在检查过后，就是进行电路仿真过程。

当电路仿真成功后，就是进行LED循环闪烁电路部分的观察，当通电后，LED 循环闪烁，在通电后，看LED灯是否按照我们本次课程设计的要求进进行闪烁，如果不按照要求闪烁的话，再进行电路的检查，直到结果正确才成功。

检查电路设计的原理图即导线的链接，并确定导线的链接与电路原理图一致。

检查导线的链接，并检查导线是否断路，根据电路原理图，检查各导线对应的按点是否接好。

检查完线路，确定电路完全连好。

点击运行仿真，这是可以看到电路发光情况。

《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均为5V。

运用了所学的555定时器、译码器、模式，采用TTL集成电路，电压Vcc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 (2)2．课程设计要求 (2)3．电路组成框图 (3)4．元器件清单 (4)5．各功能块电路图 (4)5.1 脉冲信号发生器 (4)5.1.1 555定时器 (4)5.1.2 多谐振荡器 (6)5.2 顺序脉冲发生器 (8)5.3 彩灯循环系统 (11)6．仿真电路总图 (13)7．结果分析 (14)8．总结 (14)参考书目 (15)附录 (16)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。

彩灯流水电路(流水灯)的设计对于彩灯流水电路的设计，我们一般采用LED流水灯的形式。

LED流水灯的原理是通过输入一个时钟信号，来控制LED灯的亮灭顺序，从而实现LED灯的流水效果。

下面就以一个8位LED流水灯电路为例，来分步骤介绍如何进行彩灯流水电路的设计。

1. 材料与元器件的准备该8位LED流水灯电路所需要的材料与元器件如下：（1）芯片：AT89C51（2）时钟：11.0592MHz（3）LED数码管：8款（4）电阻：九个330欧姆电阻（5）电容：两个22pF陶瓷电容（6）稳压管：7805（7）热熔胶枪（8）面包板2. 电路原理图设计接下来，我们需要根据电路的设计要求，来进行电路原理图的设计。

如下图所示，该电路原理图包含了AT89C51芯片、时钟、稳压管、电容以及LED数码管等元器件。

其中，AT89C51芯片作为电路的主控制芯片，时钟则用来控制电路的工作频率。

LED数码管则是用来实现LED灯的罗列效果。

3. 电路焊接装配电路原理图完成后，进入电路焊接与装配环节。

首先，我们需要将元器件逐一地焊接在面包板上。

这里，我们需要注意焊接的顺序和脚位。

接着，将电路连线固定在面包板上，然后接上电源线，即可启动LED数码管。

4. 代码编写最后，我们需要编写AT89C51芯片的代码。

该代码用来控制LED数码管的流水效果。

该代码的编写需要考虑以下几个方面：（1）如何将LED数码管控制程序放入芯片中？（3）如何实现不同的流水显示模式？（4）如何使用时钟来控制LED数码管的刷新速度？经过以上步骤的设计后，我们便可成功地制作出一款功能完善的彩灯流水电路产品。

如需实现更高级别的彩灯效果，还需不断探究和创新。

电子实习报告学院：专业班级：学生姓名：指导教师：完成时间：成绩：2．单元电路设计(或仿真)与分析（1）7414N施密特触发器施密特触发器也有两个稳定状态，但与一般触发器不同的是，施密特触发器采用电位触发方式，其状态由输入信号电位维持；对于负向递减和正向递增两种不同变化方向的输入信号，施密特触发器有不同的阈值电压。

A.应用●波形变换可将三角波、正弦波、周期性波等变成矩形波。

●脉冲波的整形数字系统中，矩形脉冲在传输中经常发生波形畸变，出现上升沿和下降沿不理想的情况，可用施密特触发器整形后，获得较理想的矩形脉冲。

●脉冲鉴幅幅度不同、不规则的脉冲信号施加到施密特触发器的输入端时，能选择幅度大于预设值的脉冲信号进行输出。

●构成多谐振荡器幅值不同的信号在通过加上一个合适电容的施密特触发器后会产生矩形脉冲，矩形波脉冲信号，常用作脉冲信号源及时序电路中的时钟信号。

B.仿真图C.管脚图D.逻辑图（2）74161N16进制计数器计数器不仅能用于对时钟脉冲计数，还可以用于分频、定时、产生节拍脉冲和脉冲序列以及进行计数运算等。

4位同步二进制计数器74161每输入16个计数脉冲计数器工作一个循环，并在输出端C产生一个进位输出信号，所以又将这个电路称为十六进制计数器。

计数器中能计到的最大数称为计数器的容量，它等于计数器所有各位全为1时的数值。

这个电路除了具有二进制加法计数功能外，还具有预置数、保持和异步置数等附加功能，图LDN为预置数控制端，QA—QD为数据输出端，ROC为进位输出端，CLRN为异步置零（复位）端，ENT和ENP为工作状态控制端。

A．仿真图B．内部电路图C．逻辑图D．逻辑符号与管脚图E．功能表（3）74S138N 8进制译码器A．仿真图B．内部电路C．管脚图D．逻辑图E．功能表（4）发光二极管发光二极管简称为LED。

它是半导体二极管的一种，可以把电能转化成光能。

发光二极管与普通二极管一样是由一个PN结组成，也具有单向导电性。

《数字逻辑电路》课程设计彩灯电路题目：彩灯电路学院：专业：班级：班级学号姓名：指导教师：完成日期：数字逻辑电路课程设计——彩灯闪烁电路摘要灯光的闪烁和流动可以用于各种各样的装饰，例如电子门标，广告装饰等。

流动的灯光总是特别吸引人们的注意力。

在夜晚，在城市的街头，当广告牌上的灯光流动起来时，就会马上变得生动起来。

流水彩灯是大家比较熟悉而且应用最为广泛的。

我所设计的彩灯控制电路是原理很简单的一种利用大学所学到的数电知识制成，只要了解几种集成电路便可轻松明白它的原理。

做好的彩灯可以放在室内，主人会感到温馨；放在餐厅等地方可以增加氛围。

关键词：NE555 CD4017 LED1 密码锁电路设计方案1.1 电路图1.1.1原理图（图1-1）控制电路：、发光电路：图1-11.1.2 PCB图（图1-2）图1-21.2 使用器件参数LED分压电阻2KΩ，NE555延时充电电阻20000KΩ,延时充电电容470uF，抗干扰隔离电容3.3uF。

外加正向电压5V。

1.3工作原理1.3.1 电源电路普通直流5V电源1.3.2振荡电路振荡电路由一块时基集成电路NE555和延时充电电容C2、抗干扰隔离电容C3、延时充电电阻R1、R2组成(R2又为放电电阻）。

通电后，因电容C2两端电压不能突变，2脚的电压为低电平，集成块NE555的内部触发器被置位，3脚输出高电平。

同时，由于电源经电阻R1和R2向C2充电，使6脚和2脚的电压不断提高，当电位上升到VCC的2/3时，集成块NE555的内部触发器被复位，3脚的输出电压翻转为低电平。

同时集成块NE555内部的放电管导通，即7脚通过内部的放电管和1脚相通，C2上储存的电荷就通过R2、7脚放电，使6脚和2脚的电压不断下降，当电位降低到VCC 的1/3时，集成块NE555的内部触发器被置位。

同时集成块NE555内部的放电管截止，7脚被悬空，电源又通过R1、R2向C2充电，使6脚和2脚的电压不断提高……如此，周而复始，形成振荡。

《数字电子技术基础》课程实验报告实验名称：班级：小组成员：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、掌握比较器或译码器电路的应用方法。

3、掌握555电路的应用方法。

二、设计任务和要求1、分析图示电路功能。

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等循环。

最少6灯，可扩张成可逆循环。

3、要求有功能扩展。

三、电路原理图：1.彩灯电路框图：2.电路总实验图：开关设置及实现功能：（1）选择拨码开关2到8开关中的一个实现2到8灯的循环。

（2）J2、J3接高电平时，实现预置功能，预置的值为01111111，可以看到LED13亮，其余灯灭。

（3）J3接高电平、J2接与非门时，实现LED灯右移的功能。

（4）J2接高电平、J3接与非门时，实现LED灯左移的功能。

（5）J2、J3接与非门时，实现暂停功能四、实验原件分析：1. 集成555定时器：集成555定时器的管脚图、内部结构图所示：555定时电路由2个比较器、1个基本RS 触发器、1个反相缓冲器、1个漏极开路的NMOS 管和3个5K 的电阻组成分压器组成，功能表见下： TH （6） TR （2） R(4) OUT(3) T 管 D （7） × × L L 导通 L ＞2/3UDD×H L 导通 L ＜2/3UDD ＞1/3UDD H 不变 不变 不变 ＜2/3UDD ＜1/3UDDHH截止H2. 74LS161从74LS161功能表功能表中可以知道，当清零端CR=0，计数器输出Q3、Q2、Q1、Q0立即为全0，这个时候为异步复位功能。

当CR=1且LD=0时，在CP 信号上升沿作用后，74LS161输出端Q3、Q2、Q1、Q0的状态分别与并行数据输入端D3，D2，D1，D0的状态一样，为同步置数功能。

而只有当CR=LD=EP=ET=1、CP 脉冲上升沿作用后，计数器加1。

深圳大学实验报告课程名称：数字电路实验项目名称：第四章实验四彩灯流水电路的设计学院：信息工程专业：指导教师：报告人：学号：班级：实验时间：实验报告提交时间：教务处制实验目的与要求：设计性实验。

设计一电路驱动8只灯，使其七亮一暗，且这一暗灯按一定节拍循环右移。

实验仪器：1.DLE-2数字逻辑电路实验箱2.74LS90 十进制计数器74LS161 4位二进制同步计数器（异步清零）74LS138 3线—8线译码器74LS48 4线至7段译码器/驱动器74LS04 六反向器实验集成元件：实验任务：1.用一片十进制计数器（74LS90）接成八进制计数器和3/8线译码器（74LS138）实现。

2.用一片四位二进制计数器（74LS161）和3/8线译码器（74LS138）实现。

实验方法：1.用一片十进制计数器（74LS90）接成八进制计数器和3/8线译码器（74LS138）实现。

●当计数器（74LS90）的引脚MR1、MR2同时为1时，计数器给异步置0。

而当MS1、MS2同时为1时，计数器给异步置1。

●当把输出端Q0接到时钟输入端_____1CP时，可把计数器（74LS90）变成十进制计数器。

●如果要把计数器（74LS90）变成8进制计数器，还要把74LS90的最高为输出端接到MR1、MR2两个使能端上。

当计数器计到7时，下一个有效沿到来时会向8计数。

此时低三位全为0，而最高位为1（即输出1000）。

这样就可以用最高位的输出作为74LS90的8进制使能端。

当计到8时异步清零。

●这里把74LS90的四个输出端分别接到4段/7线译码器/驱动器（74LS48）上，给74LS90一个1Hz的时钟脉冲，在数码管上实现从0~7的显示，然后又回到0开始。

重复以上循环。

接线图如图1所示2.用一片四位二进制计数器（74LS161）和3/8线译码器（74LS138）实现。

●当计数器74LS161的四个使能端CT P、CT T、_____CR、_____LD都为高电平时，计数器才进行计数工作。

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。

彩灯数字电路课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解并掌握彩灯数字电路的基本原理和组成。

2. 学生能够描述不同类型的数字电路元件及其功能。

3. 学生能够解释数字电路中逻辑门的工作原理及其应用。

技能目标：1. 学生能够设计简单的彩灯数字电路，并进行正确的电路连接。

2. 学生能够运用逻辑门实现基本的数字逻辑功能。

3. 学生能够运用所学知识解决实际数字电路问题，具备初步的故障排查能力。

情感态度价值观目标：1. 学生培养对电子技术的兴趣，激发创新意识和探索精神。

2. 学生树立团队合作意识，学会与他人共同解决问题。

3. 学生认识到数字电路在日常生活和科技发展中的重要性，增强社会责任感。

课程性质：本课程为实践性较强的电子技术课程，结合理论知识与实际操作，培养学生动手能力和创新能力。

学生特点：学生处于初中年级，具备一定的物理知识和电子技术基础，对新鲜事物充满好奇心，善于合作与探究。

教学要求：注重理论与实践相结合，强调学生的动手实践能力，鼓励创新思维，关注学生的个体差异，提高学生的综合素质。

通过分解课程目标为具体的学习成果，为教学设计和评估提供明确方向。

二、教学内容1. 数字电路基础理论：- 数字电路概述：定义、特点与应用。

- 数字信号与模拟信号的区别。

- 数字电路的基本元件：电阻、电容、二极管、三极管等。

2. 逻辑门与逻辑电路：- 逻辑门的基本原理：与门、或门、非门、与非门、或非门等。

- 逻辑门电路的设计与连接。

- 常见逻辑电路：反相器、缓冲器、与非电路、或非电路等。

3. 彩灯数字电路设计：- 彩灯电路的组成与工作原理。

- 彩灯控制电路设计：定时控制、亮度调节、模式切换等。

- 教材章节关联：第三章“数字电路基础”和第四章“逻辑门与逻辑电路”。

4. 实践操作与故障排查：- 实践操作：学生分组进行彩灯数字电路的搭建与调试。

- 故障排查：学会分析并解决彩灯电路中可能出现的问题。

- 教学进度安排：共计4课时，理论教学2课时，实践操作2课时。

项目制作-流水彩灯的设计与调试一、项目制作目的1. 了解并掌握流水彩灯的设计与调试方法2. 掌握使用555定时器设计应用电路的方法二、项目要求1. 设计电路应能完全满足项目题目的要求。

2. 绘出流水彩灯电路的逻辑图3. 完成流水彩灯电路的仿真调试3. 完成流水彩灯电路的模拟接线安装三、项目步骤（一）电路设计分析由于流水彩灯控制电路主要由三部分组成，其整体框图如图5-1所示。

所以分别讨论其电路的构成。

1．振荡电路主要用来产生时间基准信号(脉冲信号)。

因为循环彩灯对频率的要求不高，只要能产生高低电平就可以了，且脉冲信号的频率可调，所以采用555定时器组成的振荡器，其输出的脉冲作为下一级的时钟信号，电路如图5-30所示，接上示波器是为了调试振荡器输出信号波形，调试好后，示波器就可以去掉，振荡器电路作为一个模块就可以和后续电路相连接了。

图5-31为调试好的振荡器输出波形。

图5-30 555定时器组成的振荡器图5-31 振荡器输出波形2．计数器／译码分配器计数器是用来累计和寄存输入脉冲个数的时序逻辑部件。

在此电路中采用十进制计数／分频器CD4017，它是一种用途非常广泛的集成电路芯片。

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00、01、02、…、09依次出现与时钟同步的高电平，宽度等于时钟周期。

CD4017有3个输入端(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00为高电平，其余输出端(01～09)均为低电平。

CP0和～CP1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～CP1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。

CD4017有10个输出端(00～09)和1个进位输出端～05-9。

每输入10个计数脉冲，～05-9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。

实验题目：流水彩灯控制器一 、实验目的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，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 、设计题目与思路本次数字电路课程设计我选择的题目是“彩灯控制器设计“。

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、彩灯白天不亮，夜晚自动亮。

3、“流水”的速度由快到慢，再由慢到快循环变化。

三、总体方案的设计与选择1．总体方案的设计经过分析问题及初步的整体思考，拟定以下二种方案：方案一：总体电路共分三大块。

第一块实现流水灯的演示，流水灯的控制及节拍控制；第二部分实现彩灯夜亮昼熄。

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。

第一块实现流水灯的演示和控制；第二块实现节拍控制；，第三块实现彩灯夜亮昼熄。

并在部分电路的设计上与方案一采用了完全不同的方法，如流水灯的控制。

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，前者将流水灯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。

如此设计，其优点在于：设计思想比较简单。

元件种类使用少，且都较熟悉易于组装电路。

缺点则是：中间单元电路连线过于繁多，容易出错。

且可能出现线与线关系。

要避免这些，则势必造成门电路使用过多。

导致电路不稳定，抗干扰能力下降。

而后者则将以上两种功能分开设计，各单元电路只实现一种功能。

其优点在于：电路设计模块化，易于检查电路，对后面的电路组装及电路调试带来方便。

缺点则是：节拍控制电路采用可编辑逻辑电路，原理相对复杂，不易理解。

流水灯控制电路简单，流水灯也比较简单。

基于以上原因，加上为了成功的实现课程设计，我选择了连线少，易于装和调试的方案二。

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）。