多彩循环彩灯控制器设计.
循环彩灯控制器的设计课程设计
循环彩灯控制器的设计课程设计
循环彩灯控制器设计课程设计
设计目的:
本课程设计的目的是让学生学习如何设计一个简单的循环彩灯控制器。通过学习这个课程,学生将了解控制器的工作原理、电路设计、软件编程等方面的知识,并且掌握一定的实践操作能力。
课程目标:
1. 理解循环彩灯控制器的工作原理;
2. 掌握电路设计原理和方法;
3. 掌握单片机程序设计方法;
4. 能够独立设计循环彩灯控制器电路和程序。
课程大纲:
第一章循环彩灯控制器的工作原理
1.1 循环彩灯的基本原理;
1.2 循环彩灯控制器的基本原理;
1.3 循环彩灯控制器的分类。
第二章电路设计
2.1 循环彩灯控制器电路的组成;
2.2 电路元件的选型和参数计算;
2.3 建立例程进行电路仿真;
2.4 布局设计;
2.5 原理图绘制。
第三章单片机程序设计
3.1 概述C语言程序设计基础;
3.2 循环彩灯控制器程序的基本流程;
3.3 控制器的主程序设计;
3.4 IO口和定时器的编程;
3.5 中断优化程序设计。
第四章循环彩灯控制器的实现
4.1 控制器电路板的焊接和测试;
4.2 单片机软硬件程序烧录;
4.3 硬件调试;
4.4 软件调试。
设计流程:
1. 理解循环彩灯控制器的工作原理。在听讲、课外阅读和答疑互动等多种形式下,加强对循环彩灯、循环彩灯控制器的工作原理、分类等方面的理解。
2. 电路设计。采用理论教学和实践操作相结合的方式,按照课
程大纲的要求,进行电路设计,包括电路元件的选型和参数计算、建立例程进行电路仿真、布局设计、原理图绘制等环节。
3. 单片机程序设计。理解C语言程序设计的基本概念和流程,在掌握单片机程序设计方法以后,独立完成循环彩灯控制器程序的编写,并利用仿真软件进行调试。
循环彩灯控制系统实验报告
循环彩灯控制系统实验报告
一、设计要求
1、程序中由3个按钮控制每按下一个按钮都会出现不同的彩灯循环现象
二、硬件电路设计
1、单片机最小系统
(2)发光二极管的电路
三、软件设计
(一)1、在Keil uVision4.LNK上写好程序后通过
STC_ISP_V480.exe.lnk和USB口输入到
reg52.h单片机中按下开关蓝色指示灯亮,然后按下P3^7按钮发光二极管从左往右依次点亮;2、①在不复位的情况下按下P3^6时发光二极管可以做往返运动依次点亮②在复位时按下P3^6发光二极管是从右往左依次点亮的;3、①在不复位的情况下按下P3^5时发光二极管可以在从左往右或者从右往左点亮后1,3,5,7与2,4,6,8交替闪烁(在看先点亮P3^6还是P3^5 来实现从
左还是从右开始循环)②在复位时按下P3^5发光二极管是作1,3,5,7与2,4,6,8交替闪烁。
(二)说明(
“0”“1”“2”“3”“4”“5”“6”“7”按键P3^7 0X7F 0XBF 0XDF 0XEF 0XF7 0XFB 0XFD 0XFE 复位P3^6 0XFE 0XFD 0XFB 0XF7 0XEF 0XDF 0XBF 0X7F 复位
P3^5 0X7F/
0XFF 0XFF
/0XB
F
0XDF
/0XF
F
0XFF
/0XE
F
0XF7/
0XFF
0XFF
/0XF
B
0XFD
/0XF
F
0XFF
/0XF
E
复位
8421码10=A 11=B 12=C 13=D 14=E 15=F
四、系统测试
步骤
1:新建工程→New Project→选择单片机型号→Atmel→AT89C52取名→保存2:新建文档→New file→取名→保存(—3个按键控制两种LED现象.C)3:点右键→Add file to group→选择(—3个按键控制两种LED现象.C)4:点工程右键→options “output”(√)create hex file
EDA技术:实验10-彩灯控制器设计与实现
10
if rst='1' then clk_6<='0'; ----- 复位信号控制部分 else if clk'event and clk='1'then if b>=5 then b:=0; clk_6<='1'; else b:=b+1; clk_6<='0'; end if; end if; end if; end process p2; p3:process(clk,rst) variable c:integer range 0 to 20; begin
when 0=>output<="10000000";sm<="0000110"; when 1=>output<="01000000";sm<="0000110"; when 2=>output<="00100000";sm<="0000110"; when 3=>output<="00010000";sm<="0000110"; when 4=>output<="00001000";sm<="0000110"; when 5=>output<="00000100";sm<="0000110"; when 6=>output<="00000010";sm<="0000110"; when 7=>output<="00000001";sm<="0000110"; when 8=>output<="00010000";sm<="0011011"; when 9=>output<="00110000";sm<="0011011"; when 10=>output<="00111000";sm<="0011011"; when 11=>output<="01111000";sm<="0011011"; when 12=>output<="01111100";sm<="0011011"; when 13=>output<="01111110";sm<="0011011"; when 14=>output<="11111110";sm<="0011011"; when 15=>output<="11111111";sm<="0011011";
实训三 彩灯循环控制器的设计与制作
实训三 彩灯循环控制器的设计与制作
一、设计任务书 1、题目
彩灯循环控制器的设计与制作 2、设计任务
1)彩灯能够自动循环点亮 2)彩灯循环显示且频率快慢可调。 3)该控制电路具有8路以上的输出。 3、设计目的
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。
4、参考设计方案 方案一: 1)课题的分析
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
L
555定时器组成的振荡电路
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。
4017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O0为高电平,其余输出端(O1------O9)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。
4017有10个输出端(O0—O9)和1 个进位输出端~O5-9。每输入10个计数脉冲,~O5-9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。
彩灯控制器的设计完整版
彩灯控制器的设计完整版
一、需求分析
在设计彩灯控制器之前,首先需要进行需求分析,明确用户对控制器的要求。根据用户需求,定制设计以下功能:
1.调整灯光颜色:用户可以通过控制器选择预设的颜色,或者自定义调整颜色。
2.调整灯光亮度:用户可以通过控制器调整灯光的亮度,使其适应不同的环境需求。
3.闪烁效果控制:用户可以选择不同的闪烁效果,如渐变、跳变、闪烁等。
4.控制方式:用户可以通过遥控器、手机APP或物理按钮等方式,方便地进行控制。
二、硬件设计
1.控制器主板:搭载处理器,用于控制灯光的变化,并接收用户的指令。
2.无线通信模块:用于与遥控器、手机APP等进行通信,接收用户指令。
3.灯光模块:控制彩灯的亮度和颜色的模块,可以使用RGBLED灯珠进行控制。
4.电源模块:为控制器及灯光模块供电,可采用DC或AC电源。
三、软件设计
1.硬件控制程序:在控制器主板上编写固件,实现对灯光的控制,包
括颜色的变化、亮度的调整和闪烁效果的控制。
2.通信协议设计:设计控制器与遥控器、手机APP等之间的通信协议,实现指令的传输和接收。
3.用户界面设计:对于手机APP或PC端软件,设计用户界面,使用
户可以方便地进行控制。
四、功能实现
1.调整灯光颜色:通过软件界面,用户可以选择预设的颜色,或者使
用调色盘自定义调整颜色。
2.调整灯光亮度:用户可以通过软件界面或遥控器等方式调整灯光的
亮度,使其适应不同的环境要求。
3.闪烁效果控制:通过软件界面或遥控器等方式,用户可以选择不同
的闪烁效果,如渐变、跳变、闪烁等。
4.多种控制方式:通过手机APP、遥控器或物理按钮等多种方式,用
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。
彩灯循环控制电路的设计与制作
学号:
课程设计
题目
学院
专业
班级
姓名
指导教师
年月日
目录
摘要 (3)
1设计任务及要求 (4)
2方案设计及选择 (4)
2.1 方案设计 (4)
2.2 方案的比较与选择 (10)
3单元电路的设计 (11)
4 整体电路图及原理 (17)
4.1整体电路图 (17)
4.2工作原理 (18)
5 电路调试及结果分析 (18)
5.1调试 (18)
6 结果评价与改进方法 (19)
6.1结果评价 (19)
6.2改进方法 (19)
7总结 (19)
8参考文献 (20)
摘要
多组彩灯按照一定的顺序点亮构成的电路具有很高的观赏性,在生活中有着很广泛的应用,例如广告牌,霓虹灯等。本设计中彩灯控制器可用于对霓虹灯或彩灯及节日字灯的控制,本次课程设计将对设计框图、设计电路图、单元电路图、工作原理、所用器件、电路调试等方面进行介绍,最后对本次课程设计进行总结。
关键词:循环,计数,单元电路
彩灯循环控制电路的设计与制作
1设计任务及要求
(1)8个彩灯能够自动循环点亮。
(2)彩灯循环显示且频率快慢为1S。
选作:设计具有控制彩灯左移,右移,全亮及全灭功能的电路2方案设计及选择
2.1 方案设计
2.1.1 方案一
根据设计要求,使用计数器来实现循环,设计电路使其可实现以下功能
1)彩灯右移依次点亮的循环;
0101
2
)彩灯左移依次点亮的循环:
0111
0110
0100
0011
0010
3)彩灯全灭的功能;
00000000
设计方案原理图
各单元电路所用器件为:
1)脉冲发生器:使用555构成的多谐振荡电路产生频率为1Hz 的脉冲信号; 2)计数器电路:使用一片74LS192实现计数功能; 3)译码器电路:使用一片74LS138来实现译码功能;
数电课程设计-循环彩灯控制器
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数电课程设计-循环彩灯控制器
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循环彩灯
设计要求及思路设计
1.1 设计要求
(1)共有红、绿、黄3色彩灯各9个,要求安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。
1.2 设计思路
提供的元件有4017——十进制计数器,555定时器。
3个一组红、黄,绿灯依次0.5s跑动
循环电路
9个一组红、黄,绿灯各持续亮5s跑动
图1.1
根据此框架图设的实现方案
该任务要求: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。根据此要求电路总体上可以分为三部分:一部分电路为控制0.5s的跑动。一部分电路为控制5s 的跑动。一部分电路为实现这两种跑动的循环。因些可以选用一个555多谐振荡器(周期为0.5秒,然后使用4017实现十分频,使周期为5秒)用来控制跑动的速度,再选两个4017芯片,因为4017芯片在正常工作下,连续送入时钟脉冲时,其十个输出端会依次输出高电平。这样可以用一个4017芯片点亮
实验报告循环彩灯控制器
湖南科技大学信息与电气
工程学院
《VHDL语言》
课程设计报告
题目: VHDL语言课程设计
专业:
班级:
姓名:
学号:
课程设计任务书
一、课程设计的目的:
1,通过本次课程设计,熟练掌握MAX-PLUS2的应用,操作,并对VHDL语言的编程做一实践检验,编出程序,并进行仿真,并根据所得仿真图形分析和推断并改进所涉及的程序,让程序在现实生活中得以更贴近的应用。
2,本次操作的命题一是:循环彩灯控制器,本设计的要求是:设计一个循环彩灯控制器,该控制器控制红,绿,黄三个发光管循环点亮。要求红发光管亮3秒,绿发光管亮2秒,黄发光管亮1秒。
3,本次操作的命题二是:数字显示的秒表,本设计的要求是:设计一块用数码管显示的秒表,能够准确的计时并显示。最大计时为59秒,最小精确到0.1秒。
二、设计方案的论证:
命题一循环彩灯控制器的方案一:在本题中要求控制器可以控制红,绿,黄三个发光管循环点亮,并且要求发光的时间不一样,这样,本质设计思想是循环累加,即时钟信号高电平开始,m值开始累加,
CASE m IS
WHEN "001"=>dout<="100";
WHEN "010"=>dout<="100";
WHEN "011"=>dout<="100";
WHEN "100"=>dout<="010";
WHEN "101"=>dout<="010";
WHEN "110"=>dout<="001";
WHEN OTHERS=>dout<="111";
多花样循环彩灯控制器设计报告
1.设计意义及要求
1.1设计意义
对《数字电子技术基础》学习,我们掌握一些关于数字电子技术的基础知识和基本技能,具备了在日常生活与学习中应用数字技术解决问题的基本态度与基本能力但是对于各种门电路、元器件芯片的结构及其工作原理等知识,我们的理解依然比较肤浅。通过为期两周的课程设计,可以让我们对课堂上的知识有更深入的理解,同时做到理论与实际相结合。此外,课程设计能够最直接有效的训练我们的创新思维,提高分析问题、解决问题的能力。
1.2设计要求
1.使16只彩灯从右到左逐一循环点亮
2.使16只彩灯按照1111 1110 1111 1110左移循环点亮,即最开始为第8
只和第16只彩灯亮,紧接着熄灭,同时第7只和第15只彩灯亮....依此循环点亮。
3.使16只彩灯交替闪烁。
4.使中间两个彩灯发亮,然后从两边再增加两个发亮,一直下去,直
到16个彩灯全亮。
5.接着重复以上动作,这样一直循环下去。时间间隔为1秒。
2.方案设计
2.1 设计思路
首先需要个脉冲源信号刺激,之后对于流水灯的移位功能可以采取寄存器来实现,本实验采用的是74LS198芯片。总体方案共分为6大块。第一块实现实现左移循环,第二块实现两两左移循环点亮,第三块实现交替闪烁,第四块实现向外扩散,第五块实现时钟信号的产生,第六块实现计数器。
2.2 方案设计
2
2.2.1设计方案一电路图
图2-1 方案一方框图
2.2.2. 设计方案二电路图
本方案实现的核心是MCU 控制电路,以AVRmega16
单片机为控制核心,用C 语言编程,控制彩灯实现多花样循环功能。AVR 单片机最小系统AVRmega16单片机和复位电路,还有晶振电路(16Mhz )。AVR 单片机具有高性能、低功耗的特点使用AVR 的时钟源(晶振、内部RC 等)不经过分频直接提供给CPU 使用,而51的CPU 主频等于晶振的12分频此最小系统实现对系统的控制等功能。
彩灯循环控制电路的设计与制作
摘要
本次课程设计的任务是设计一个八个彩灯循环点亮电路.然而随着集成电路的迅猛发展,使得数字逻辑电路的设计出现了根本性的变化,使得我们在日常的电路设计中可以大大的被简化,减少电路组件的数目,从而使电路简捷,而且还能够提高电路的可靠性,稳定性.
根据我的理解,控制彩灯的循环点亮就是产生一系列有规律的数列,从而通过这一系列的数列来控制八个彩灯的循环点亮.在数字电路的理论课上,我们知道产生有规律的数列需要用到计数器或是移位寄存器.实际上,在该实验中二者皆可以用来设计该电路,只是各自的工作方式有区别而已.因此,通过计数器或移位寄存器控制彩灯的循环点亮.
其次,即使脉冲产生电路,我们知道555定时器可以作为多谐振荡器,并且利用555定时器设计的多谐振荡器产生的序列脉冲受干扰小,稳定性高,我们只需要选定相应的电阻和电容来控制周期就可以很好的控制彩灯显示频率.
最后,彩灯显示电路采取并联接法,利用产生的数列来控制彩灯的亮暗.再就是将以上三部分电路组合起来,从而构成完整电路,达到设计目标.
关键字:数字逻辑电路;彩灯循环控制;集成芯片;
彩灯循环控制电路的设计与制作
1.结构设计与方案选择
1.1 方案设计
1.1.1 设计方案一
1)二进制双向计数电路:
图2 74LS192引脚图
74LS192的功能表:
表一 74LS192的功能表
利用芯片74LS192,通过了解它的功能表,我们知道它既可以作为加数器和减数器,因此利用这一特性,可以通过控制芯片74LS194的置数功能:当需要循环点亮左移时,我们可以给四个置数端0123p p p p 置数为0000,并且控制1u CP =,D CP CP =,0MR =,从而构成加计数器,使输出0123Q Q Q Q 为0000000100100011...→→→→;
嘉立创彩灯循环控制器的设计与仿真
嘉立创彩灯循环控制器的设计与仿真
嘉立创彩灯循环控制器是一种用于控制彩灯循环显示的电子设备。它通过精确的计时和控制信号,使彩灯按照预设的模式和频率进行循环显示,营造出炫丽多彩的灯光效果。本文将介绍嘉立创彩灯循环控制器的设计与仿真过程,以及其中涉及到的关键技术和原理。
我们需要明确彩灯循环控制器的基本功能和要求。彩灯循环控制器主要包括时间计时、控制信号生成和彩灯控制三个部分。时间计时部分负责生成精确的时间基准信号,用于控制彩灯循环的时间间隔。控制信号生成部分根据预设的循环模式和频率生成相应的控制信号,用于控制彩灯的亮灭和颜色变化。彩灯控制部分则根据控制信号控制彩灯的状态和颜色。
在设计过程中,我们首先需要选择合适的时钟源和计时器。时钟源可以选择晶振或者RTC芯片,计时器可以选择定时器或者计数器。根据彩灯循环的时间间隔要求,我们可以确定时钟源的频率和计时器的工作模式。接下来,我们需要设计控制信号生成电路。这部分电路可以采用FPGA、单片机或者专用的控制芯片来实现。根据循环模式和频率的不同,我们可以设计相应的控制算法和状态机,生成控制信号。最后,我们需要设计彩灯控制电路。彩灯控制电路可以采用开关电路或者PWM调光电路来实现。根据控制信号的不同,我们可以控制彩灯的亮灭和颜色变化。
为了验证设计的正确性和可靠性,我们需要进行仿真和调试。仿真
可以通过电路仿真软件来实现,如Multisim、Proteus等。在仿真过程中,我们可以模拟时钟源、计时器、控制信号生成电路和彩灯控制电路的工作情况,观察输出信号的波形和频谱。如果仿真结果与预期相符,说明设计基本正确。如果有误差或问题,我们可以对设计进行调整和优化,直到满足要求为止。
基于PLC的彩灯控制系统的设计
基于PLC的彩灯控制系统的设计
彩灯在我们的日常生活中是随处可见的,彩灯控制能够达到的渲染效果是通过控制全部或者部份彩灯的亮和灭、闪烁的频率、灯的亮度及灯光流的方向来实现的。在本次设计中采用西门子公司S7-200系列PLC来进行控制。本次设计对彩灯的要求是变换类负载其控制对象设定为“国庆快乐”字形,且均匀分布在彩灯的中央部位、由红、黄、蓝三色灯箱组成,三色灯箱按照一定的控制闪烁;流水类负载是在灯箱的周围有32盏颜色不同的流水灯组循环闪烁。根据设计要求,首先进行了硬件系统的设计,选用的是S7-200的cpu226,它的24点输入/16点输出可以满足本次设计的需求,并画出了输入和输出接线图。在软件方面,根据设计的思想进行了实现系统功能的梯形图的设计,指令采用的是减计数器指令和移位寄存器指令,并利用S7-200的STEP7-Micro/WIN32编程软件进行编程。它可以方便地在Windows环境下对PLC编程、调试、监控,且编程方便,快捷,利用PLC/PPI电缆将计算机与PLC相连接来验证程序,在PLC上可以清楚的看到控制效果,从来证明了本次设计的成功。
标签:彩灯控制;S7-200;PLC;STEP7-Micro/WIN32
1、PLC的结构与工作原理
1.1 PLC的结构
PLC实质上是一种工业控制计算机,比一般的计算机具有更强的与工业过程相连接的结构,以及更直接的适应于控制要求的编程语言。从硬件结构看,它也有中央处理器(CPU)模块,输入/输出(I/O)模块,电源等组成,可编程序控制器的基本组成。
彩灯循环控制电路设计
彩灯循环控制电路设计
一、引言
彩灯是一种非常受欢迎的装饰品,特别是在节日和庆典等场合,人们总是用彩灯来烘托气氛。为了实现彩灯的循环控制,我们需要设计一个电路来控制它们的开关。
二、电路设计原理
彩灯循环控制电路的设计原理主要基于555定时器和74HC595移位寄存器。555定时器是一种常用的计时器,它可以产生周期性方波信号,并且可以通过改变电容和电阻值来调节输出频率。74HC595移位寄存器则是一种串行输入并行输出的芯片,它可以将串行输入的数据转换成并行输出,并且可以通过移位操作来控制输出端口。
三、电路设计步骤
1. 选择合适的555定时器和74HC595移位寄存器芯片,并根据数据手册确定引脚功能。
2. 设计基本的555定时器电路,包括外部元件如电容和电阻等,并确定输出端口。
3. 将555定时器输出端口连接到74HC595移位寄存器输入端口,通过移位操作将数据传输到寄存器中。
4. 设计驱动彩灯的开关电路,包括三极管、继电器或场效应管等,根
据需要选择合适的元件。
5. 将驱动电路连接到74HC595移位寄存器输出端口,通过移位操作
控制彩灯的开关状态。
四、电路实现细节
1. 555定时器的输入电压应该在5V左右,如果过高或过低会影响输
出频率。
2. 74HC595移位寄存器的串行输入端口需要连接到一个控制信号源,比如Arduino或Raspberry Pi等单片机。
3. 驱动彩灯的开关电路需要根据彩灯的功率和数量来选择合适的元件,并且需要注意防止过载和短路等问题。
4. 彩灯循环控制电路可以通过添加多个74HC595移位寄存器来扩展
数字电子技术课程设计彩灯控制器的设计
74HC139的功能表
脉冲信号的产生
选用多谐振荡器,它是一种在接通电源后,就能产生一定频率和一定幅值矩形波的自激振荡器,常作为脉冲信号源。而选用的电路是555定时器构成的,因为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,用它组成的多谐振荡器的震荡频率收电源电压和温度变化的影响很小,这样使产生的矩形波更稳定。电路如图
当打开电路的开关后,首先就是输出自然序列,这时是U1先工作,他的清零端接的是“1”,这时就是它处在计数的操作,然后输出通过与或门相接再接至数码管的输入端,就可以依次显示从0到9,当U1的输出要从9变到0的瞬间,它的进位端的状态是“1”,然后通过一个或门接至74HC390的脉冲输入端,这是从“0”,变至“1”,恰好有一个脉冲,就可以通过译码器使U4开始工作即开始计数,这是从9变至1时,又通过进位端给74HC390一个脉冲,然后就通过译码器又使U8开始工作,它从0变至8,当它从8变至0时,它的进位端又变至“1”,就又可以给74HC390一个脉冲信号,最后就通过译码器控制U9的工作,输出音乐数列。如此周而复始就可以实现需要的功能。总电路图如下
74HC390功能表
74HC139的功能表
74HC390的引脚图74HC139的引脚图
三、单元电路设计与参数计算
数列显示部分
这个部分是利用74LS160D计数器来实现的。根据数列不同的特点来连接电路的。电路图如图(以自然序列为例)
循环彩灯控制毕业设计
摘要
本设计是循环彩灯控制,运用了单片机AT89c51作为核心芯片,英国Labcenter 公司开发的Proteus ISIS电路分析与实物仿真软件仿真,美国Keil Software公司出品的51系列兼容单片机C语言软件Keil C51 uVision2编程调试。按设定的时间有规律的循环点亮彩灯,先红、绿、黄三组彩灯各九个,每一个分别按按0.5S的速度跑动一次;然后再所有红、黄、绿三组彩灯按5S的速度分别跑动一次,依次循环。
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目录
第一章绪论 (1)
1.1 选题依据 (1)
1.2 系统设计任务要求 (2)
1.3 应用价值 (2)
第二章系统电路设计 (3)
2.1系统设计 (3)
2.1.1系统设计框图 (3)
2.2 各功能模块作用 (4)
2.2.1 AT89c51结构及功能简介 (4)
2.2.2 供电电路 (5)
2.2.3 复位电路 (6)
2.2.4 P0接口驱动电路 (7)
2.2.5 晶振电路 (7)
2.2.6 电源指示灯电路 (7)
2.3 灯的各个状态转换及端口定义 (8)
2.4 程序设计与仿真 (8)
第三章仿真测试 (15)
3.1仿真平台 (15)
3.1.1 Keil uVision2编程调试器 (15)
3.1.2 Proteus介绍 (15)
3.2 仿真结果 (16)
第四章制作与调试 (17)
4.1 系统总原理图 (17)
4.2 元件选择购买 (17)
4.3 安装工艺 (18)
4.4 装配电路板 (18)
4.5 整机调试 (19)
4.5.1 硬件调试 (19)
4.5.2 软件调试 (19)
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1 设计意义及要求
1.1 设计意义
(1)通过此次课程设计,加深同学们对理论知识的理解,培养同学们的动手动脑能力以及解决实际问题的能力。
(2)培养同学们之间相互学习、相互交流合作共同解决问题的能力。
(3)培养同学们对电子设计的兴趣,查阅相关资料解决疑难的能力。
(4)同学们自学protues仿真软件画电路图并进行仿真操作,培养学生的自学能力。(5)增强同学们的创新能力,鼓励同学们设计出属于自己的方案。
1.2 设计要求
现有8只彩灯,试设计一控制器,要求彩灯能实现如下追逐图案:
(1)使8只彩灯从右到左逐一循环点亮。
(2)使8只彩灯按照 1110 1110左移循环点亮。
(3)使8只彩灯交替闪烁。
(4)接着重复以上的动作,这样一直循环下去。时间间隔为0.5秒。
(5)严格按照课程设计说明书要求撰写课程设计说明书。
2 方案设计
2.1 设计思路
2.1.1 设计方案一
设计要求彩灯完成三个可以循环的功能,于是就把设计分为几个独立的功能模块进行设计,每一个模块完成特定的功能,再把它们有机的组织起来构成一个系统完成彩灯控制器的设计。由555多谐振荡器产生脉冲,再用74LS161进行分频,为电路提供脉冲信号。彩灯花样控制电路由74LS198和门电路构成。循环选择控制电路由74LS161和门电路组成。
图2.1 多彩循环彩灯控制器设计方案一系统框图
具体设计步骤:先将每个设计的功能要求的单独电路画出来,通过74LS198双向移位寄存器来实现对彩灯的直接控制。在完成单个功能要求之后,通过计数器74LS161配合相应的门从而选择哪一个门电路结构工作,把预先存在相应门电路结构输入端的数据送到移位寄存器74LS198的数据输入端,并对其进行置数。给移位寄存器加上相应的反馈,配合脉冲工作,当移位寄存器输出一种彩灯花样结束后,就重新置一次数,切换一种工作状态,从而实现在三种彩灯花样之间的循环。
2.1.2 设计方案二(小组方案)
此方案运用AT89S52单片机,通过IO口直接驱动LED灯。通过编写相应的程序从而实现在三种工作状态之间的切换。
设计框图如图2.2所示:
图2.2 多彩循环彩灯控制器设计方案二系统框图
2.2 方案设计
2.2.1 设计方案一电路图
多彩循环彩灯控制器设计方案一电路原理图如图2.3所示:
工作原理:
一、接通电源,555多谐振荡器产生周期为0.5秒的脉冲信号,将脉冲信号分别送
给计数器74LS161(1)和移位寄存器74LS198。计数器74LS161(1)按照反馈
置数法连接成8进制计数器从而实现对脉冲信号周期的扩展,即将原脉冲进行8
分频,得到周期为4秒的脉冲信号。用周期为4秒的脉冲信号触发下一个计数器
74LS161(2),把74LS161(2)连接成3进制计数器,Q1Q0就有三种循环状态00,01,10,00……
二、将8个二输入与门7408作为一组,每个与门的选出一个输入端口连接在一起,
接控制信号,一共放置3组,组成3个与门结构。每组的二输入与门的另一个输
入端分别接上移位寄存器74LS198所需要的预置数,3组分别为00000001,111011
10,10101010。三组中相应的每三个输出通过三输入或门4075接到移位寄存器74LS198的数据输入端。
三、74LS161(2)的数据输出端Q1Q0有三种循环状态00,01,10。Q1Q0输出通
过一个二输入或非门7402接到第一组与门结构的控制信号输入端;Q0通过反相器4069取反与Q1接到第二组门结构的控制信号输入端;Q1通过反相器4069取反与Q0接到第三组门结构的控制信号输入端。这样当计数器74LS161(2)的输出Q1Q0在00,01,10间循环变化时。三组门结构分别循环被选通,预先存在输入端的预置数被送到移位寄存器的数据输入端。每组门结构工作的周期为4秒,恰好为彩灯一种工作状态的时间。
四、给移位寄存器74LS198加上四个反馈,当输出分别为00000000,10000000,
01110111,01010101时使移位寄存器预置数。开始工作时,对移位寄存器进行清零。
当地一个0.5秒的脉冲到来时,第一组门结构被选通数据00000001到达移位寄存器数据输入端,并保持八个周期4秒,与此同时,移位寄存器预置数使输出为00000001。而后进入左移工作状态,依次显示00000010,0000010
0,00001000,00010000,00100000,01000000,10000000,此即为第一种彩灯工作状态。
当显示为10000000时,下一个脉冲到来时,移位寄存器重新进行预置数,
而此时存在移位寄存器数据端的数据为11101110,并保持八个周期4秒。置数后寄存器再次进入左移工作状态,依次显示11011101,10111011,01110111,当2秒后输出变为01110111时,再次置数11101110,再工作2秒又变为01110111,重新置数,此时输入端数据正好改变为第二组门电路传输过来的数据10101010。这时,第二种彩灯工作状态,开始彩灯的第三种工作状态。寄存器再次执行左移,输出变为01010101,重新置数10101010,再左移01010101,又置数为10101010,再左移为01010101,再置数为10101010,再左移为01010101。然后寄存器又该进行置数,此时第三组门结构关闭,第一组被选通,置数为00000001。就这样实现了三种彩灯工作状态之间的循环,每种工作状态时间为4秒,每个彩灯一次亮或灭的时间为0.5秒。
2.2.2 设计方案二电路图