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双色三循环方式彩灯控制器

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中北大学课程设计说明书2009/2010 学年第一学期学生姓名：学号：学院：信息与通信工程学院专业：电子信息科学与技术题目：双色三循环彩灯控制器指导教师：2010年 1 月17 日中北大学课程设计任务书09/10 学年第I学期学院：信息与通信工程技术学院专业：电子信息科学与技术学生姓名：学号：课程设计题目：双色三循环方式彩灯控制器起迄日期：2010年01月04 日～2010年01月17日课程设计地点：指导教师：系主任：下达任务书日期: 2010 年01月04 日课程设计任务书课程设计任务书目录1引言……………………………………………………………………………………………7 2课题构思………………………………………………………………………………………7 3方案设计………………………………………………………………………………………7基本原理 (8)计数器和译码器 (8)4单元设计 (8)LED显示电路 (8)振荡器 (9)触发器 (10)延时电路 (11)5系统完整电路及其原理说明 (12)控制器的电路及P C B 图 (12)工作原理 (15)6 仿真分析及结果 (15)控制器（方式A）的仿真原理 (15)仿真结果 (16)7 调试过程 (16)8心得体会 (17)9参考文献 (18)10附录 (18)一摘要循环彩灯的电路很多，循环方式更是五花八门，而且有专门的可编程彩灯集成电路。

绝大多数的彩灯控制电路都是用数字电路来实现的，例如，用中规模集成电路实现的彩灯控制电路主要用计数器，译码器，分配器和移位寄存器等集成。

本次设计的双色循环彩灯控制器就是用计数器和译码器来实现，其特点用双色发光二极管，能发红色和绿色两色光。

关键词：计数器，译码器，集成，双色二极管AbstractCirculate the electric circuit of the colourful light a lot of, circulate the way is more multifarious, and has specialized programmable colourful light integrated colourful light control electric circuits of the great majority all carry out with the numerical electric circuit of, for example, the colourful light control electric circuit that uses a medium scale integrated circuit realization mainly uses to count a machine, translating the code machine, assigning a machine and moving to deposit a machine etc. double color of[with] this design's circulating colourful light controller is to use to count a machine and translate the code machine to carry out, its characteristics gives out light diode with a pair of colors, can flush the color and green and dichromatic light.Keywords：count a machine, translating the code machine,integration，light diode with a pair of colors1、引言循环彩灯的电路很多，循环方式更是五花八门，而且有专门的可编程彩灯集成电路。

绝大多数的彩灯控制电路都是用数字电路来实现的，例如，用中规模集成电路实现的彩灯控制电路主要用计数器，译码器，分配器和移位寄存器等集成。

本次设计的双色循环彩灯控制器就是用计数器和译码器来实现，其特点用双色发光二极管，能发红色和绿色两色光。

2、课题构思1、用中小规模集成电路设计一台彩灯控制器。

用计数器和译码器设制作一个双色三循环方式彩灯控制器。

2、控制器有8路输出，每路用双色发光二极管指示。

3、控制器有3重循环方式：方式A：单绿左移---单绿右移---单红左移---单红右移；方式B：单绿左移---全熄延时伴声音；方式C：单红右移---四灯红闪，四灯绿闪延时。

4、由单刀掷开关控制3种方式，每种方式用单色发光二极管指示。

5、.两灯点亮时间约在～间可调，延时时间约在1～6S间可调。

6、要求用10V电源设计。

3、方案设计近年来，由于中，大规模集成电路的迅速发展，使得数字逻辑电路的设计发生了根本性的变化。

在设计中更多的使用中。

大规模集成电路，不仅可以减少电路组件的数目，使电路简捷，而且能提高电路的可靠性，降低成本。

因此，双色三循环方式彩灯控制器总体方案设计如下：1，根据总的功能和技术要求，把复杂的逻辑系统分解成若干个单元系统，单元的数目不宜太多，每个单元也不能太复杂，以方便检修。

2，每个单元电路由标准集成电路来组成，选择合适的集成电路及器件构成单元电路。

3，考虑各个单元电路间的连接，所有单元电路在时序上应协调一致，满足工作需求，相互间电气特性应匹配，保证电路能正常，协调工作。

3．1 基本原理设计任务中所要求的3种循环方式并不复杂，用中小规模集成电路就能实现。

本控制应由方式选择，振荡器，控制电路，延时电路，蜂鸣器等组成，其框图如图1所示：图1 双色三循环方式彩灯控制器框图3．2 计数器和译码器本控制器的核心器件为计数器和译码器，分别采用CMOS中规模集成电路CC4516和CC4514。

CC4516为16脚双列直插的中规模集成可预置数的4位二制加/减计数器（单时钟），其引脚如图2所示。

CC4516有5中功能：置数，清零，不计数，加计数，减计数，具体功能如表1所示。

CC4514是4为锁存/4线—16线译码器，其输出为高电平有效。

CC4514具有数据锁存，译码和禁止输出3种功能。

数据锁存功能由EL端施加电平实现，EL=0时，O0 ~O15保持EL置“0”前的电平；禁止端）E为高电平时，O0~O15全为低电平；因此，CC4514作为译码器使用时，EL应接高电平，E应接低电平，CC4514的外引脚如图3所示。

图2 CC4514引脚图表1 CC4516功能表方式选择振荡器控制电路计数器译码器LED显示延时电路蜂鸣器4、单元设计4．1 LED显示电路LED显示电路如图3所示。

O15 O14 O13 O12 O11 O10 O9 O8O0 O1 O2 O3 O4 O5 O6 O7图3 LED显示电路O0）~O15为译码器的输出。

4514共有16个输出，而双色发光二极管只有8个，因此每两个输出接同一个发光二极管，接法如图3所示。

发光二极管为双色三极发光二极管，其限流电阻有3种连接方法（16个限流电阻，8个限流电阻，1个限流电阻），本控制器采用8个限流电阻的方法。

发光二极管的极限电流一般为20~30mA，发光二极管的压降约为2V，通过发光二极管的电流可取为10~15mA，以保证发光二极管有足够的亮度，而且这样又不易损坏发光二极管。

4．2 振荡器振荡器有多种振荡器电路，图4所示的振荡器比较简单常用，其中（a）图为CMOS非门构成的振荡器，（b）图为555构成的振荡器。

CMOS非门构成的振荡器的振荡周期T=，555构成的振荡器的振荡周期T=（R1+2R2）C。

CP CE UP/DN PL MR 功能××× 1 0 置数，既把数P3P2P1P0送O3O2O1O0中×××× 1 清零，即O3O2O1O0全为零× 1 ×0 0 不计数，即O3O2O1O0保持不变0 1 0 0 加数器0 0 0 0 减数器图4振荡器4．3 触发器循环方式A的设计思路如下：PL=1 UP/ DN=1 UP/ DN=0 UP/ DN=1 起始计数（置“1000” ）加数器O15时计数器O0时计数器本循环彩灯控制器方式A的设计难点就是控制电路（循环功能能否实现在于控制电路是否起作用）。

要实现循环功能，计数器既要加法计数，也要减法计数，即加法计数到O15时变为减法计数，减法计数到O0再变为加法计数，这可用触发器控制计数器的UP/DN端来实现。

图5所示为由D触发器构成的二分频电路，O15和O0作为时钟信号，一个时钟触发器的状态翻转一次。

图6（b）是利用D触发器的直接置“1”端和直接置“0”端来实现触发器的状态转换。

图5（c）和（d）是由门电路组成的基本RS触发器，图5（c）RS 输入为高电平有效，因此O15和O0可直接作为S与R的输入。

图5（d）输入为低电平有效，O15，O0反向后作为触发器输入。

除以上几种电路外，也可以直接用RS触发器或JK触发器来实现。

经实践，图5所示的几种电路都能达到控制的作用。

(a) (b)(c) (d)图5 触发器控制电路4．4 延时电路循环方式B的设计思路如下：PL=1 UP/ DN=1 E=1置1000 加计数器O15时延时延时电路可采用单稳态电路，O15的下降沿作为单稳态电路的触发信号。

根据功能要求。

可采用微分型单稳态电路，555构成的单稳态电路及分立元器件构成的单稳态电路，而下降沿触发的与非构成的微分型单稳态电路和555构成的单稳态电路较为理想。

图6为与非构成的微分型单稳态电路，其中C d，R d为微分电路，当u i为窄脉冲触发时，C d和R d可省略。

O15的下降沿作为单稳态电路的触发信号，因此O15要经微分和限幅后再触发单稳态电路。

延时时间有RC决定。

555构成的单稳态电路如图7所示，C1R1和VD起微分限幅作用。

因此本电路要求低电平触发，没有触发的时候555的第2脚要为低电平，所以要接R2，对于R1和R2的阻值比要求比较严格，要保证没有触发的时候第2脚电压大于1/3V DD,触发的时候电压小于1/3V DD。

延时时间由RP和C2决定。

图6微分型单稳态电路图7 555构成的单稳态电路在循环方式C中，要实现单红右移，计数器应从“0000”开始递增，因此应先清零再加法计数。

根据计数器和译码器本身无法使输出实现四灯红闪，四灯绿闪，因此，可通过延时电路给8个双色发光二极管加上振荡信号来解决。

方式C的循环过程可表示为:MR=1 UP/ DN=1 E=1消零加计数器O7时延时在设计时要注意，要求是在同一个电路中通过方式选择来实现3种循环功能，而不是设计3个电路。

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彩灯控制器

彩灯控制器

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。

双色三循环方式彩灯控制器

双色三循环方式彩灯控制器

双色三循环方式彩灯控制器
双色三循环方式彩灯控制器是一种新型LED彩灯控制器，可以通过不同的控制方式实
现丰富多彩的彩灯效果。

该控制器采用双色LED灯珠作为光源，并且实现了三种循环方式，可以达到循环播放的视觉效果。

该控制器的主要特点如下：
1.双色LED灯珠：双色LED灯珠可以实现红、绿两种颜色的灯光，可以通过调节不同
的颜色比例来实现丰富多彩的效果。

2.三种循环方式：该控制器实现了三种循环方式，分别是自动循环、跟随循环和音乐
循环。

自动循环是指控制器会自动循环播放预设的灯光效果。

跟随循环是指灯光将跟随外
部信号来进行循环播放，比如音乐节奏等。

音乐循环是指根据外部信号来控制节奏的灯光
效果。

3.多种控制方式：该控制器支持多种控制方式，包括遥控器控制、触摸控制、APP控
制和声控控制等，可以实现灵活的控制。

4.多种场景模式：该控制器还可以根据不同的场景设置不同的模式，比如节日模式、
氛围模式、夜景模式等，可以满足不同场景的需求。

5.高精度控制：该控制器使用高精度控制芯片，可以实现精细的滑动调节和颜色控制，可以满足高要求的控制需求。

循环彩灯控制器

循环彩灯控制器

循环彩灯控制器一、设计题目循环彩灯控制器二、主要内容及要求(1)共有红、绿、黄3色彩灯各9个，要求按一定顺序和时间关系运行。

(2)动作要求：先红灯，后绿灯，再黄灯，分别按0.5S的速度跑动一次，然后，全部红灯亮5S，再黄灯，后绿灯，各一次。

以此循环。

(3)对各组灯的控制，要求有驱动电路。

(4)对跑动电路，可以每3个一组，交叉安装，分别点亮每一组，利用视觉暂停，达到跑动的效果。

三、进度安排6月19号之前，根据自己的兴趣爱好，完成该课程设计的题目任务并提交给学习委员。

认真阅读了课程设计的相关要求，指导时间及任务完成期限。

6月19号—6月21号：根据自己所选的课程设计题目内容及要求，初步构造整个设计思路，同时认真复习了数字电路中触发器、译码器、计数器、译码显示器等部分内容知识，熟识掌握它们些常用的集成数字芯片的用法和功能。

同时去图书馆借了几本有关课程设计相关的书。

6月22号—6月24号：阅读Multisim相关的教程书，学习Multisim10.0仿真软件的使用，并设计了几个简单的电路进行练习仿真练习。

6月24号—6月26号：分析彩灯控制器的组成、用笔用纸初步画出电路的原理图和各个组成模块，并通过小组的讨论分析可行性。

确定初步设计方案后，就通过参考资料查找所用到各中数字芯片的引脚排列及其功能。

最后，用Multisim10.0仿真软件进行电路的设计及仿真模拟，测试。

6月27号：对所设计出来的电路进行检查，进行最后的模拟演示运行。

最后，排版好课程设计的总报告，并进行打印。

四、总评成绩指导教师学生签名循环彩灯控制器一、设计任务与要求1．设计任务：设计一个循环彩灯控制器。

2．设计要求：(1)共有红、绿、黄3色彩灯各9个，要求按一定顺序和时间关系运行。

(2)动作要求：先红灯，后绿灯，再黄灯，分别按0.5S的速度跑动一次，然后，全部红灯亮5S，再黄灯，后绿灯，各一次。

以此循环。

(3)对各组灯的控制，要求有驱动电路。

循环彩灯控制电路设计

循环彩灯控制电路设计

循环彩灯控制电路设计1. 任务背景在日常生活和娱乐活动中，我们经常会看到各种颜色鲜艳、循环变化的彩灯。

通过控制电路的设计，可以实现彩灯的自动循环变换，提供更加丰富多样的视觉效果。

本文将介绍循环彩灯控制电路的设计原理、硬件实现和软件编程等方面的内容。

2. 设计原理循环彩灯控制电路的设计原理基于以下关键要素：2.1. 电源供电循环彩灯的运行离不开稳定的电源供应。

一般情况下，采用直流电源供电，电压稳定在5V或12V。

2.2. LED彩灯选择适合的LED彩灯作为光源，一般选择RGB LED灯。

RGB LED灯具有红、绿、蓝三种基本颜色的发光二极管，可以通过调节电压来调整不同颜色的亮度，同时通过控制三个通道的电压来生成各种颜色。

2.3. 控制电路控制电路负责通过控制信号来实现彩灯的循环变换。

一般常用的控制电路有微控制器、Arduino等。

2.4. 软件编程使用软件编程来控制彩灯的循环变换。

通过编写程序来控制控制电路的输出信号，实现彩灯颜色和模式的切换。

3. 硬件实现循环彩灯控制电路的硬件实现需要以下元件：•电源模块：用于提供稳定的直流电源，确保彩灯正常运行。

•RGB LED灯：作为光源，提供不同颜色的发光。

•控制电路模块：负责接收控制信号，并控制LED灯的亮度和颜色。

•控制设备：如Arduino等，用于编程和控制控制电路模块。

3.1. 连接电源将电源模块连接到电网，确保提供稳定的电源供应。

根据实际需求选择适当的电压和电流。

3.2. 连接RGB LED灯将RGB LED灯的各个引脚依次连接到控制电路模块的输出端口。

一般情况下，红色针脚连接到红色通道，绿色针脚连接到绿色通道，蓝色针脚连接到蓝色通道。

3.3. 连接控制电路模块将控制电路模块的输入端口连接到控制设备上，如Arduino的数字输出引脚。

4. 软件编程软件编程是实现彩灯循环变换的关键步骤。

以下是一个示例程序，使用Arduino编写。

void setup() {// 设置控制引脚为输出模式pinMode(redPin, OUTPUT);pinMode(greenPin, OUTPUT);pinMode(bluePin, OUTPUT);}void loop() {// 红色亮digitalWrite(redPin, HIGH);digitalWrite(greenPin, LOW);digitalWrite(bluePin, LOW);delay(1000); // 延迟1秒// 绿色亮digitalWrite(redPin, LOW);digitalWrite(greenPin, HIGH);digitalWrite(bluePin, LOW);delay(1000); // 延迟1秒// 蓝色亮digitalWrite(redPin, LOW);digitalWrite(greenPin, LOW);digitalWrite(bluePin, HIGH);delay(1000); // 延迟1秒}通过上述程序，可以实现彩灯的红、绿、蓝三种颜色之间的循环变换。