摘要
这次课程设计通过对彩灯的设计，训练对数字电子技术内容的应用能力，掌握对电子产品设计的流程以及各种要求。彩灯技术已广泛得在霓虹灯、广告彩灯、汽车车灯等领域中应用。
动态霓虹灯应该聚而不散、不能为了追求“跳跃”而给人凌乱的感觉，不管采用何种色彩，何种图案，都应该有顺序地渐变和跳跃，给受众一种秩序感，主次感、并便于受众顺着有规律的节奏接着看第二次、第三次。在设计制作时，既要给人以变幻的吸引力，又要主次分明，没有色彩和图案紊乱的感觉。变换、闪烁、跳跃式的霓虹灯为营造欢乐、多姿多彩的生活正越来越受到人们的重视。
近年来，由于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。再设计中更多的使用中规模集成电路，不仅可以减少电路组件的数目，使电路简洁，而且能提高电路的稳定性，降低成本。因此用集成电路来实现个更多更复杂的器件功能则成为必然。
这次的课程设计用NE555，74LS194来实现彩灯循环的控制。
关键词 NE555 74LS194
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目录
摘要................................................................................................................................................ I 1 绪论 (1)
1.1项目研究的背景与意义 (1)
1.2 彩灯控制系统研究的意义 (1)
1.3 国内外研究发现展 (2)
2 设计题目：简易彩灯循环控制器 (3)
2.1 设计主要内容及要求 (3)
3 系统设计 (4)
3.1 概述 (4)
3.1.1彩灯信号输出部分 (4)
3.1.2 双向移位寄存器74LS194的原理详解 (4)
4 硬件调试 (7)
4.1 芯片引脚及功能 (7)
4.1.1芯片NE555 (7)
4.1.2 芯片74LS194 (8)
4.2发光二极管 (9)
5单元电路设计 (9)
5.1 555定时电路组成的多谐振荡电路后的示意图 (10)
5.2 由74LS194组成的单组控制电路 (11)
5.3电路总图 (12)
5.4实物图 (13)
6 硬件调试 (14)
6.1调试步骤 (14)
6.1.2接通电源观察 (14)
6.1.3工作开关断开的情况下的调试 (14)
6.1.4工作开关闭合的情况下的调试 (14)
总结 (15)
致谢 (16)
参考文献 (17)
附录1 (18)
总电路图 (18)
附录2 (19)
元件清单 (19)
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1 绪论
1.1项目研究的背景与意义
近年来，由于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。再设计中更多的使用中规模集成电路，不仅可以减少电路组件的数目，使电路简洁，而且能提高电路的稳定性，降低成本。因此用集成电路来实现个更多更复杂的器件功能则成为必然。
19世纪兴起的数字电路以其先天的便捷、稳定的优点在现代电子技术电路中占有越来越重要的地位。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流水灯。LED彩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。为了追求“跳跃”而给人凌乱的感觉，不管采用何种色彩，何种图案，都应该有顺序地渐变和跳跃，给受众一种秩序感，主次感、并便于受众顺着有规律的节奏接着看第二次、第三次。在设计制作时，既要给人以变幻的吸引力，又要主次分明，没有色彩和图案紊乱的感觉。变换、闪烁、跳跃式的霓虹灯为促进销售，为营造欢乐、多姿多彩的生活正越来越受到人们的重视与欢迎。
1.2 彩灯控制系统研究的意义
利用控制电路可使彩灯按一定的规律不变的改变状态，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）。近年来，随着人们生活水平的较大提高，不光是对各种各样的生活电器的需要，也开始在环境的优雅方面有了更高的要求。比如日光灯已不能满足于我们的需要，彩灯的运用已经遍布人们的生活，从歌舞厅到卡拉OK包房，从节日的祝贺到日常生活中的点缀，这些不仅说明了我们对生活的要求有了质的飞跃，也说明科技在现实运用中有了较大的发展，在这一设计中我们将涉及有关彩灯控制器的设计，从原理上，是我们对这一设计有所了解，将其确实的与我们联系起来。
根据市场需求的调查显示，许多商业广告、公益广告、娱乐场所等，大多采用循环彩灯控制器的形式。它们通过巧妙构思与创作，做到广告、彩灯等作品色彩鲜艳，富有创意，变化形式丰富，起着宣传和美化环境的作用，营造文明亮丽氛围，总体来说彩灯控制电路运用极其广泛
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1.3 国内外研究发现展
查阅相关资料可知，国内外现今彩灯循环控制主要由以下方法：
采用单片机或DSP控制，单片机与DSP在通信、信号处理、自动化等诸多领域有着极其广泛的应用。对单片机或DSP芯片编写程序来实现对彩灯的控制，具有控制方便灵活，显示多种多样，外围电路少等优点。
采用CPLD或FPGA控制。CPLD与FPGA均是基于硬件描述语言的编程，具有单片机和DSP处理器相同的优点，但实现成本相对较高。
采用数字集成电路，由于集成度高、功能强大、所需器件少、成本低等诸多优点，所以集成电路在各种电子设备中得到了非常广泛的应用。
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2 设计题目：简易彩灯循环控制器
2.1 设计主要内容及要求
1）简要说明
设计简易彩灯循环控制器，此控制器实现彩灯点亮的一些动态效果。设置红绿黄3种颜色灯为一组，共9组。
2）任务和要求
(1) 彩灯自左到右渐亮至全亮；
(2) 彩灯自左到右渐灭至全灭；
(3) 彩灯自右到左渐亮至全亮；
(4) 彩灯自右到左渐灭至全灭；
(5) 彩灯全亮与彩灯全灭；
(6) 每个灯循环亮，0.5s跑一次；
(7) 按颜色循环，全部红亮，一次绿和黄，时间间隔5s；
(8) 写出设计步骤，画出最简的逻辑电路图；
(9) 对设计的电路进行仿真、修改，使仿真结果达到设计要求；
(10) 安装并测试电路的逻辑功能。
3）训练目标
熟练使用proteus软件仿真，具备数字电子技术制作初步能力，通过完成本课题的硬件设计，使同学们了解数字电路整个开发流程。
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3 系统设计
3.1 概述
3.1.1彩灯信号输出部分
为实现27路彩灯输出，本案例选用9块集成电路译码器74194进行控制信号的输出。
图3.1 彩灯信号输出部分
每个74194输出一组彩灯红、绿、黄，将Q3接到下一个芯片的2脚即SR
端，将Q1接到上一个芯片的7脚即SL端。
3.1.2 双向移位寄存器74LS194的原理详解
本案中采用了九块集成电路双向移位寄存器74LS194，用以九组彩灯进行控制，达到实现多种亮法的目的。
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图3.2 74LS194引脚图
图3.2 74LS194功能表
MR ：数据清零端，低电平有效 D0~D3：并行数据输入端 Q0~Q3：数据输出端
SR ：右移串行数据输入端
SL:左移串行数据输入端
S0~S1:运行方式控制
S0=S1=1：数据并行输入
S1=0,S0=1:数据右移输入
S1=1,S0=0：数据左移输入
S1=S0=0:寄存器处于保持状态
CLK：时钟脉冲输入端，上升沿有效
由此可见：74HC194具有并行输入，串行左移输入，串行右移输入。使用时只要将MR处于高电平，然后选择控制方式,如果要选用并行输入，将S0,S1分别置1，然后给D3~D0数据，给CP一个上升沿，这样数据就被写到了输出端Q3~Q0了。CP相当于一个锁存信号控制，给一个上升沿，输出与输入同步，不给上升沿，输出保持。
如果要选用串行左移输入，只要将S0=0，S1=1，然后给SR数据a，之后CP输出一个上升沿，就写入一个SR到D0，接着给SR数据b，CP输出一个上升沿，这样数据b又写入了D0，D0的值给了D1，这样依次移位。达到串行输入的目的。如果输出数据要取消的话可以用MR置0的方式。
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4 硬件调试
4.1 芯片引脚及功能
4.1.1芯片NE555
图4.1 NE555引脚图
引脚说明：
1脚（GND）是接地端；
2脚（TR)称为触发器；
3脚（VO)是输出端，它有0和1两种状态；
4脚（MR)是复位端，加上低电平时可是输出为低电平；
5脚（VC）是控制电压端，可用它改变上下触发电平值；
6脚（TH)称阈值端；
7脚（DIS）是放电端，他是内部放电管的输出，有悬空和接地两种状态，也是由放电端的状态决定；
8脚（VCC)是电源端。
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图 4.2 NE555
逻辑功能表
本次设计
通过使用555多谐振荡器完成信号的输入和时钟脉冲，第一个震荡出10HZ 频率的
脉冲用来当做
整个设计的时钟脉冲即CP ，第二个用可调占空比的多谐振荡器产生周期为5秒的方波用来输入74LS194的SR 脚和SL 脚控制的灯亮和灯灭，保证27个彩灯渐亮到全亮，渐灭到全灭。
4.1.2 芯片74LS194
把移位寄存器的输出反馈到它的串行输入端，就可进行循环移位，如图所示，把输出端Q0和右移串行输入端Sr 相连接，设初始状为0000，则在时钟脉冲作用下，将一次变为1000，再变为0100，之后0010，最后0001，可见它是一个具有四种有效状态的计数器，这种类型的计数器通常称为环形计数器，该图电路可由各个输出端输出时间上的先后顺序的脉冲，因此也可成为顺序脉冲发生器。
输 入
输 出
0 X X
0 导通 1 0 导通 1 不变 不变 1
1
截止
1
1 截止
D R 1
I V 2
I V O
V D T CC V 3
2>CC
V 32 V 32 V 32>CC V 3 1>CC V 31>CC V 31 V 3 1< 图4.3 74 LS194构成8位移位寄存器 4.2发光二极管 发光二极管是半导体二极管中的一种，可以把电能转化成光能，常简写为LED。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。当给发光二极管加上正向电压后，从P区注入到N区的空穴和自N区注入到P区的电子，在PN结附近数微米内分别与N区的电子和P区的空穴复合，产生自发辐射的荧光。不同的半导体材料中电子和空穴所处的能量状态不同。当电子和空穴复合时释放出的能量多少不同，释放出的能量越多，则发出的光的波长越短，常用的是发红光，绿光或黄光的二极管。 图4.4 发光二极管 5单元电路设计 - 9 - 5.1 555定时电路组成的多谐振荡电路后的示意图 图5.1 555产生连续时钟脉冲信号电路Array n 图5.2 555可调占空比电路 - 10 - 5.2 由74LS194组成的单组控制电路 图5.3 单个移位寄存器仿真图 图4.2为在仿真软件Proteus中进行仿真的示意图，脉冲信号为时钟脉冲信号。如图S1S0都为低电平时处于保持状态。 S1S0=01 实现右移位 S1S0=10 实现左移动 S1S0=00 实现保持功能 S1S0=11 实现置数功能 - 11 - 5.3电路总图 图5.4 总体电路图 从电路图的设计，项目编译，拟真，至最后的下载运行，本案成功地达到了课设的要求。本案可现实四种彩灯亮法，该四种方法用两个开关INPUT1和2控制： （1）00状态下：输出保持状态，即保持全亮全灭； （2）01状态下：从右向左依次亮到全亮，在依次灭到全灭； （3）11状态下：从左向右依次亮到全亮，在依次灭到全灭； （4）10状态下：16路彩灯连续闪烁； （5）电路具有总开关“EN”，置1工作； （6）电路具有清零开关CLEAR。 - 12 - - 13 - 5.4实物图 6 硬件调试 6.1调试步骤 6.1.1检查电路. 对照电路图认真检查电路，首先查看电源是否接错或短接，然后检查各芯片是否安装牢固，最后对照电路图认真查看各芯片的管脚是否接错、漏接或出现多接线的现象。 6.1.2接通电源观察 在做好第一步的基础上进行下一步。接通电源，如果出现异常现象立即关闭电源，按第一步重新检查电路对出现事故的电路部分进行着重的检查，直至发现并排除错误。 6.1.3工作开关断开的情况下的调试 当第二步完成后，在断开开关的情况下用一个发光二极管检测脉冲信号的输出，各芯片的初始输出是否正确，如果存在问题，查找出原因并解决。 6.1.4工作开关闭合的情况下的调试 闭合工作开关，观察显示结果是否正确，如果存在问题继续调试。调试结束后观察调试后的结果是否符合设计要求。 - 14 - 总结 课程设计刚开始时，拿着选定的题目不知如何入手。毕竟课程设计不同于实验课，电路图和程序都要自己设计。静下心来，仔细分析题目，再加上指导老师的说明与提示和同组成员的帮助，心中才有了谱。将整个系统根据不同的功能划分成模块，在分别进行设计，逐个攻破，最后将其整合即可。 层次概念对于设计复杂的数字系统是非常有用的，它使得我们可以从简单的单元入手，逐渐构成庞大而复杂的系统。实验表明，此设计方法能够满足不同花样的变化要求，但是实验中也出现了一些不熟练的操作问题和一些复杂的程序的不能完全理解都需要我在平时多学习，进一步完善自己。在课设中经常遇到一些自己可能暂时无法想明白的问题，请教同学或老师是很好的做法，节省时间也会从别人身上学到很多。在老师的合理安排和悉心指导下，我按时完成了课程设计的题目。在设计时和同学相互交流各自的想法也是很重要的，不同的人对问题的看法总有差异，我们可以从交流中获得不同的思路，其他人的设计一定有比你出色的地方。 通过这次课程设计，使我受益颇多。我通过查阅大量的资料，和同学交流经验，向老并师请教，使自己收获颇多，不但懂得了设计的原理和方案，还可以让我在这次的设计中知道了许多我以前不懂的地方，知道每一项的成就都不是那么容易的，每个成功的人后面必定会付出了比我们想象的更多的辛劳，所以，在今后的日子里，我将会将我懂得的很多道理应用到实际生活中去，那么将会更加培养了我的能力，无论是在哪些方面。也了解到课程实习设计是开端，链接是关键，测试时必须。即巩固了课堂上学到的理论知识，又掌握了常用集成电路芯片的使用。在此基础上学习了数字系统设计的基本思想和方法，学会了科学的分析实际问题，通过查资料及请教老师和同学等多种途径，独立解决问题。同时，也培养了我认真严谨的态度。 课程设计诚然是一门专业课，给我很多专业知识以及专业技能上的提升，也使我对抽象的理论有了具体的认识。同时又是一门讲道课，一门辩思课，让我深刻的认识到，面对社会的挑战，只有不断的学习、实践，才能成功。生活就是这样，汗水预示着结果也见证着收获。劳动是人类生存生活永恒不变的话题。通过实习，我才真正领略到“艰苦奋斗”这一词的真正含义，我才意识到老一辈电子设计为我们的社会付出。 我想说，设计确实有些辛苦，但苦中也有乐，对我们而言，知识上的收获重要，精神上的丰收更加可喜。挫折是一份财富，经历是一份拥有。这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多专业知识问题，最后在老师的辛勤指导下，终于游逆而解，在这里对辛勤付出的老师表示衷心的感谢。 - 15 - 致谢 在这一周的课程设计中，感谢老师悉心的指导，感谢同学热心的帮助，还有小组同学的共同努力。在老师的合理安排和悉心指导下，我按时完成了课程设计的题目。我能顺利完成课设离不开老师悉心的指导和严格要求以及同学们的热情帮助。我要对老师严谨的治学态度和认真负责的工作精神表示崇高的敬意，并对他在繁忙的工作中抽出宝贵时间悉心指导我的论文表示最诚挚的感谢。作为沈阳工程学院的一名学生，日后，我也必将时刻谨记“精工博学，明德自知”的校训，努力学习老师严谨治学的态度，做一名合格的大学生。在此再次感谢那些在课设中帮助过我的人。 - 16 - 参考文献 [1] 康光华，邹寿彬. 电子技术基础-数字部分（第五版）[M].北京：高等教育出版社，2006. [2]邓勇.数字电路设计完全手册[M].北京：国防工业出版社，2001. [3]赵六俊，金良玉.数字电路与辑设计[M].北京：北京邮电大学出版社，1995. [4]章忠全.电子技术基础：实验与课程设计[M].北京：中国电力工业出版社，1999. - 17 - 附录1 总电路图 - 18 - 课程设计报告 题目：基于Multisim的LED 循环彩灯设计与仿真课程名称：电子技术课程设计 学生姓名：程娅 学生学号：1414020205 年级：2014级 专业：电子信息工程 班级：2班 指导教师：王丽 电子工程学院制 2016年5月 基于Multisim的LED循环彩灯设计与仿真 学生：程娅 指导教师：王丽 电子工程学院电子信息工程专业 1 课程设计的任务与要求 1.1 课程设计的任务 (1)综合应用数字电路知识设计一个交通灯控制器。了解各种元器件的原理及其应用。 (2)深入了解交通灯的工作原理。 (3)锻炼自己的动手能力和实际解决问题的能力。 (4)掌握multisim软件的操作并对设计进行仿真。 (5)通过本设计熟悉中规模集成电路进行时序电路和组合电路设计的方法，掌握彩灯循环控制器的设计方法。 1.2 课程设计的要求 (1)有十只LED，L0 (9) (2)显示方式： ①先奇数灯依次亮； ②再偶数灯依次亮； ③依次循环变化。 (3)显示间隔0.5s，1s可调。 2 LED循环彩灯系统方案制定 2.1 LED循环彩灯电路设计的原理 多谐振荡器是产生矩形脉冲的典型电路，常用来做脉冲信号源。多谢振荡器没有输入端，接通电源便自激振荡。多谢振荡器起振之后，电路没有稳态，只有两个暂稳态，他们交替变化，输出连续的矩形脉冲信号。 用555定时器构成的多谢振荡器，先用555定时器构成施密特触发器，然后将施密特触发器的输出端经RC积分电路接到施密特触发器的输入端。可以通过调节RC的大小来产生所需周期大小的脉冲信号。 2.2 LED循环彩灯电路的设计方案 根据设计要求，可画出此电路的整体框架图，如图1所示。 图1 系统实现流程 3 单元电路设计与分析 3.1 各功能模块的电路设计 （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2所示。 图2 振荡电路 摘要在许多场合都可以看到彩色霓虹灯，LED彩灯由于其彩色丰富，造价低廉，控制简单等特点受到了广泛的应用。本系统是以51系列单片机AT89C51为主控器，附有LED发光二极管，用51系列单片机AT89C51来控制LED发光二极管亮灭，系统运行稳定，花样多多。 关键词彩色霓虹灯AT89C51 LED 一方案设计与论证 1.1单片机 方案一STC89C52 STC89C52是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。能为许多嵌入式控制引用系统提供高灵活、超有效的解决方案。 方案二AT89C51 AT89C51是一种带4K字节Flash存储器的低电压、高性能COMS 8位微处理器。AT89C51单片机能为很多嵌入式系统提供一种灵活性高且价廉的方案。 虽然STC89C52具有51单片机不具备的功能，单本系统操作简单，且51单片机价格低廉，所以我们选择方案二。 二硬件电路设计 2．1 主控模块 2.1.1 AT89C51引脚图 图2.1.1 AT89C51引脚图 2.1.2AT89C51引脚功能介绍 Vss:接地端。 Vcc:电源端。 XTAL1：接外部晶体的一个引脚。CHMOS单片机采用外部时钟信号时，时钟信号由此脚引入。 XTAL2：接外部晶振的一个引脚。HMOS单片机采用外部时钟信号时，外部时钟信号由此脚接入。 RST:（1）复位信号输入；（2）Vcc掉电后，此引脚可接备用电源，低功耗条件下保持内部RAM中的数据。 ALE//PROG：地址锁存允许。 /PSEN：程序锁存允许。 /EA/Vpp：EA=0，单片机只访问外部程序存储器。EA=1，单片机访问内部程序存储器。 P0口----P0口可以作为输入/输出口，在实际应用中，常作为地址/数据总线口，即低8位地址与数据线分时使用P0口。低8位地址由ALE信号的下跳沿锁存到外部地址锁存器中，而高8位地址由P2口输出。 P1口----P1口每一位都能作为可编程的输入或输出口线。 P1.0：T2引脚，定时/计数器2外部计数脉冲。 P1.1：T2EX引脚，定时/计数器2触发和方向控制。 P1.5：MOSI引脚，在系统编程数据输入。 P1.6：MISO引脚，在系统编程数据输出。 P1.7：SCK引脚，在系统编程时钟输入。 P2口----P2口可以作为输入口或输出口使用，外接存储器和I/O接口时，又作为扩展系统的地址总线，输出高8位地址，与P0口一起组成16位地址总线。对于内部无程序存储器的单片机来说，P2口一般只作为地址总线使用，而不作 电子技术课程设计 ---彩灯控制器 学院：电子信息工程学院 班级： 学号： 指导教师： 彩灯控制器 一、设计任务与要求： 设计一个彩灯控制器，要求： 1.四路彩灯从左向右逐次渐亮，间隔为1秒。 2.四路彩灯从右向左逐次渐灭，间隔为1秒。 3.四路彩灯同时点亮，时间间隔为1秒，然后同时变暗，时间为1秒，反复4 次。 二、总体框图 图（1）总体框图 根据设计要求，电路设计大体思路如下： 由脉冲发生器发出频率脉冲信号，利用计数器加法计数功能输出0000~1111的脉冲信号，经过数据选择器分别在0000~0011，0100~0111，1000~1111三个时段输出不同的高低电平，控制移位寄存器实现右移→左移→置数功能，从而控制 彩灯按照设计要现亮灭。 三、选择器件 本次课程设计所用器件如表一： 表一本次课程设计所用器件 1.同步二进制计数器74LS163 表二7-3 74LS163功能表 根据逻辑图、波形图、功能表分析，74LS163具有如下功能： 管脚图逻辑符号 1)1是同步4位二进制加法计数器，M=16，CP上升沿触发 2)2既可同步清除，也可异步清除。同步清除时，清除信号的低电平将在下一 个CP上升沿配合下把四个触发器的输出置为低电平。异步清除时，直接用 清除信号的低电平把四个触发器的输出置为低电平。 3)3同步预置方式：当LD = 0时，在CP作用下，计数器可并行打入预置数据. 当LD = 1时，使能输入PT同时为高电平，在CP作用下，进行正常计数。 4)PT任一为低时，计数器处于保持状态。 5) 5 CO为进位输出，可用来级联成n位同步计数器。 2．四位双向移位寄存器74LS194 课程设计说明书 课程名称：数字电子技术 设计题目：循环彩灯 院系：电子信息与电气工程学院 学生姓名：听风 学号：2010020200XX 专业班级：10级电子信息工程(1)班 指导教师： 2012 年5 月25日 课程设计任务书设计题目循环彩灯 学生姓名XX 所在院系电子信 息与电 气工程 学院 专业、年级、班 10级电子信息 工程(1)班 设计要求： 1、设计制作一个循环彩灯电路。 2、彩灯数量为8个，8个彩灯依次闪烁，彩灯亮灯时间为1秒。 3、器件：74LS192、74LS138、74LS00、555定时器各一片，48kΩ ,300 Ω，51kΩ,10uf,0.01uf各一个。 学生应完成的工作： 根据原理进行设计，方案论证，完成循环彩灯的原理图设计及PCB板的制作，手动布线完成PCB板图。然后将修改无误的PCB板图复制，转印，做板。再按照自己设计的电路原理图把电子元器件焊接到电路板上。经调试能正常工作，老师考查合格后，写好设计报告。 参考文献阅读： [1]童诗白.模拟电子技术基础[M].北京：高等教育出版社，2005. [2] 郑君里、杨为理信号与系统[M]北京：高等教育出版社，2011 [3] 谷树忠、刘文洲、姜航Altium Designer 教程北京：电子工业出版社，2006 [4]邱关源,罗先觉.电路（第五版）[M].北京：高等教育出版社，2006. [5]阎石.数字电子技术（第五版）[M].北京：高等教育出版社，2005. 工作计划： 2012年5月14日上午：课程设计说明、软件培训。下午：Multism电路仿真。 2012年5月15日：电路设计与仿真。 2012年5月16日上午：电路设计与仿真。下午：指导教师单独指导。 2012年5月17日：用Altium Designer 10设计原理图。 2012年5月18日：用Altium Designer 10设计PCB。 2012年5月21日上午：循环彩灯制版。下午：循环彩灯安装。 2012年5月22日：指导课程设计报告书写。 2012年5月23日：指导课程设计报告书写。 2012年5月24日：电路调试。 2012年5月25日：设计验收设计报告收交。 任务下达日期：2012 年 5 月14 日 任务完成日期：2012 年 5 月25 日 指导教师（签名）：学生（签名）： 湖南工业大学课程设计 资电气与信息工程 料袋 学院（系、部) 2012-2013 学年第一学 期 课程名称电子设计与制作指导教师xx职称讲师 学生姓名x专业班级电信093学号094012003xx 题目循环彩灯的设计与制作 成绩起止日期2012 年11月19日～2012年11月30 日 湖南工业大学 课程设计任务书 2012-2013学年第一学期 电气与信息工程学院（系、部）电子信息工程专业093班级 课程名称：设计题目： 电子设计与制作循环彩灯的设计与制作 完成期限：2012 年11月19日～2012年11月30日共2 指导教师（签字）：年月日 系（教研室）主任（签字）：年月 日 电子技术课程设计 设 计说明 书 循环彩灯的设 计与制作 起止日期： 2012 年 11 月 19 日～2012 年 11 月 30 日 学 生姓 名 班 级 学 号 成 绩 指 导教 师 ( 签 字 ) xx 电 信 093 xx 电气与信息工程学院（部） 2012年11 月2 日 1、设计任务及要求 要求设计一个循环彩灯，采用8个LED，实现顺序/逆序流水，LED交替频率可调。自行设计电源部分，为电路板提供直流电源。自行设计信号发生部分，为电路板提供工作频率。根据技术指标进行循环彩灯总体方案设计，说明设计思路，选择相应的元器件型号，列出元器件清单，介绍主要芯片的功能，介绍各具体单元电路设计，画出完整的电路原理图、PCB图。 2、设计思路 循环彩灯主要由桥式变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路、555定时器、74ls193计数器、3-8译码器等部分组成。首先是将220V交流电通过变压器转换成较小的交流电，通过桥式整流将电压加到直流负载上从而输出直流电压，通过滤波稳压从而实现其稳定的5V直流电压，使555定时器通过调节滑动变阻器实现秒脉冲震荡器，加到计数器的加法或者减法脉冲端口实现8进制计数，通过译码器从而实现循环彩灯功能。 3、各单元电路说明 1>开关模块 通过可调式电阻来控制电压输入，接通时发光二极管D9点亮。 2>电源电路模块 P L C彩灯控制课程设计 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020 基于P L C 的彩灯控制 目录 课程设计任务书 (1) 引言 (2) 一 PLC的定义及发展 (3) 二系统分配 (6) 硬件分配图 (6) 软件分配图 (7) 三方案设计 (8) 顺序工程图 (8) 程序运行步骤 (9) 四总结 (10) 参考文献 (11) 基于PLC的彩灯控制 一、控制要求： 系统启动后，L1、L5同时亮，然后熄灭；之后L2、L8同时亮,然后熄灭；接着L3、L7同时亮，然后熄灭；最后L4、L6同时亮，然后熄灭，按照此方式循环5次后再逆向闪烁5次，并循环。 二、设计任务 1.设计出硬件系统的结构图、接线图； 2.系统有启动、停止功能； 3.运用功能指令进行PLC控制程序设计； 4.程序结构与控制功能自行创新设计； 5.进行系统调试，实现上述功能。 引言 随着社会市场经济的不断繁荣和发展，各种装饰彩灯、广告彩灯越来越多地出现在城市中。在大型晚会的现场，彩灯更是成为不可缺少的一道景观。小型的彩灯多为采用霓虹灯管做成各种各样和多种色彩的灯管，或是以日光灯、白炽灯作为光源，另配大型广告语、宣传画来达到效果。这些灯的控制设备多为数字电路。而在现代生活中，大型楼宇的轮廓装饰或大型晚会的灯光布景，由于其变化多、功率大，数字电路则不能胜任。针对PLC日益得到广泛应用的现状，本文介绍PLC在不同变化类型的彩灯控制中的应用，灯的亮灭、闪烁时间 及流动 方向的控制均通过PLC来达到控制要求。在彩灯的应用中，装饰灯、广告灯、布景灯的变化多种多样，但就其工作模式，可分为三种主要类型：长明灯、流水灯及变幻灯。长明灯的特点是只要灯投入工作，负载即长期接通，一般在彩灯中用以照明或衬托底色，没有频繁的动态切换过程，因此可用开关直接控制，不需经过PLC控制。流水灯负载变化频率高，变换速度快，使人有眼花缭乱之感，分为多灯流动、单灯流动等情形。变幻灯则包括字形变化、色彩变化、位置变化等，其主要特点是在整个工作过程中周期性地花样变化，但频率不高。流水灯及变幻灯均适宜采用PLC控制。 关键词：PLC 循环控制 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 ××学院 《模拟电子技术》课程设计 题目 LED循环彩灯 学生姓名××× 专业班级电科（3）班 学号 201231000 院（系）电气工程学院 指导教师×× 完成时间 2013年12月17日 目录 1、课程设计的目的 (1) 2、课程设计的任务与要求 (2) 2.1实验器材 (2) 2.2电子器件的识别 (2) 2.3焊接技术 (2) 2.4元器件安装及要求： (3) 3、设计方案与论证 (3) 3.1功能分析与具体要求 (3) 3.2设计思路 (4) 4、设计原理及功能说明 (4) 5、单元电路的设计（计算与说明） (6) 6、硬件的制作与调试 (7) 7、总结 (10) 参考文献： (12) 附录1：总体电路原理图.......................错误！未定义书签。附录2：元器件清单.. (14) 1、课程设计的目的 当今世界，彩灯已经成为我们生活的一部分，能给我们带来视觉上的享受还能美化我们的环境。街角巷里，高楼大厦无处不是因它炫彩夺目以及控制简单等特点而得到了广泛的应用，用LED彩灯来装饰街道和城市建筑已经成为一种潮流。发光二极管简称为LED。它是一种能发光的半导体电子元件。这种电子元件早在1962年出现，早期只能发出低光度的红光，之后发展出其他单色光的版本，时至今日能发出的光已遍及可见光、红外线及紫外线，光度也提高到相当的光度。具有效率高、寿命长、不易破损、开关速度高、高可靠性等传统光源不及的优点。白光LED的发光效率，在近几年来已经有明显的提升。因此人们现在更侧重于用LED来照明以及装饰屋内及屋外环境，LED广泛应用与生活的各个方面，不断走进人们的生活也不断地改变着人们的生活。 本实验主要是结合我们以往所学课程的基础理论、基本技能和专业知识的能力，不仅要考虑总体电路的设计还要考虑系统各部分电路的选择、设计及它们之间的相互连接。主要目的是在实践中逐步培养我们建立正确的设计思想，掌握工程设计的一般程序、规范和方法。 (1)了解各种元器件的性能、作用和工作原理； (2)掌握一定的焊接技术以及简单元器件装配； (3)学习印刷电路板； 《数字电子技术基础》课程设计报告 设计题目：彩灯循环控制器的设计 专业： 班级： 姓名： 学号： 指导教师: 设计日期： 2014 年 6 月 课程设计评审意见 （1）设计阶段（30分）——硬件电路运行情况 优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）； （2）报告（60分）——对于课程设计报告撰写的整体评价 优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）； （3）平时表现（10分）——课程设计过程中的表现 优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）； 总评分数： 优（）能很好地完成数字电子课程设计的任务，制作的电路板达到设计要求，课程设计报告能对设计内容进行全面、系统的总结，并能运用学过的数字电子技术理论知识对某些问题加以分析。态度端正，课程设计期间无违纪行为。 良（）能较好地完成数字电子课程设计的任务，制作的电路板达到设计要求，课程设计报告能对设计内容进行比较全面、系统的总结。考核时能较圆满地回答老师提出的问题，态度端正，课程设计期间无违纪行为。 中（）能够独立完成课程设计的任务，制作的电路板达到规定的主要要求，课程设计报告能对设计内容进行比较全面的总结，在考核时能正确地回答主要问题，态度端正，课程设计时无违纪行为。 一般（）课程设计过程中态度基本端正，能够完成课程设计的任务，提交电路板，能够完成报告，内容基本正确；但不够完整、系统，考核中能回答主要问题。 差（）课程设计过程中表现不佳，未能完成课程设计要求的内容。 评阅人： 2014年6月25日注： 优（90－100分）、良（80－89分）、中（70－79分）、一般（60－69分）、差（60分以下） 目录 引言 (1) 第一部分：设计方案设计 (2) 1.1方案选 择： (2) 1.2功能设计及分析 (2) 1.2.1 时钟信号功能设计............................................... 错误！未定义书签。 1.2.2 花型控制功能设计 (2) 1.2.3 花型演示功能设计 (3) 1.3 原理图总图及说明 (4) 第二部分：硬件调试总结 (5) 2.1 元器件清单及说明 (5) 2.2 硬件调试 (9) 第三部分：总结 (10) 3.1 设计小结 (10) 3.2 心得体会 (11) 参考文献 (11) 附录 (12) 数字电子技术课程设计报告 专业名称： 班级： 姓名： 学号： 日期： 目录 一、设计要求 (1) 二、设计的作用、目的 (1) 三、设计的具体实现 (1) 1、系统概述 (1) 2、单元电路设计、分析与仿真 (2) 3、电路的安装与调试 (6) 四、心得体会及建议 (7) 五、附录 (7) 六、参考文献 (8) 设计报告 一、设计要求 说明：1.以十个指示灯作为显示器件，能自动的从左到右、从右到左的依次被点亮，如此周而复始，不断循环。 2.打开电源时可自动清零，每个指示灯被点亮的时间约为0.5S—2S 围。 3.用计算机画出电路设计图，进行仿真分析验证其正确性。 4.写设计说明书一份。 二、设计的作用、目的 1、为了培养学生运用相关课程的基础理论和技能解决实际问题，并进一步提高学生抓也基本技能、创新能力的重要实践教学环节。 2、培养学生正确的设计思想与方法、严谨的科学态度和良好的工作作风。 3、通过课程设计，学生受到设计与写作方法的初步训练，能用文字、图形和现代设计写作方法系统地、正确地表达课程设计。 4、巩固、深化和扩展学生的理论知识与初步的专业技能。 5、熟悉各种芯片的功能和应用。 6、完成彩灯控制器的设计，绘出电路原理图。 7、调试电路，是否能正常工作。 理工大学课程设计：彩灯控制器 三、设计的具体实现 1）系统概述 此电路主要由三部分组成，其整体框图如图（一）所示。 振荡电路计数译码驱动电路显示电路 图（一） 2）方案论证与实现 （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，电路如图二所示。 图（二） （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4017，它是一种用途非常广泛的电路。其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。 彩灯控制器的设计 一.内容提要： 随着社会的发展，街道、商场或公共场所通常都装有各种五彩斑斓的灯饰，这些霓虹灯既可以美化人们的生活空间，也给这个社会增添了不少色彩。特别是每逢节日晚上都能看到街道旁都挂起五彩缤纷彩灯，给人一种节日的气氛。然而，彩灯作为我们生活中的一部分，我们既要知道其然，还要知其之所以然。因此，我们有必要去研究彩灯的工作原理。本次设计主要阐述了由电子电路设计一个彩灯控制器，控制红绿黄三个灯，按一定规律依次点亮。即由电子电路实现一个可循环效果的彩灯控制器。 本设计主要讲述了彩灯控制器的工作原理以及其各个组成部分，记述了我在整个设计过程中对各个部分的设计思路、对各部分电路设计方案的选择、元器件的筛选、以及对它们的调试、对调试结果的分析，到最后得到比较满意的实验结果的方方面面。 二设计主要要求及指标 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、设计提示 原理框图如图1所示 1、彩灯的亮灭共有七种情况，可设计一个七进制的计数器，用计数器的状态控 制彩灯的亮灭；计数器应能够自启动。 2、“流水”的速度的控制可用两片555定时器电路实现。两片555接成振荡频 率不同的多谐振荡器，用频率低的振荡器上积分电容的三角波信号，调制另一个频率高的振荡器的振荡频率，使其高低往复变化。 3、用光敏器件（光敏电阻、光敏二极管、光敏二极管等）检测周围环境的光强， 以区分白天、夜夜，控制彩灯的亮灭。 图1 彩灯控制器框图 四．设计思路 根据题目要求，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Q 1、Q 2、Q 0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和滑动变阻器完成，多谐振荡器是常用的一种矩形波发生器，滑动变阻器通过改变其内部电阻来改变其输出矩形波的频率。七进制计数器可通过74LS160型同步十进制计数器改接而得。逻辑电路可使用74LS138型3位二进制译码器控制彩灯。 光敏器件检测电路 脉冲发生 七进制计数逻 辑 电 路 红 黄 绿 Q2 Q1 Q0 D CP 加减控制 循环结束结束判别 时钟快慢 控制 专科课程设计（论文）设计题目：基于PLC设计的彩灯循环 系部：电气工程系 专业：电气工程及其自动化 班级：电气自动化111302 摘要 可编程控制器是60年代末在美国首先出现的，当时叫可编程逻辑控制器PLC（ProgrammableLogicController），目的是用来取代继电器。以执行逻辑判断、计时、计数等顺序控制功能。提出PLC概念的是美国通用汽车公司。PLC的基本设计思想是把计算机功能完善、灵活、通用等优点和继电器控制系统的简单易懂、操作方便、价格便宜等优点结合起来，控制器的硬件是标准的、通用的。根据实际应用对象，将控制内容编成软件写入控制器的用户程序存储器内,使控制器和被控对象连接方便。 70年代中期以后，PLC已广泛地使用微处理器作为中央处理器，输入输出模块和外围电路也都采用了中、大规模甚至超大规模的集成电路，这时的PLC 已不再是仅有逻辑(Logic)判断功能，还同时具有数据处理、PID调节和数据通信功能。国际电工委员会(IEC)颁布的可编程控制器标准草案中对可编程控制器作了如下的定义：可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算，顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外围设备，易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充其功能的设计。 可编程控制器对用户来说，是一种无触点设备，改变程序即可改变生产工艺。目前，可编程控制器已成为工厂自动化的强有力工具，得到了广泛的普及推广应用。 可编程控制器是面向用户的专用工业控制计算机，具有许多明显的特点。 ①可靠性高，抗干扰能力强； ②编程直观、简单； ③适应性好； ④功能完善，接口功能强。 \ 《单片机原理及应用》课程设计报告 题目：彩灯循环系统 专业：电子信息工程 班级： 学号： 姓名： 指导教师： 一．实验目的： 《单片机原理与接口技术》课程实习安排在该课程理论教学结束后进行。其目的是通过实习，使学生进一步弄懂所学到的课本知识，巩固和深化对单片机的结构、指令系统、中断系统、键盘/显示系统、接口技术、系统扩展、定时/计数控制、程序设计、应用开发等基本理论知识的理解，提高单片机应用技术的实践操作技能，掌握单片机应用系统设计、研制方面的一般方法，培养利用单片机进行科技革新、开发和创新的基本能力、为毕业后从事和单片机相关的工作打下一定的基础。 二．实验内容： 通过8051单片机实现彩灯循环 三．实验过程： 1.引言 随着人们对房屋的装饰需要彩灯，在许多城市可以看到彩色霓虹灯。LED彩灯由于其丰富的灯光色彩，便宜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。但目前市场上各式样的LED彩灯控制器大多数用全硬件电路实现，电路结构复杂、电路复杂、功率损耗大等缺点。此外从功能效果上看，亮灯模式少而且样式单调，缺乏用户可操作性，。。 本方案提出了一种基于8051单片机的彩灯控制方案，实现对LED彩灯的控制。本方案以8051单片机作为主控核心，在主控模块上设有3个按键和8个码LED显示灯，根据需要可以编写若干种亮灯模式，利用其内部定时器T0实现一个基本单位时间为1 ms的定时中断，根据各种亮灯时间的不同需要，在不同时刻输出灯亮或灯灭的控制信号，然后驱动各种颜色的灯亮或灭。与普通LED 彩灯相比，具有体积小、价格低、低能耗等优点。 2.8051单片机引脚功能介绍 首先我们来连接一下单片机的引脚图，如果，具体功能在下面都有介绍。单片机的40个引脚大致可分为4类：电源、时钟、控制和I/O引脚。 ⒈电源: ⑴ VCC - 芯片电源，接+5V； ⑵ VSS - 接地端； ⒉时钟:XTAL1、XTAL2 - 晶体振荡电路反相输入端和输出端。 课程设计说明书 课程设计名称：数字电路课程设计 课程设计题目：四花样彩灯控制器 学院名称：信息工程学院 专业：通信工程班级：110422 学号：姓名：陈粤龙 评分：教师： 20 13 年9 月23 日 数字电路课程设计任务书20 12 －20 13 学年第 1 学期第19 周－20周 题目四花样彩灯控制 内容及要求 (1) 彩灯一亮一灭,从左向右移动 (2) 彩灯两亮两灭，从左向右移动 (3) 四亮四灭，从左向右移动 (4) 从1～8从左到右逐次点亮，然后逐次熄灭 (5) 四种花样自动变换。 进度安排 1.?布置任务、查阅资料、选择方案、领仪器设备：2天 2.?仿真、画PCB线路图：2天 3.?领元器件、制作、焊接：3天 4.?调试：2天 5.?验收：1天 6.?提交报告：2013-2014学年第一学期?2-3周 学生姓名：陈粤龙 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。 前 言 彩灯控制器有着非常广泛的运用，如：LED 彩灯，音乐彩灯控制器，二维彩灯控制器等等，现简单介绍如下： 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虹灯。LED 彩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。但目前市场上各式样的LED 彩灯控制器大多数用全硬件电路实现，电路结构复杂、功能单一，这样一 指导时间:2周 指导地点： E610 任务下达 2013年 9月 22日 任务完成 2013 年 9 月 25日 考核方式 1.评阅 □ 2.答辩 □ 3.实际操作□ 4.其它 □ 指导教师 系（部）主任 摘 要 彩灯控制器在我门日常生活中有重要的运用，如广告牌的设计和节日彩灯的设计都能运用到它的原理。本次设计的四花样彩灯控制器是其中较简单的，但这是进行复杂设计的基础。 本次课程设计要设计一个四花样彩灯控制器。首先要分析设计要求，从要实现四花样入手推导出要使用的芯片。可通过八位右移寄存器74LS164实现八个彩灯的向右移动，从它的右移输入端输入四种码来实现它的四种花样。根据四种花样确定这四种码，可通过模十六计数器74LS161的输出端接与门74LS08和非门74LS04产生。要实现彩灯的自动转换，把四种码输入四选一数据选择器74LS153的四个输入端，它的地址输入端接双D 触发器74LS74的两个输出端，74LS74可产生四种循环的状态，从而实现彩灯的自动转换。时钟信号由两个555产生，一个产生周期为0.721秒的矩形脉冲控制模十六计数器74LS161和八位右移寄存器74LS164,另一个产生周期为14.01秒的脉冲控制双D 触发器。当彩灯完成一种花样时，双D 触发器输出状态改变，数据选择器选择另一种码输出，彩灯变为下一种花样，直到完成四种花样再循环变化。 经实验验证，所设计的四花样彩器能完成四花样变换，每一种花样循环两次，四种花样不断循环。 关键字：时钟脉冲 分频 自动转换 控制器 数据选择器 循环彩灯课程设计 精品资料 成绩 课程设计说明书 题目：循环彩灯电路设计 课程名称：数字电子技术学 院：电子信息与电气工程学院 学生姓名：李倩 学号： 201102020025 专业班级：电子信息工程2011级1班 指导教师：翟亚芳 2013 年6 月7 日 课程设计任务书 循环彩灯 摘要：设计制作了一个循环彩灯控制电路，该电路可以控制8个彩灯从左到右依次点亮，然后依次熄灭，点亮和熄灭的时间间隔为1秒。电路主要由555定时器、同步十六进制加法计数器74LS161和8位串行输入、并行输出移位寄存器74LS164以及2输入端4与非门74LS00组成。555定时器可以产生振荡周期为1秒的时钟信号；74LS161对时钟信号进行加法计数；74LS00对74LS161产生的信号进行取反，74LS164对 74LS00输出的信号移位寄存输出并驱动对应的发光二极管工作，使其可以达到可以依次点亮依次熄灭的目的。 关键词：555定时器；加法计数器；反相器；移位寄存器； 目录 1.设计背景 (1) 1.1 了解数字电路系统和数字电路的定义和组成 (1) 1.2掌握时钟电路的作用及基本构成 (1) 2.设计方案 (1) 2.1 任务分析…………………………………………………………………… 1 2.2方案论证 (2) 3.方案实施 (2) 3.1 原理图设计………………………………………………………………… 2 3.2电路仿真 (4) 3.3PCB制作 (5) 3.4安装与调试 (6) 4.结果与结论 (6) 5.收获与致谢 (6) 6.参考文献 (7) 7.附件 (7) 7.1电路原理图 (8) 7.2仿真图 (8) 7.3P C B布线图 (9) 循环彩灯控制电路的设计 一、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，学会使用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。 二、任务的描述 用中规模集成电路实现节日彩灯控制电路，主要用计数器、译码器、数据分配器和移位寄存器等芯片集成，本次设计特点是用双色发光二极管，能发出红色和绿色两种色光。有以下四种演示花型： 花型1: 16路彩灯同时亮灭,亮、灭节拍交替进行。能花型2：16路彩灯每次8路灯亮，8路灯灭，且亮、灭相间，交替亮灭。 花型2：16路彩灯每次8路灯亮，8路灯灭，且亮、灭相间，交替亮灭。 花型2：16路彩灯每次8路灯亮，8路灯灭，且亮、灭相间，交替亮灭。 花型3：16路彩灯先从左至右逐路点亮，到全亮后再从右至左逐路熄灭，循环演示。 花型4：16路彩灯分成左、右8路，左8路从左至右逐路点亮、右8路从右至左逐路点亮，到全亮后，左8路从右至左逐路熄灭，右8路从左至右逐路熄灭，循环演示。 要求彩灯亮、灭一次的时间为2秒，每256秒自动转换一种花型。花型转换的顺序为：花型1、花型2、花型3、花型4，演出过程循环演示。 三、设计任务分析 根据任务要求，可将这次任务分成两部分，一部分是输出部分即数据子系统，可用移位寄存器实现外加一个定时器；另一部分是控制电路部分要用数据选择器。 四、具体设计过程的描述 根据彩灯的亮灭规律，为了便于控制，决定采用移位型系统方案，即用移位寄存器模块的输出驱动彩灯，彩灯亮、灭和花型的转换通过改变移位寄存器的工作方式来实现。16路彩灯需要移位寄存器模块的规模为16位，但为了便于实现花型4的演示花型，将其分为左、右两个8位移位寄存器模块LSR8和RSR8。 由于彩灯亮、灭一次的时间为2秒，所以选择系统时钟CLK的频率为0．5Hz，使亮灭节拍与系统时钟周期相同。此时，256秒花型转换周期可以用一个模128的计数器对CLK脉冲计数来方便地实现定时，定时器模块取名为T256S。 将整个系统分为数据子系统和控制子系统，根据它们各自的不同功能划分，上述两个8位移位寄存器模块LSR8、RSR8和256秒定时器模块T256S 显然属于数据子系统，实现数据子系统操作控制功能的部分即为控制子系统，控制器模块取名为CONTR。 数字电子技术课程设计报告 (彩灯控制器) 专 专业：电子信息工程 班级：7B1211 学号：123025 姓名：白旭飞 年月：2014-6-28 一、设计要求 1. 以8或10个指示灯作为显示器件，能自动的从左到右、从右到左自动的依次被点亮，如此周而复始，不断循环。 2．打开电源时控制器可自动清零，每个指示灯被点亮的时间相同约为0.5S～2S 范围内。 3．用计算机画出设计电路图，进行仿真分析验证其正确性。 4．写设计说明书一份（画总原理框图以及说明主要工作原理，单元电路的设计和元器件的选择，画出完整的电路图和元器件明细表，收获、体会及建议） 二、设计的作用，目的 1.作用 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，不仅可获得良好的观赏效果，且可以省电（与彩灯全亮相比）。 2.目的 用NE555芯片，74LS151芯片,74LS163芯片,74LS194，以及一些逻辑门芯片完成彩灯控制器。 三、设计的具体实现 1．系统概述 接通电源时，555占空比可调振荡器产生1s单位的脉冲，脉冲送到下一个模块74LS151计数器，目的实现模5计数器，达到每五秒生成一个脉冲输向下一个芯片74LS194移位寄存器以及计数器74LS163。进而彩灯在脉冲的作用下依次点亮，并实现循环，完成实验要求。 2.总体思路 先用555定时器用来生成1s标准单位cp脉冲，把脉冲给计数器74LS151，通过74LS151形成模5加法计数器，再将74LS151输出信号供给74LS194移位寄 存器输入端，Q 0，Q 1， Q 2 和Q 3 接彩灯然后连接几个逻辑门，把74LS194接成环形 计数器。就能实现基本电路要求。 3.方案设计 总体电路共分三大块。第一块实现时钟信号的产生；第二块实现灯亮灭情况的演示；第三块实现灯亮灭的控制及节拍控制。 西安文理学院机械电子工程系 课程设计报告 专业班级电子信息工程（1）班 课程数字电子技术 题目彩灯控制器 学号 学生姓名 指导教师 2010年 1月 西安文理学院机械电子工程系 课程设计任务书 学生姓名专业班级学号 指导教师职称教授教研室 课程数字电子技术 题目 彩灯控制器 任务与要求 1.掌握NE555定时器的原理及使用方法。 2.学习74LS138译码器的使用方法。 3.掌握CD4040计数器的使用方法。 4.按照设计图连好电路，实现所需功能。 5.攥写课程设计报告 开始日期 2009年12月28日完成日期2010年1月8日 2010年1月8日 目录 设计目的 (1) 设计任务和要求 (1) 总体设计方案 (2) 功能模块设计与分析 (5) 电路的安装与调试 (8) 实验仪器及元器件清单 (11) 心得体会 (10) 附录一系统电路图 (9) 一、设计目的 用CD4040芯片、LS138芯片、NE555芯片完成彩灯控制器。 二、设计要求和任务 通过循序渐进地独立完成数字电路的设计任务，加深对理论知识的理解，有效地提高了动手能力，独立分析问题、解决问题能力，协调能力和创造性思维能力。重点提高在数字电路应用方面的实践技能，树立严谨的科学作风，培养综合运用理论知识解决实际问题的能力。通过电路的设计、安装、调试、整理资料等环节，初步掌握工程设计方法和组织实践的基本技能，逐步熟悉开展科学实践的程序和方法。 基本要求： （一）．掌握数字逻辑电路分析和设计的基本方法 1.根据设计任务和指标，初选电路； 2.通过调查研究、设计计算，确定电路方案； 3.选测元器件，安装电路，独立进行试验，并通过调试改进方案； 4.分析课程设计结果，写出设计报告。 （二）．培养一定自学能力和独立分析问题、解决问题能力 1.学会分析、找出解决问题的方法； 2.对设计中遇到的问题，能独立思考，查阅资料，寻找答案； 3.掌握一些测试电路的基本方法，课程设计中出现一般故障，能通过“分析、观察、判 断、试验、再判断”的基本方法独立解决； 4.能对课程设计结果进行分析和评价。 （三）．掌握安装、布线、调试等基本技能 1.掌握常用的仿真软件，并能够利用仿真软件进行一定的电路调试、改进； 2.掌握数字电路布线、调试的基本技巧； 3.巩固常用仪器的正确使用方法。 （四）．培养实践能力 通过严格的科学训练和工程设计实践，树立严肃认真、一丝不苟、实事求是的科学作风，并培养团结协作的精神。 成绩 课程设计说明书 题目：循环彩灯电路设计 课程名称：数字电子技术 学院：电子信息与电气工程学院 学生姓名：李倩 学号：201102020025 专业班级：电子信息工程2011级1班 指导教师：翟亚芳 2013 年6 月7 日 课程设计任务书设计题目循环彩灯 学生姓名李倩所在学院电子信息与电气工 程学院 专业、年级、班 电子信息工程 2011级1班 设计要求： 1、设计制作一个循环彩灯电路； 2、设置彩灯数量为8个，8个彩灯从左到右依次点亮，然后依次熄灭，点亮和熄灭的时间间隔为1秒。 学生应完成的工作： 设计循环彩灯的工作原理，并利用Multisim软件进行电路仿真。利用DXP软件绘制电路原理图，并设计制作电路的PCB板。根据设计原理对电路进行安装调试，完成课程设计工作，并提交课程设计报告。 参考文献： [1]童诗白.模拟电子技术基础[M].北京：高等教育出版社，2005. [2]臧春华.电子线路设计与应用[M].北京:高等教育出版社,2005. [3]邱关源，罗先觉.电路（第五版）[M].北京：高等教育出版社，2006. [4]阎石.数字电子技术（第五版）[M].北京：高等教育出版社，2005. [5]张阳天，韩异凡.Protel DXP电路设计[M].北京：高等教育出版社，2005. 工作计划： 5月27号—30完成原理图设计；5月31号进行PCB设计；6月3号到4号制作PCB板；6月5到7号电路板安装与调试，提交课程设计报告。 任务下达时期：2013 年5月27日 任务完成时期：2013年6月7 日 指导教师（签名）：学生（签名）： 循环彩灯 摘要：设计制作了一个循环彩灯控制电路，该电路可以控制8个彩灯从左到右依次点亮，然后依次熄灭，点亮和熄灭的时间间隔为1秒。电路主要由555定时器、同步十六进制加法计数器74LS161和8位串行输入、并行输出移位寄存器74LS164以及2输入端4与非门74LS00组成。555定时器可以产生振荡周期为1秒的时钟信号；74LS161对时钟信号进行加法计数；74LS00对74LS161产生的信号进行取反，74LS164对74LS00输出的信号移位寄存输出并驱动对应的发光二极管工作，使其可以达到可以依次点亮依次熄灭的目的。 关键词：555定时器；加法计数器；反相器；移位寄存器； 物理与电气工程学院课程设计报告 多路彩灯控制器 姓名 ** ** 学号 ********* 班级电气工程及其自动化1班 年级 2011级 指导教师李 *** 成绩 日期 2013.4.8 摘要八路循环彩灯控制器整体电路由三部分组成：脉冲发生电路、移位寄存器、控制电路。其中用时钟脉冲来启动电路，使其发出不同的频率产生不一样的脉冲，控制发光二极管，使电路更好的工作。主要采用 74LS194 芯片接成扭环形结构的移位器来实现，最后做到两种花型的彩灯循环控制。 一、实验目的： 根据知识掌握情况和兴趣选择题目，给出功能设计方案，插接、调试电路，完成要求的任务，达到巩固和应用“电子技术基础”和“数字电路与逻辑设计”课程基本理论和方法，初步掌握模拟与数字电路系统设计基本方法的目的。 二、实验要求： 设计一个4路移存型彩灯控制器，彩灯用发光二极管LED模拟，具体要求如下： 1、能演示三种花型，花型自拟。 2、选作：彩灯明暗变换节拍为1.0s和0.5s，两种节拍交替运行。 三、实验元件： 555定时器 1个 74194 2个 74161 2个 7404 2个 电阻150kΩ 1个 电阻4.7KΩ 1个 电阻20Ω 8个 电容4.7uF 1个 电容0.1 uF 1个 四、总体方案的设计： 经过分析问题及初步的整体思考，设计方案如下： 需要实际时钟产生电路，循环控制电路和彩灯左右移，及全亮全灭输出电路。时钟脉冲产生电路由脉冲发生器产生连续的脉冲。循环电路采用74LS161 ，74LS194实现彩灯的循环控制。具体主要通过两片双向移位寄存器74LS194 来实现彩灯电路控制，通过脉冲发生器来产生连续时钟信号的输入，由74LS161 计数器来控制信号的移动方向，实现左移，右移及亮灭的功能。总体电路原理图如下： 五、单元电路的设计：基于multisim的LED循环彩灯课程设计
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