彩灯循环控制电路的设计与制作.doc
彩灯循环控制电路的设计与制作
GND
U1
15 A 1B 10 C 9D 11 ~LOAD 14 CLR 5 UP 4 DOWN
QA 3 QB 2 QC 6 QD 7 ~BO 13 ~CO 12
74LS192N
图 2 方案一电路 图
U2
1A 2B 3C 6 G1 4 ~G2A 5 ~G2B
Y0 15 Y1 14 Y2 13 Y3 12 Y4 11 Y5 10 Y6 9 Y7 7
2 方案设 计 与认 定 .......................................................................................................... 4 2. 1 方案 设计 ............................................................................................................................ 4
2 方案设计与认定 2.1 方案设计
2.1.1 设计方案一
根据实验要 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 ：
0000——0001—— 0010— —0011— —0100—— 0101— —0110—— 0111； 2）彩灯全亮 的功 能 。 本设计方案 的 原理 框图 如 图一 所示 ， 各单 位电 路 选用 的元 器 件为 ： 1） 脉冲发生电 路 ：选 用 555 构成 的多 谐 振荡 电路 可 以产 生频 率 为 1Hz 的 脉 冲信 号； 2） 十进制计数 器:用 一 片 74LS192 来实 现计 数 功能 ； 3） 3-8 线译 码 器：由一 片 74LS138 来实 现 译码 功能 ，其 输 出端 直接 和彩 灯 的阴 极相 连 。
彩灯循环控制电路地设计与制作
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 (4)1设计任务及要求 (5)2方案设计及选择 (6)2.1 方案设计 (6)2.2 方案的比较与选择 (12)3单元电路的设计 (13)4 整体电路图及原理 (20)4.1整体电路图 (20)4.2工作原理 (21)5 电路调试及结果分析 (22)5.1调试 (22)6 结果评价与改进方法 (23)6.1结果评价 (23)6.2改进方法 (23)7总结 (23)8参考文献 (24)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；01012）彩灯左移依次点亮的循环：0111 00103）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；4）逻辑门芯片：使用一片7420与非门芯片和两片7404非门芯片实现上述三种功能。
按照原理图进行设计，得到的电路图如下所示2.1.2 方案二同方案一，使用计数器实现循环，设计电路实现以下功能：1）彩灯右移依次点亮的循环；0001 0011 0100 01010111 01102）彩灯左移依次点亮的循环：011100103）彩灯全灭的功能；00000000 4）彩灯全亮的功能；11111111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74LS163实现计数功能；3）译码器电路：使用一片74LS138来实现译码功能；4）逻辑门芯片：使用一片7410与非门芯片和两片7404非门芯片实现上述三种功能。
彩灯循环显示电路的设计
74161的QD输入端，分两种路径连接到两块74138， 连接到第一块的G2AN和G2BN，作用是只使得该 74138接收计算机的前8种状态，用以一一控制8盏 灯。连接到第二块74138的方法为：先分别以正反 两信号接到74151中（如前文所述），再由该 74151的Y输出端接到第二块74138的G1端。 这样设计的巧妙之处在于，当INPUT2置0时， 74151的Y输入为计数器74161的QD，如前文所述， 当74161 QD为0时，第一块74138工作；当QD运行 到；当INPUT2置1时，74151的Y输出为QD的反信 号，所以两块74138一起工作，使得11时，第一块 74138不工作，而第二块开始工作，使得16路彩灯 依次闪烁6路彩灯实行8-8两路同时闪烁。
（G1、G2AN、G2BN为H、L、L; A\B\C高电平有效，y7 -Y0非低电平有效）A、B、C为3个输入，有8种组 合，即可输出彩灯的8路，使用两块74138即可实现16路彩灯信号输出。设 定第一块74138输出的灯为L1~L8，第二块为L9~L16。
2、两块74151对74138进以彩灯输出；一块74161
及两块74151皆用语控制彩灯的亮法；输入 断INPUT1的功能为控制16路彩灯是否间隔输 出：0为间隔，1为依次；INPUT2控制是否分 两路：1为两路，0为顺序输出。
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：16路彩灯隔一盏闪烁； 2.01状态下：8-8两路同时隔一闪烁； 3.11状态下：8-8同时连续闪烁； 4.10状态下：16路彩灯连续闪烁； 电路具有总开关“EN”，置1工作。 电路具有清零开关CLEAR。
上面74151中，A、C、GN接地，B接全电路的一个 开关EN（工作时置1），所以当工作时，此块 74151的输出Y恒为0，WN恒为1，这使得两块 74138的各有部分控制借口处于工作状态。 下面74151中，输出端WN悬空；Y的输出结果由输 入端B控制，而B即是本电路的亮法控制按钮 INPUT2；当input2置0时，Y输出结果为D0，D0即 是计数器74161的QD输出端；当input2置1时， Y=D2，D2是74161 QD的反信号。
彩灯循环控制电路的设计与制作
目录摘要 (2)第一章系统组成及工作原理 (3)1.1总体设计思路 (3)1.2基本原理 (3)1.3电路框图 (3)第二章循环发光器的系统组成 (4)2.1方案一 (4)2.2方案二 (6)2.3方案比较与选择 (8)第三章循环电路的总体设计 (9)3.1由74L S194及555定时器组成的功能图 (9)3.2由74L S138及74L S192组成的移位寄存电路 (9)第四章实验结果的调试及检测 (11)4.1调试使用的主要仪器 (11)4.2调试技巧的方法 (11)4.3调试中出现的故障、原因及排除方法 (11)第五章总结 (12)第六章附录 (12)附录一 (12)附录二 (12)附录三 (13)评分表 (14)摘要本次循环控制彩灯电路的制作主要采用74LS194 芯片接成扭环形结构的移位寄存器来实现，通过555定时电路组成多谢振荡电路。
整个电路主要由移位寄存器、控制电路、脉冲发生器构成8个彩灯的循环控制，并且可以组成多种花型。
本次主要为全亮全灭及左右移动的功能。
关键词：控制、循环、555定时电路彩灯循环控制电路的设计与制作第一章 系统组成及工作原理1.1 总体设计思路根据课程设计课题要求，要实现本系统，需要设计时钟脉冲产生电路，循环控制电路和彩灯左右移及全灭全亮功能输出电路。
时钟脉冲产生电路由555定时电路组成多谐振荡触发器产生连续始终脉冲，循环控制电路采用74LS194实现。
方案二中，主要是采用二进制译码器74LS138 及中规模集成电路74LS192实现彩灯的循环控制。
1.2 基本原理本次实验主要是通过两片双向移位寄存器74LS194来实现彩灯电路的循环控制，通过555定时电路来产生连续时钟脉冲进行信号的输入，由外围开关控制信号的移动方向，实现左移、右移及全灭全亮功能。
1.3 框图图1-1 设计框图第二章循环发光器的系统组成2.1 方案一：由74LS194 及555定时器组成循环发光器的系统(1)555定时电路产生时钟脉冲555 集成时基电路是一种数字、模拟混合型的中规模集成电路，可连接成多谐振荡电路，产生单位脉冲，用于触发计数器。
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；01012）彩灯左移依次点亮的循环：011101100100001100103）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；4）逻辑门芯片：使用一片7420与非门芯片和两片7404非门芯片实现上述三种功能。
按照原理图进行设计，得到的电路图如下所示2.1.2 方案二同方案一，使用计数器实现循环，设计电路实现以下功能：1）彩灯右移依次点亮的循环；01012）彩灯左移依次点亮的循环：0111 01100100001100103）彩灯全灭的功能；000000004）彩灯全亮的功能；11111111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74LS163实现计数功能；3）译码器电路：使用一片74LS138来实现译码功能；4）逻辑门芯片：使用一片7410与非门芯片和两片7404非门芯片实现上述三种功能。
彩灯循环显示控制电路设计-12页word资料
独立设计实验任务书学生姓名：张振专业班级：通信0706学号： 0120709320610题目: 彩灯循环显示控制电路设计初始条件：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、偶数序列，音乐符号序列...... 如此周而复始，不断循环。
打开电源时，控制器可自动清零。
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。
要求完成的主要任务:1.电路的理论设计2. 设计报告的撰写目录摘要 (3)ABSTRACT (3)1设计方案的选择 (4)2 各部分电路的设计及原理 (5)2.1数列显示部分 (5)2.1.1自然序列的显示电路 (5)2.1.2 奇数序列显示电路 (5)2.1.3偶数序列显示电路 (6)2.1.4音乐序列显示电路 (6)2.2脉冲信号的产生 (6)2.3分频电路的设计 (7)2.3.1 1000分频电路的设计 (7)2.3.2 二分频电路的设计 (8)2.4数列循环电路的设计 (8)2.5开关清零设计 (9)3 总电路图设计与原理 (9)4 测试结果分析 (10)5 体会与心得 (10)6 参考文献 (11)摘要彩灯循环控制电路的实质就是要产生一系列有规律的数列，然后通过一个七段数码管显示出来。
本次设计主用应用的就是计数器，计数器在时序电路中应用的很广泛，它不仅可以用于对脉冲进行计数，还可用于分频，定时，产生节拍脉冲以及其他时序信号。
运用计数器的不同的功能和不同的接法就可以实现不同的序列输出了。
首先设计出部分分电路，然后进行了电路图的整合，使的设计的电路能够按照要求依次输出自然序列，奇数序列，偶数序列及音乐序列。
为了实现这个循环输出的功能，在设计的时候还用到了一个译码器，利用它的输出端来控制四个计数器，让四个计数器依次工作，达到要求的循环输出数列。
彩灯循环控制电路的设计与制作
目录摘要 (2)1 结构设计与方案选择 (3)1.1 方案设计 (3)1.1.1方案一 (3)1.1.2方案二 (4)1.2 方案比较与选择 (5)2 单元电路设计 (7)2.1 脉冲产生电路 (7)2.2 循环控制电路 (8)2.3 彩灯显示电路 (9)3 调试与检测 (10)3.1调试 (10)3.1.1调试方法 (10)3.1.2调试步骤 (10)3.1.3调试结果 (11)3.1.4调试中故障及解决办法 (11)3.2检测 (12)结束语 (13)参考文献 (14)元器件名细表 (15)附录 (16)摘要近年来，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。
在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，使电路简捷，而且能提高电路的可靠性，降低成本。
因此用集成电路来实现更多更复杂的器件功能则成为必然。
可编程的彩灯控制电路很多，构成方式和采用的集成片种类、数目更是五花八门，而且有专门的可编程循环彩灯控制电路。
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。
本次设计的可编程彩灯控制电路就是用寄存器、计数器和译码器等来实现，其特点是用发光二极管显示，能实现可预置编程循环功能。
关键词：数字逻辑电路集成电路彩灯控制预置编程循环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方案一图1 方案一的结构框图 1) 二进制双向计数电路：根据74LS193的逻辑功能，可通过其实现正向、反向彩灯循环，以及全部清零功能。
2) 3线8线译码电路：通过74HC283实现对计数的译码，通过3位二进制输入A B C ,共输出8种状态的组合，对8组彩灯进行控制。
3) 全亮控制电路：二进制双向计数电路3线8线译码电路彩灯显示电路循环控制电路全亮控制电路通过DIP 开关，将其全部置高电平时实现全亮，置低电平时对电路实现其他功能不影响。
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...→→→→;同理,我们要实现彩灯循环点亮右移时,给四个置数端0123p p p p 置数为0111,控制u CP CP =,1D CP =,0MR =,从而构成减计数器,使输出为0123Q Q Q Q 为0111011001010100...→→→→;因此,通过上面的叙述我们通过对74LS194的控制来产生有规律的数字序列.2)3线-8线译码器:图3 74LS138的引脚图74LS138的功能表:表二 74LS138功能表经过74LS192产生的数字序列,我们分别将74S192的输出012Q Q Q 接至74LS138的输入012A A A ,这样可以使138的八个输出来控制彩灯的亮灭:例如,当输出是012000Q Q Q =,74LS138输出为0123456701111111Y Y Y Y Y Y Y Y = 因此可以使一盏彩灯发光.3)彩灯发光电路:在这个方案中八个彩灯接成共高电平形式,以为74LS138的输出为低电平有效,因此,只有138输出为低电平有效时才可以使彩灯发光.在这里,实现彩灯全灭的功能时,只需要通过一个开关来控制1S ,当10S =时就可以使彩灯全部熄灭;而要实现彩灯全亮,则需要通过加一DIP 开关,有点复杂,以此在此方案中没有能够实现彩灯全亮的功能.通过以上的方案之后,我们再加入脉冲产生电路和相应的开关,电阻等等,将它们组合成为能够实现八盏灯循环点亮的电路,并且还能够实现左移与右移,以及全灭的功能.按照方案一的构思,下图是其总的电路图:图4 方案一总电路图方案一的实现八盏彩灯的循环点亮工作流程:当6J 接到up 引脚上时, 4J 接到down 引脚上, 2J 接到高电平, 3J 接低电平, 1J 接低电平,则该电路工作于加法计数器,因此012Q Q Q 输出序列为000001010011100→→→→101110111→→→,该数字序列作用于74LS138后,输出电平以此为:01111111101111111101111111101111→→→11110111→→111110111111110111111110→→;则可实现灯的右移循环点亮;同理,当当6J 接到down 引脚上时, 4J 接到up 引脚上, 2J 接到高电平, 3J 接低电平, 1J 接高电平时,则该电路工作于减法计数器,而同样012Q Q Q 输出序列为111110101100011→→→→ 010001000→→→,此时74LS138的输出电平为: 11111110111111011111101111110111→→→→11101111110111111011111101111111→→→;因此实现八盏彩灯的左移循环点亮;要想实现灯的全灭功能,只需要将开关5J 接至低电平,这样74LS198的输出全为高电平,因此可以使得八盏彩灯全部熄灭,从而达到该电路设计的一个目标;同时由于要实现八盏彩灯的全亮要接一个DIP 开关,因而可能加深了电路的复杂度,所以我在这套方案中就没有设计出实现八盏彩灯同时亮的功能,这样该套方案的一大瑕疵,不能很好的完成课程设计的功能要求.1.1.2 设计方案二图5 方案二的结构框图1)脉冲产生电路:选用NE555组成多谐振荡器,通过选用合适的电阻电容,组成振荡器,从而产生我们所需要频率的脉冲.2)循环电路的设计:图6 74LS194的引脚图74LS194的功能表:表三74LS194的功能表由74LS194的功能表可以看出,芯片74LS194可以实现4位输出的左移,右移,清零,以及置数功能.因此,我们可以利用两片74LS194芯片就可以实现控制八盏彩灯的循环点亮功能.3)彩灯发光电路:Q Q Q Q Q Q Q Q,当其中一八盏彩灯分别接到两片74LS194的输出01234567个输出为高电平时,则该盏彩灯发光,并且八盏彩灯接成共地接法,而且加入保护电阻,实现彩灯发光电路.下图是方案二的总电路图:图7 方案二总电路图方案二实现八盏彩灯循环点亮以及全灭,全亮,左移和右移的功能的工作流程:首先实现左移功能:即先给7D 置1, 0123456D D D D D D D 都置0,并且开关J3,J6,J4,接到高电平之后,再将控制S0的开关J3打到低电平处,即可实现八盏彩灯的循环左移;实现右移功能:首先给D0置1, 1234567D D D D D D D 也同样都置0,开关J3,J6,J4一起都打到高电平状态之后,再将控制S1的开关J4接到低电平处,就可以实现八盏彩灯的右移功;实现彩灯的全亮功能很简单,即将开关J1,J2,J3,J4,J5,J6,全部打到高电平处,就可以实现八盏彩灯全亮功能;而实现全灭功能,只要将控制清零信号的开关J4接到低电平处,就可以实现八盏彩灯的全灭.以上就是方案二实现全部功能的调试方法.1.2 两种方案的比较与选择通过multisim 的仿真结果,以上的两种方案都基本上可以实现本次课程设计的功能要求,但是在方案一中已经提过了,由于电路的复杂性,没有设计DIP 开关,就不能实现彩灯的全亮功能.下面来比较一下两种方案的优劣.首先,从器材方面来说,方案一中用到函数发生器,即芯片74LS138,据市场价格来说,比其他芯片价格确实要偏高一点.其次,方案一中不能实现八盏彩灯全亮的功能,这也让该方案的价值大打折扣.但是,我感觉方案一的连线调试相对于方案二来说要简单一点.方案二可以实现本次课程设计的全部功能:左以,右移,全亮,全灭,而且电路原理比较简单,容易让人理解;其次所需要的芯片价格便宜,经济效益高.但是,该电路的连接有点困难,导线相对较多,给电路的连接和调试带来了不方便.虽然方案一与方案二都存在着缺陷,但是总合考虑之后,还是采用方案二,因为它能够实现所需全部功能,这也是本次课程设计至关重要的目标.因此,我们采用方案二作为我们这次课程设计的方案.2.1 脉冲产生电路:用NE555定时器构成的多谐振荡器的原理图如下面:图8 555定时器的原理图555定时器内部的比较器灵敏度比较高,而且采用差分电路的形式,因此利用555定时器组成的多谐振荡器的振荡频率受电源电压和温度的影响较小.我们在数字电路中基本上已经了解了如何利用555定时器来组成多谐振荡器的原理以及电路图的接法,下面我们需要讨论的是电阻的选择和电容的选取,怎样才能符合课程设计的要求.首先,该次课程设计的八盏彩灯的循环点亮的周期是1S,即频率是1HZ,而我们在数字电路的理论课上学习过:电容C 的放电时间,即20.7pL t R C =,而电容的充电时间为120.7()pH t R R C =+,这样该脉冲电路所产生脉冲的周期为pL pH T t t =+,因此频率121 1.43(2)pL pH f t t R R C==++, 这样我们通过选取合适的电阻和电容,使得f =1HZ,经过计算我们可得12100;100; 4.7R K R K C F μ=Ω=Ω=通过以上的计算与选择,我们可以得到周期为1S 的矩形波,这样就完成了脉冲电路的设计.我已经在上面介绍了芯片74LS194的功能表和引脚图,我们知道74LS194是一双向寄存器,它能够实现电路左移,右移,保持,并行输入,并行输出,以及置零的功能,因此我们可以利用74LS194的这些功能来实现八盏彩灯测循环控制功能.图9 循环控制电路对单个寄存器而言,将S0,S1,都接高电平,并且清零信号CLR也接高电平,置数1000之后,再将S1接至低电平处,可以实现右移循环功能,即1000→0100→0010→0001→1000;相反,我们将S1接高电平,S0接低电平,可以左移循环功能,即1000→0001→0010→0100→1000.而要实现八位的左移或右移功能实际上很简单,将两个74LS194级联就可以,这样可以实现八位的左移或右移功能,而级联是将第一片74LS194的SR接到第二片的74LS194的D3,第一片的74LS194的SL接到第二片74LS194的D0;同理,第二片74LS194的SR,SL 接到第一片74LS194的D3,D0,这样就可以实现八位的循环左移和右移功能.而在方案中,实现全灭功能,只需要将74LS194的清零端CLR接到低电平就可以实现八盏彩灯全灭.实现全亮功能,只需要将所有输入端都接到高电平,并且开关S0,S1,清零端CLR 也都接到高电平,这样就可以实现八盏彩灯全亮功能.2.3 LED 灯显示电路:为了节省经济负担,我们利用发光二极管来代替彩灯,实现彩灯的闪烁功能,发光二极管的阴极与保护电阻连接,并且八个发光二极管共地连接,以此来减少导线数量和节省元器件的开支.下面是LED 灯的连接电路:图10 LED 灯显示电路通过查询模拟电子技术课本理论知识,红光LED 灯的正向电压为1.6~1.8V,电流为50mA,而我们通过查阅资料得知74LS194的输出高电平是2.2~5V,因此我们可以通过计算来得到所需要的保护电阻的大小:min 01max min 2.2 1.880.050.05o U U R --===Ω max 01min max 5 1.6680.050.05o U U R --===Ω, 因此,通过上面的理论计算我们可以得到保护电阻的范围是在:~[868]R Ω因此,我们选择保护电阻为47Ω.3. 电路的调试与检测3.1 电路的调试与检测:3.1.1 调试的方法:设计完电路之后,我相信最重要也是最困难的一步是就是电路的调试,一个电路成功与否的关键也是在调试.但是,一个电子电路即使在仿真完全正确的情况下,按照仿真结果的参数来进行设置,或许其真实结果也不会令人很满意的,究其原因,我想是多方面的.首先,我认为即使在相应的软件中仿真正确,但是我们也知道仿真是在理想情况下实现的,而在现实生活中,存在着复杂的客观的因素:如元器件的值的误差,器件参数的误差等等,这其中任何一个因素都会对电路的实际效果产生很大的影响.因此,我们必须在理论上通过之后,再安装连接电路,对电路进行调试和纠正,以弥补电路设计方案的不足,然后采取措施对电路进行最优化.而在电路的调试过程中,一般要用到的工具是万用表,我们要对万用表的操作方法熟悉,这样才能在电路的调试过程中有利于我们检查电路的故障,正确解决所遇到的问题.通常,我们在电路调试过程中有两种检测方法,一种是模块检测法,一种是整体调试法.我个人认为模块检测发对我们更加实用,有利,首先,模块检测法可以让我们能够很快的发现电路的故障出在哪里,能够帮助我们更快的解决电路所遇到的问题;其次,我认为模块检测法可以对我们的电路进行保护,避免由于电路连线的不正确而导致烧毁电路.模块检测法的检测顺序最好是按照信号的流向来进行检测,一个模块一个模块来进行检测,逐步扩大检测范围,最后完成总的调试结果.另一种检测方法是整体调试法,该方法是在连接完毕电路之后直接对整个来进行调试,部分模块进行测试.依我个人观点,这种方法很难发现是哪里出现问题,不利于我们对电路进行调试.因此,我们在本次课程设计中所采取的调试方法就是模块测试与整体测试法相结合的方法,因为整体测试法会让我们对电路有个整体把握,发现电路存在问题之后,我们再通过模块检测阀来单独进行检测,从而发现电路的问题.3.1.2 调试的步骤:电路的调试步骤:首先,我们组的成员商量讨论之后,决定采取哪种方案之后,在放仿真软件multisim中仿真正确之后,按照所得到的正确的电路图我们进行电路连线,连线完毕之后,首先查看电源是否接错或出现短接的情况,然后,再查看各个芯片是否安装的牢固,最后,我们要做的是检测各个芯片的引脚是否接错,这是非常重要的一步,因为如果芯片引脚接错,可能导致芯片被烧坏.以上是电路连接完毕之后必不可少的一步.其次,我们在做好第一步之后进行下一步,接通电源,观察电路是否正常工作,如果不能正常工作,那么立即关闭电源,并且对电路的各个模块进行检查来排除错误,直至发现错误为止,发现错误之后进行改正.再之后,当第二步完成之后,我们在工作开关断开的情况下,来检测脉冲产生电路的正确性,用一个发光二极管来检测,当发光二极管工作正常时,说明脉冲产生电路是正确的;当不能正常工作时,我们需要排除其中的错误,看看是否是因为芯片的连接问题等等;还有,我们要检测循环控制电路,检测其输出电平是否是正常的,如果不正常我们需要检查出原因,一般这时候我们首先看看芯片的连接是否正确,直至排查出原因.最后,电路调试的工作是闭合工作开关,观察等是否能够正常处于所要求的工作状态,此时如果继续存在问题,那么我们应该继续对电路进行调试3.1.3 调试中的故障以及解决方法:在我们这次的调试中,我就是按照上面所叙述的方法进行调试的.当我们连接完毕电路之后,另两个同学按照正确的电路图进行检查,待全部检查连线正确之后,我们接通+6V的电源,发现电路不能正常工作,于是我们立即关闭电源,仔细分析一下电路之后,确定所有芯片的引脚连接正确之后,用万用表对脉冲电路进行了检测,发现脉冲电路能够正常工作.于是我们仔细思考之后,接合以前的经验,于是我们对连接发光二极管的那一排插孔进行测量,发现问题正好出在了那里,由于电路板的制作原因,两孔之间没有接通,因此导致电路不能正常工作.我们采取的办法是每个孔进行测量,看看哪些孔之见不能正常接通,之后再通过导线将它们连接起来,以达到正常接地的功能.解决以上功能之后,我们再次进行电路调试,发光二极管虽然能够实现全亮,全灭,以及置数和清零功能,但是不能实现左移和右移功能,但这时候我基本上已经确定我的电路连接不存在任何问题,问题应该是开关S1和S0的原因,因此我们再次对连接S1和S0的开关接线进行检测和稳固之后,对电路进行了调试,电路可以正常工作了.但由于开关的抖动性,导致了左移和右移的功能经常处于失效状态.在数字电路中我们实际上已经学习过解决开关的抖动性,我们可以利用SR锁存器来消除抖动性,但是在这次课程设计中我们没有很好的办法来解决该问题,只能多试几次,以此来让电路处于正常工作状态.总来说,这次电路的调试还是比较成功的,能够准确排查出原因和及时解决问题,大大提高了我们的工作效率,也很大的提高了我们在实践中利用理论知识的分析问题和解决问题的能力.4.电路的仿真结果4. 方案二的仿真图形4.1 脉冲电路的仿真:图11 脉冲电路仿真图通过平常的自学,掌握了multisim仿真软件的用法,因此,在这次课程设计中得到了运用.它为我们提供了该电路是否正确与否的信息,能够帮助我们顺利完成电路设计.下面是仿真得到的脉冲图形:图12 555定时器产生的脉冲4.2 循环控制电路仿真图形:图13 彩灯循环控制电路仿真图虽然能够仿真出来动态感,但由于只能插入图片,所以只能显示出一盏灯亮的效果.4.3 总电路仿真图形:图14 总体电路仿真图形总结与体会这次电子电工课程设计是我们进入大学以来第一次做课程设计,因此对于我们来说是一个新鲜事物,同时也是一个挑战,毕竟我们以前从来没有做过.但是,凡事都有第一次,我们不能因为以第一次为借口就可以掉以轻心,我们必须尽自己最大的努力来做好这次课程设计.这次课程设计给我最大的感受是启发巨大.首先,在做这次课程设计的过程中,我们要大量用到大一下学期所学的电路基础知识和大二上学期学的模拟电子技术和本学期所学的数字电子技术的理论知识,而且,在课程设计中不仅要懂得理论知识,更重要的是我们要将理论知识运用到电路实际的设计与调试中,而且还要考虑到现实生活中的环境,结合实际才能设计出比较实用的电路图.其次,就是我查阅资料的能力得到大大提升.虽然这次课程设计的题目网上漫天飞,但我是通过实际所学的知识亲自设计出来的.在自己设计的过程中,难免会需要大量资料,而这就考察了我的查阅资料与筛选资料的能力.以前,学校的数据库很少被我利用,而且操作也不是很熟悉,但这次我为了设计出完美的电路,查阅大量的资料,可以说,一个电路设计下来,我也差不多看了20多篇论文.而同时,在设计电路过程中,阅读资料也大大增加了我的知识面和阅读论文的能力,可谓是一举多得.最后,在课程设计中提高了我的动手能力.以前,我一直注重理论知识的学习,而忽视自己的动手实践能力,以致于虽然我再理论课上的考试成绩很高,但每次实验都不能够很好的完成实验.然而,这次课程设计,我们这组可以说是以我为核心,我领导了电路的设计,连接,调试等一系列过程,在这些过程当中,我都亲力亲为,大大锻炼了我的实际动手能力和领导能力.虽然这次课程设计完成得还算不错,但在课程设计的过程当中,也暴露出了我自身的许多问题.首先是以前所学的知识忘记得很快,由于没有及时的巩固以前的知识所造成的后果,实际上这些基础电路的知识在我们以后的专业课学习中也会大量会运用到,这就给我敲响了警钟,及时复习所学的知识才能够运用得游刃有余,而且有人曾对我说过”对一件事情感兴趣是即使在没有任何外在压力下也依然孜孜不倦的去学习它,运用它”,这句话给了我很大的启发,我一直认为我对电路方面有很大的兴趣并且认为自己有这方面的天赋,看样子我在这方面做得还是不够.还有一个方面是我在与他人合作过程中所暴露出来的问题,对于别人我也像要求自己一样来要求他们,从而与他们在合作过程中有一些不愉快;而且我在电路调试过程当中遇到问题时不是很冷静,甚至显得有点急躁,因此不能够及时排查出原因.这些都是我的心态所影响的,今后在这方面我要好好改正,争取做到冷静处事.这次课程设计完成了,我也完成了一篇论文,虽然说这篇论文质量不是很高,但这是我进入大学以来写的最长,写得最认真,写得最满意的一篇论文.通过完成这样一篇论文,为我今后发表论文打下了一个很好的基础.总而言之,这次课程设计让我懂得了许多许多,知识的重要性,理论与实践结合的重要性,以及与人合作的重要性等等.这次课程设计时间没有浪费,是我进入大学以来最最充实的两个星期.参考文献[1]康华光.陈大钦.电子技术基础-模拟部分(第五版).北京.高等教育出版社.2006.1[2]康华光. 邹寿彬.电子技术基础-数字部分(第五版).北京.高等教育出版社.2006.1[3]罗杰.电子技术基础习题全解-数字部分(第五版)高等教育出版社.2006.5[4]邱关源.电路(第五版).高等教育出版社.2006.5元件明细表。
彩灯循环控制电路的设计与制作资料
目录摘要 (2)1 结构设计与方案选择 (3)1.1 基于计数器74LS193和译码器74LS138的系统结构 (3)1.2 基于双向移位寄存器74LS194的系统结构 (3)1.3 方案比较与选择 (4)2 系统单元电路设计 (4)2.1 移位控制脉冲产生电路 (4)2.2移位控制电路 (7)2.3 彩灯显示电路 (10)3 安装与调试 (11)3.1 基于面包板的插装 (11)3.2 电路调试 (11)结束语 (13)参考文献 (14)附录 (15)摘要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，八路彩灯循环电路由555 电路和两片双向移位寄存器74LS194 组成，其中555 电路用来产生移位控制脉冲， 74LS194 用来对控制脉冲实现移位，传递出的触发信号脉冲驱动彩灯作循环流动。
8 个LED按照一定的时间间隔，可以向左或向右循环移动点亮，也可以同时全亮或全灭。
关键词：NE555 双向移位寄存器74LS194 彩灯循环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 基于计数器74LS193和译码器74LS138的系统结构本方案彩灯循环电路由双时钟4位二进制计数器74LS193、译码器74LS138和NE555构成，其中555 电路用来产生移位控制脉冲， 74LS193 用来控制脉冲，实现8进制计数，再由译码器74LS138对循环的8个3位二进制数转化为循环的高低电平触发信号脉冲驱动彩灯作循环流动。
系统结构框图如图1-1所示：图1-1 基于计数器和译码器的系统结构框图完整电路图详见附录11.2 基于双向移位寄存器74LS194的系统结构本方案彩灯循环电路由两片双向移位寄存器74LS194和NE555构成，其中555电路用来产生移位控制脉冲，74LS194 用来对控制脉冲实现移位，传递出的触发信号脉冲驱动彩灯作循环流动。
8 个LED按照一定的时间间隔，可以向左或向右循环移动点亮，也可以同时全亮或全灭。
彩灯循环控制电路的设计与制作
彩灯循环控制电路的设计与制作引言：一、设计思路：步骤1：整体设计思路：彩灯循环控制电路主要由以下几部分组成：电源供应模块、计时器模块、逻辑控制模块、彩灯驱动模块。
电源供应模块负责为整个电路提供电源，计时器模块负责控制循环的时间，逻辑控制模块负责根据计时器的状态控制彩灯的亮灭，彩灯驱动模块负责将控制信号转化成对实际彩灯的驱动。
步骤2：电源供应模块设计：电源供应模块是整个电路的基础，常用的方式为使用稳压电源或者直流电池供电。
一般使用直流电源供电会更加稳定和可靠。
步骤3：计时器模块设计：计时器模块的设计可以使用集成电路555或者Arduino等进行实现。
通过设置计时器的参数，可以控制循环的时间。
步骤4：逻辑控制模块设计：逻辑控制模块是整个电路的核心，可以使用逻辑门、可编程逻辑控制器等进行实现。
逻辑控制模块根据计时器的状态来控制彩灯的亮灭。
可以根据不同的需求，设计不同的亮灭模式，如顺序循环、随机循环、呼吸循环等。
步骤5：彩灯驱动模块设计：彩灯驱动模块负责将逻辑控制模块产生的控制信号转化成对实际彩灯的驱动。
常用的方式是使用三极管、MOS管等进行驱动。
二、制作步骤：1.连接电源供应模块：将稳压电源或者直流电池连接到电路的供电输入端。
2.连接计时器模块和逻辑控制模块：将计时器模块和逻辑控制模块按照电路设计连接起来，确保信号的正确传输。
3.连接彩灯驱动模块：将彩灯驱动模块按照电路设计连接到逻辑控制模块的输出端，确保信号能够正常驱动实际的彩灯。
4.连接彩灯：将实际的彩灯连接到彩灯驱动模块的输出端，确保彩灯能够正常亮灭。
5.测试与调试：对整个电路进行测试和调试，确保彩灯能够按照设计的循环模式正常亮灭。
三、注意事项：1.电路的供电输入要保持正确，以免对电路元件造成损坏或者故障。
2.连接电路时要避免短路和接触不良，以保证信号的正常传输。
3.在计时器模块的参数设置时要根据需求进行调整，以控制循环的时间。
4.逻辑控制模块的设计要根据实际需求设计合理的亮灭模式。
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移位寄存器来扩展输出端口数量，从而控制更多的彩灯。
五、总结彩灯循环控制电路是一种基于555定时器和74HC595移位寄存器芯片设计的简单而有效的控制方案。
通过合理地设计和实现，可以实现对彩灯开关状态的精确控制，从而达到更好的装饰效果。
彩灯循环电路设计
目录摘要 (Ⅰ)1 理论知识准备 (1)2 方案论证 (2)2.1 备选方案 (2)2.2 方案选择 (5)3 电路设计 (7)3.1 选择器件 (7)3.1.1 555定时器 (7)3.1.2 74LS194移位寄存器 (9)3.2 功能模块 (10)3.2.1 时钟脉冲产生电路 (10)3.2.2 彩灯维持电路 (12)3.2.3 显示电路 (14)4 电路调试 (15)4.1 总体电路仿真 (15)4.2 电路布线 (16)4.3 电路调试结果 (17)心得体会 (18)参考文献 (19)1 理论知识准备本次做的彩灯循环控制其实也可以看成是不是用单片机而实现的流水灯电路，流水灯是一串按一定的规律像流水一样连续闪亮。
流水灯控制是可编程控制器的一个应用，其控制思想在工业控制技术领域也同样适用。
循环彩灯控制可用多种方法实现，但对现代可编程控制器而言，利用移位寄存器实现最为便利。
通常用左移寄存器实现灯的单方向移动；用双向移位寄存器实现灯的双向移动。
控制程序中，关键在于数据移位方向的控制。
单方向控制的流水灯，使用左移寄存器可容易地实现。
如果流水灯的点亮顺序是双向的，则使用双向移位寄存器进行控制。
由于本次设计只是设计了单向的彩灯循环电路，所以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。
由于本次设计并不是很复杂，所以本设计只采用数字集成电路的555定时器和移位寄存器，产生相应的控制信号，从而控制彩灯的闪烁。
数据选择器的输出端接移位寄存器的输入端，在时钟脉冲的作用下，数据在移位寄存器的八位并行输出端从Q0到Q7顺序移动。
彩灯循环控制电路DOC
电子技术课程设计 ——四路彩灯控制器设计与制作学院: 电子信息工程学院 专业、班级： 姓名： 学号： 指导教师： 2011 年 12 月目录一．设计任务与要求――――――――――――――－（2） 二．总体框图――――――――――――――――――（3） 三．选择器件――――――――――――――――――（5） 四．功能模块――――――――――――――――――（11） 五．总体设计电路――――――――――――――― (14) 六．课程设计心得――――――――――――――― (16)四路彩灯控制器设计与制作一、设计任务与要求设计一个循环可预置序列发生器，并用一控制彩灯的循环显示。
不 同的预置产生不同的效果。
实现循环序列发生器和彩灯控制电路，使得彩灯按一定的规律循环 显示。
假定循环规律为：L1—L8 的状态是 00001111（0 表示灭，1 表示亮）， 每隔一秒灯 L1—L8 的状态依次循环一位，即：L1L2L3L4L5L6L7L8设计控制电路，可自动预置 4 种不同的初状态，每隔 64 秒改变一种， 并在这四种初状态循环，使得彩灯定时改变显示的效果，假定四种不同的 初状态为：00001111，00010001，00110011，01110111二、总体框图时钟信号发生电路循环序列发生 器彩灯控制电路预置控制电路时钟信号发生电路部分： 振荡器有多种振荡器电路，其中（a）图为 CMOS 非门构成的振荡器，（b）图为石英晶体构成的振荡器，（c）图为 555 构成的多谐振荡器。
CMOS 非门构成的 振荡器的振荡周期 T=1.4RC，555 构成的振荡器的振荡周期 T=0.7（R1+2R2）C。
我最终还是选择了 555 构成的振荡器，因为 555 使用起来方便、简单。
通过调节 R1，R2 和 C1 的大小调节振荡频率以达到 1HZ 的秒钟连续脉冲图 1 CMOS 非门构成的振荡器（a）图 2 石英晶体振荡器（b）图 3 由 555 定时器构成的多谐振荡器循环序列发生器部分： 3 个 74LS163 构成循环序列发生器部分，由于是 64 秒改变一种状态，所以用二片 74LS163 组成一个 64 位加法计数器（按 16ⅹ4 进行把 2 个 74LS163 组装 计数器），每循环一次 64 位产生一个进位输入到第三个 74LS163，第三个 74LS163 是一个 4 位加法计数器，并通过它来控制预置控制电路中的 4 个 73LS373 的使 能端，从而决定输入的每种初态。
循环彩灯控制电路的设计与制作
循环彩灯控制电路的设计与制作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）。
近年来，随着人们生活水平的较大提高，人们对于物质生活的要求也在逐渐提高，不光是对各种各样的生活电器的需要，也开始在环境的幽雅方面有了更高的要求。
比如日光灯已经不能满足于我们的需要，彩灯的运用已经遍布于人们的生活中，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。
这些不紧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，从原理上使我们对这一设计有所了解。
将其确实的与我们相联系起来。
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。
本次设计的循环彩灯控制器就是用计数器和译码器来实现，其特点是控制器来控制四组发光二极管，使其能循环发光。
本七彩循环控制电路由交流压降整流电路、时基脉冲发生器、十进制计数器和可控硅触发彩灯电路等组成，其电路如图交流压降整流电路整流稳压输入9V的直流电压，供IC1、IC2等使用。
时基脉冲发生器由IC1(555)，R1、RP1、C3等组成，它产生的周期脉冲序列频率为fc=1.44/(R1 +2R2+RP1)C3其时钟频率及占空比由RP1 调定。
元器件清单序号名称型号参数数量1 通用电路板 12 T 变压器 15V 13 C1 电解电容 330μF/25V 14 C2 电解电容 100μF 15 C3 电解电容 3.3μF/16V 16 C4 瓷片电容 0.1p 17 R1 电阻 2kΩ/0.25W 18 R2~R5 电阻 1 kΩ/0.5W 49 RP 电位器 680 kΩ 110 IC0 桥式整流器桥式整流器 111 IC1 7809 112 IC2 IN555 113 IC2 CD4017 114 VD1~VD4 BTA06 415 H1~H2 G2HD01 416 集成电路插座（8脚） 117 集成电路插座（16脚） 118 电源线线经0.15蓝色50cm课题需要完成的任务：利用电子电路装置控制。
彩灯循环显示控制电路设计
题目: 彩灯循环显示控制电路设计初始条件：数字电子技术基础知识、电子技术实验室彩灯循环显示控制电路设计要求：用74LS194，74LS153，74LS04，CC40161要求完成的主要任务:彩灯循环显示控制电路设计设计功能为：(1)、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。
（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范围内连续可调设计报告的具体内容：1、原理电路的设计[这部分内容应包括以下几个部分]（1）、你考虑过哪些方案，分别画出框图，说明原理和优缺点。
经过比较后，你选择了哪个方案。
（2）、单元电路的设计和元器件的选择。
（3）、画出完整的电路图和必要的波形图，并说明主要的工作原理。
（4）、计算出个元件的主要参数、并表在电路图中恰当的位置2、在安装调试中遇到那些问题，是怎样解决的？（或者仿真结果及分析）3、整理好性能测试数据，并分析是否满足要求。
4、有那些收获、体会和建议5、元器件清单6、主要参考文献资料目录摘要 (2)1设计要求.................................................. 错误!未定义书签。
2原件功能介绍.. (4)2.1 555定时器介绍 (4)2.2 CC40161四进制计数器简介 (6)2.3 74HC139/74HC138介绍 (7)3系统方案的选择和论证 (9)3.1 方案一系统总框图 (9)3.2 三十进制循环电路 (9)3.3 循环数字设置电路 (10)3.4 555定时器设定数字显示时间 (11)3.5 自动清零电路 (12)3.6备选方案二 (12)4仿真与测试................................................ 错误!未定义书签。
数字电路课设--彩灯循环控制电路设计
数字电路课设--彩灯循环控制电路设计(总18页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除数字电子技术课程设计报告题目名称：彩灯循环控制电路设计姓名：程小松学号： 150712162班级： 15电本6班指导教师：张媛山西工程技术学院信息工程与自动化系数电课程设计任务书一、设计题目：彩灯循环控制电路设计二、设计任务：1）巩固和加强《数字电子技术基础》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及故障排除方法，学会用Multisim软件对进行电路仿真操作；4）通过查阅手册和文献资料，提升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。
三、设计报告：1、格式要求：⑴页面：A4，上下左右页边距2.0厘米。
⑵题目：小二黑体加粗；大标题：三号黑体加粗；小标题：小四黑体加粗；正文：五号宋体。
⑶页码：底部居中。
2、报告内容：1.封面2.内容提要3.正文1)设计要求2)题目分析3）设计思路与原理4）电路图的仿真5）心得体会6）参考文献四、进度安排：五、参考资料：[1] 康华光.电子技术基础-数字部分[M].华中理工大学教研室.[2] 高吉祥.电子技术基础-实验与课程设计[M]. 电子工业出版社.[3] 付子仪.电子技术课程指导书[M]. 河南理工大学.目录一、内容提要 0二、课程设计目的.................................. 错误!未定义书签。
三、课程设计要求 (1)四、电路组成框图 (2)五、元器件清单 (3)六、各功能块电路图 (3)6.1 脉冲信号发生器 (3)6.1.1 555定时器 (3)6.1.2 多谐振荡器 (6)6.2 顺序脉冲发生器 (8)6.3 彩灯循环系统 (12)6.4仿真电路总图 (14)七、结果分析 (14)八、总结 0一、内容提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。
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武汉理工大学《电工电子技术》课程设计学号：课程设计题目学院专业班级姓名指导教师年月日1武汉理工大学《电工电子技术》课程设计目录摘要 (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 (8)3 单元电路的设计 (9)4 整体电路图及原理 (15)4.1 整体电路图 (15)4.2 工作原理 (16)5 电路调试及结果分析 (16)5.1 调试 (16)6 结果评价与改进方法 (17)6.1 结果评价 (17)6.2 改进方法 (17)7 总结 (18)8 参考文献 (18)2武汉理工大学《电工电子技术》课程设计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3武汉理工大学《电工电子技术》课程设计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2.3方案设计4.3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；0000 0001 0010 0011 0100 01010111 01102 ）彩灯左移依次点亮的循环：0111 0110 0101 0100 0011 00100000 00013 ）彩灯全灭的功能；000000004武汉理工大学《电工电子技术》课程设计设计方案原理图反馈电路脉计3-8逻冲数译辑发器生码器门电器LED 灯显示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；5武汉理工大学《电工电子技术》课程设计3 ）译码器电路：使用一片74LS138 来实现译码功能；4 ）逻辑门芯片：使用一片7420 与非门芯片和两片 7404 非门芯片实现上述三种功能。
按照原理图进行设计，得到的电路图如下所示2.4方案二同方案一，使用计数器实现循环，设计电路实现以下功能：1）彩灯右移依次点亮的循环；000000010010001101000101011101106武汉理工大学《电工电子技术》课程设计2）彩灯左移依次点亮的循环：011101100101010000110010000000013 ）彩灯全灭的功能；000000004 ）彩灯全亮的功能；11111111设计方案原理图反馈电路脉计3-8逻冲数译辑发器码门生器电LED 灯显示7武汉理工大学《电工电子技术》课程设计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74LS163 实现计数功能；3 ）译码器电路：使用一片74LS138 来实现译码功能；4 ）逻辑门芯片：使用一片7410 与非门芯片和两片 7404 非门芯片实现上述三种功能。
按照原理图进行设计，得到的电路图如下所示2.5方案的比较与选择1从设计的要求来看，两种方案都实现了彩灯的循环控制，但方案一全亮功能未实现，方案二四种功能全实现。
即左移循环，右移循环，全灭控制，全亮控制。
8武汉理工大学《电工电子技术》课程设计2从设计的原理来看，方案一使用双时钟计数器，设计思路较为清晰，且反馈电路简单。
而方案二使用的是16 进制加法计数器，在进行反馈电路设计时，所需理论知识较强。
其他的辅助设计较多。
3从电路的复杂程度来看，方案一明显比方案二电路简捷。
4从电路的耗材方面来看，方案一比较节省材料和费用。
综上所述，选择方案一较经济划算且电路可行性较强。
3单元电路的设计2.6 脉冲发生电路由于上述设计中所用到的芯片全要有脉冲信号的触发才能完成相应的功能，所以就需要用到脉冲产生电路。
我这里用到的是用555 定时器设计的多谐振荡器，多谐振荡器的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，而不需要再加输入信号。
而用555 定时器设计的多谐振荡器也有很多优点，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。
接通电源后，电容C1 被充电，当VC 上升到 2/3VCC 时，使输出电压为低电平，同时放电三极管 T 导通，此时电容 C2 通过 RB 和 T 放电， VC 下降。
当 VC 下降到 2/3VCC 时，V0 翻转为高电平。
当放电结束后， T 管截止， VCC 通过 RA 和 RB 将向电容器 C2 充电，当VC 上升到 2/3VCC 时，电路又翻转为低电平。
如此周而复始，于是，在电路的输出端就得到一个周期性的矩形波。
9武汉理工大学《电工电子技术》课程设计脉冲发生电路图其输出信号的频率为：f=1.43/(R1+2R2)C1其中 R1=0.8K Ω R2=1.5K ΩC1=47uF从而算出频率f=8Hz该频率满足设计要求2.7 74LS192计数器电路74LS192 是双时钟方式的十进制可逆计数器。
(BCD, 二进制 ) 。
◆CPU 为加计数时钟输入端， CPD 为减计数时钟输入端。
◆LD 为预置输入控制端，异步预置。
◆CR 为复位输入端，高电平有效，异步清除。
◆CO 为进位输出： 1001 状态后负脉冲输出，◆BO 为借位输出： 0000 状态后负脉冲输出。
10武汉理工大学《电工电子技术》课程设计74LS192 引脚排列图11武汉理工大学《电工电子技术》课程设计74LS192 功能表设计原理说明1）当计数器时钟 UP 接脉冲信号， DOWN 接 1，实现加计数，此时实现 0000 到0111 的计数过程（即八进制计数），由于是异步高电平清零，故当状态为 1000时，将 QD 接到 CLR 端则实现八进制加法计数。
2)当计数器时钟DOW 接N脉冲信号， DOW 接N 1，实现减计数，此时实现0111 到 0000 的计数过程，由于是异步低电平置数，故当状态为1001 时，将 QD,QA 接入 7420 与非门的 1C,1D 端，将 QB,QC 接入 7404 非门的 1A,2A 端通过 1Y,2Y 端输出接入7420 的 1A,1B 端， 74201Y 输出端接 74192 的 LOAD ’（置数端）端，则实现初值为 7 的减法八进制计数。
用 74LS192 设计的计数器电路如下所示12武汉理工大学《电工电子技术》课程设计2.874138 译码器电路下图所示A2，A1,A0 为地址（数码）输入端，A2 为高位， A0 为低位。
Y0-Y7 为译码状态信号输出端，输出逻辑符号图中的小圆圈是指输出信号低电平有效。
G1 ，G2 ， G3 为使能端。
74138 逻辑符号74138 输出表达式（ E1=G1 ， E2A=G ，2 E2B=G3 ）13引脚排列图74138 功能表设计原理说明将 74LS192 的 QC,QB,QA 端分别接入74138 的 A,B,C 端， G1 接 1， G2A,G2B 接地，使译码器正常工作，通过译码输出YO-Y7 ，实现译码功能。
因为74138 输出为低有效，故需要接入非门电路，所以采用7404 非门芯片，将每一个非门输出端接到 LED 灯上。
为了实现全灭功能，结合译码器的功能表知，当G2B=1 时，译码器不工作，输出端 Y0-Y7 全为 1，经过非门电路，使得LED 灯全灭。
这是可用一个开关 1 控制全灭操作。
用 74138 译码器设计的译码电路如下所示2.9 LED灯显示电路八个 LED 灯均为共阴极接法，其输入端与两个7404 非门芯片的每个输出端相接。
当7404 输出端为高电平时，LED 灯点亮。
显示电路如下4整体电路图及原理4.4 整体电路图15武汉理工大学《电工电子技术》课程设计2.10 工作原理1）右移循环点亮：1，4,5 开关往上拨，2， 3 开关往下拨 . 此时电路中清零端接 QD， G2B 接地，置数端接 VCC ，时钟 UP 接脉冲源， DOW 接N VCC ，整个电路进行右移循环控制。
LED 灯依次往右点亮。
2）左移循环点亮：1,4开关往下拨，2,3,5开关往上拨。
此时电路中清零段接 VCC,G2B 接地，置数端接7420 的 1Y 输出端，时钟UP 接 VCC ， DOWN 接脉冲源，整个电路进行左移循环控制。
LED 灯依次往左点亮。
3）全灭控制： 5 开关往下拨。
此时电路中G2B=0 ，译码器不工作，无论其他几个开关状态如何，LED 灯全部熄灭。
5电路调试及结果分析4.5 调试由于元件的性能，连接电路的人为因素，以及环境因素的影响等，连接好的电路往往需要进行调试。
5.2 调试步骤1）检查电路连接好电路, 然后对照原理图，逐项检查电路中的元件连接情况，注意观察是否有连线错误，特别要注意是否会出现电源短路的情况，还要注意电容是否存在极性。
2）通电将 5v 的直流电源接入电路中，观察电路是否存在异常现象，如冒烟，产生火花等，如果出现异常现象，应及时断开电源，检查故障。
若电路无反16武汉理工大学《电工电子技术》课程设计应，则应检查各元器件的管脚是否松动，导线是否开路。
3)操作开关进行根据电路的工作原理，通过控制各个开关实现彩灯的左移、右移、全灭。
若果存在问题，则应继续检查电路并调试，直到排除故障。
2.11 发现的问题1）将所有线路搭建好，且检查无误后，进行初步调试，发现灯无规则点亮，最后查证是接到译码器 B 端的插孔损坏。
2）在调试过程中发现按一次电源开关，LED 灯亮一次，没有循环。
发现是555定时器的两个电容接反。
3）共阴极的LED 灯需要用导线接到公共地端才能使LED 灯正常点亮。
4）把 74192 的输出引脚搞反，将高位看成低位，低位看成高位，以致灯无规则的闪烁。
6结果评价与改进方法4.6 结果评价通过反复调试，最后实现了课设要求的基本内容，对调试的结果很满意，LED 灯没有其他异常现象的出现。
对每个芯片都做了功能测试，就是搭建整个大电路中，由于各种因素的影响会出现各种各样的问题，这是我们需要注意的地方。
4.7 改进方法1）唯一不足的地方就是没有实现全亮功能，且用了 6 个芯片。
可以使用双时钟74193 十六进制计数器，这样可以不用清零端，置数端进行设计，而且能够少用一个7420 芯片。
直接用一个开关控制UP,DOWN 时钟的输入信号。