四花样彩灯控制器--课程设计
课程设计--四花样彩灯控制器
课程设计--四花样彩灯控制器2012 ~ 2013 学年第二学期《数字电子技术》课程设计报告题目:四花样彩灯控制器专业:电子信息工程班级: 11 电信一班姓名:孙叶林陶轮汪宏俊汪义涛王安亚王劲松王亮亮王向阳魏伟指导教师:***电气工程系2013年5月30日任务书课题名称四花样彩灯控制器指导教师(职称)周旭胜执行时间2012~ 2013 学年第 2学期第 14 周学生姓名学号承担任务王安亚1109121033 设计总电路图1汪宏俊1109121031 设计总电路图2陶轮1109121030 负责对比两个总电路图汪义涛1109121032 设计555时钟脉冲产生电路王向阳1109121036 设计四种码产生电路王劲松1109121034 设计输出电路魏伟1109121037 设计开关电路王亮亮1109121035 查找参考资料孙叶林1109121029 负责写课程设计报告设计目的通过设计方案的比较,对比电路的复杂与简单,器件的市场价格等方面因素,来选择一种比较好的可行性设计方案设计要求(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。
摘要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,这样一旦制作成品只能按照固定的模式闪亮,不能根据不同场合、不同时间段的需要来调节亮灯时间、模式、闪烁频率等动态参数。
优易LED全彩灯光控制系统由Color Edit编辑软件、主控器、分控器和LED光源组成,广泛应用于城市景观、风景名胜、道路桥梁、建筑轮廓、娱乐场所、户外广告、室内装饰等美化、亮化工程。
四花样彩灯控制器1
四花样彩灯控制器1课程设计说明书课程设计名称:电子技术(数字电路部分)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:电子信息工程班级:100415学号:27 姓名:夏亮晶评分:教师:叶臻2012年10月08日目录摘要 (1)第1章前言 (2)第2章系统组成及工作原理 (3)第3章电路方案选择 (5)第4章单元电路设计与计算 (7)4.1时钟脉冲产生电路 (7)4.2四种码产生电路 (9)4.3彩灯自动转换控制电路 (13)4.4花样输出电路设计 (14)第5章整机电路设计 (17)第6章电路仿真 (19)6.1软件介绍 (19)6.2仿真电路 (19)结论 (23)参考文献 (24)附录1 花样彩灯控制器原理总图 (25)附录 2 元器件明细表 (26)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。
数电课程设计四花样彩灯控制器
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: 11042215 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 -2013 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ﻫ5. 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。
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74LS 153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,74L S74可产生四种循环的状态,从而实现彩灯的自动转换。
四花样彩灯设计
电子课程设计报告
题目名称:四花样彩灯控制器
姓 名: 专 业: 班级学号: 同组人: 指导老师:
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
4.时钟电路:由两个555和电阻电容组成,构成两个多谐振荡器,一个周期为
0.721秒,控制计数器和寄存器,另一个周期为14.01秒,控制双D触发器。
2.2
从多谐振荡器出来的脉冲信号分为两路:一路作为计数脉冲送到模十六计数器; 另一路做为移位时钟脉冲加到移位寄存器。调节多谐振荡器的电阻可以改变震荡频 率,即改变彩灯移动的速度,得到不同的动态效果。
2.自动转换控制电路:由双D触发器74LS74和四选一数据选择器74LS153组成, 双D的两输出端接数据选择器的地址输入端, 它能产生两位循环二进制码,每改变一 种状态,数据选择器选择一种码输出,使彩灯花样自动循环。
四花样彩灯控制器课程设计
四花样彩灯控制器课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解并掌握四种花样彩灯控制原理,包括亮度调节、颜色变换、闪烁模式和序列控制。
2. 学生能描述常见电子元件(如电阻、电容、二极管等)在彩灯控制器中的作用及相互关系。
3. 学生能运用基础电路知识,分析并解释彩灯控制器电路图。
技能目标:1. 学生能够独立设计并搭建一个简单的四花样彩灯控制电路。
2. 学生通过实际操作,掌握测试和调试电路的技巧,能够解决常见的电路故障。
3. 学生能够运用信息技术工具(如编程软件)对彩灯控制器进行编程,实现个性化效果。
情感态度价值观目标:1. 学生在小组合作中培养团队精神和沟通能力,尊重他人意见,共同完成项目。
2. 学生通过创意设计,激发创新思维,增强解决实际问题的自信心。
3. 学生能够意识到科技与日常生活的紧密联系,培养对电子科技的兴趣和爱好。
本课程针对初中电子技术课程设计,考虑学生年龄特点和认知水平,注重理论知识与实践技能的结合。
课程目标具体明确,可测量,旨在通过动手实践和项目导向学习,提高学生对电子科技的兴趣和实际应用能力。
通过分解课程目标为具体的学习成果,教师可进行有效的教学设计和学习成果评估。
二、教学内容1. 电子元件基础知识:介绍电阻、电容、二极管等基础元件的功能和用途,对应教材第三章第一、二节。
- 电阻的阻值和种类- 电容的充放电特性- 二极管的单向导通原理2. 彩灯控制原理:讲解彩灯的亮度调节、颜色变换、闪烁模式和序列控制技术,对应教材第三章第三节。
- 亮度调节的原理与方法- 颜色变换的电路设计- 闪烁模式和序列控制的实现3. 电路图的识读与分析:学会识读并分析彩灯控制器电路图,对应教材第三章第四节。
- 电路图的常见符号- 彩灯控制器电路图的识读- 电路分析与故障排查4. 实践操作:动手设计并搭建四花样彩灯控制电路,对应教材第三章实验部分。
- 选用合适的电子元件- 搭建电路并进行测试- 调试电路并解决故障5. 编程与控制:运用编程软件对彩灯控制器进行编程,实现个性化效果,对应教材第四章第一节。
综合电子课程设计--花型多变的彩灯控制器
目录摘要 (Ⅰ)1.概述 (1)1.1设计任务 (1)1.2设计要求 (1)2.系统硬件设计方案 (1)3.系统软件设计方案 (2)3.1软件设计概述 (2)3.2程序流程图 (4)4.系统仿真 (8)4.1功能简介 (8)4.2 系统仿真 (8)5.课程设计总结 (10)致谢 (10)参考文献: (10)附录1.源程序代码 (11)附录2.系统原理图 (13)1.概述1.1设计任务设计一个花型多变的彩灯控制器,要求具有4种花型,每种花型有六个节拍,每个节拍控制6个(或6组)彩灯亮灭,六个节拍完成一个花型循环。
另外花型要方便修改,花型之间能自动切换。
1.2设计要求(1) 每种花型有六个节拍,每个节拍控制6个(或6组)彩灯亮灭,六个节拍完成一个花型循环。
例如6个彩灯依次循环点亮、6个彩灯依次循环不亮等等。
(2) 设计4种花型。
花型1、花型2、花型3、花型4自定义。
但要求可方便修改。
(3) 设计4种花型自动切换电路。
花型1结束后自动选择到花型2,花型2结束后自动选择到花型3……, 花型4结束后自动选择到花型1。
2.系统硬件设计方案按照单片机系统扩展与系统配置状况,单片机应用系统可分为最小系统、最小功耗系统及典型系统等。
80C51单片机由先进CMOS工艺制造并带有非易失性Flash程序存储器,全部支持12时钟和6时钟操作P89C51X2和P89C52X2/54X2/58X2分别包含128字节和256字节RAM,32条I/O口线3个16位定时/计数器,6输入4优先级嵌套中断结构,1个串行I/O口,可用于多机通信I/O扩展或全双工UART以及片内振荡器和时钟电路。
彩灯控制器的具体硬件组成如图2.1所示。
图2.1 彩灯控制器硬件原理图本彩灯控制系统实际上就是一个带有六个发光二极管的单片机最小应用系统,即为由发光二极管、晶振、复位、电源等电路和必要的软件组成的单个单片机。
从图中可以看出,如果要让接在P1.0口的D1亮起来,那么只要把P1.0口的电平变为低电平就可以了;相反,如果要让接在P1.0口的D1熄灭,就要把P1.0口的电平变为高电平;同理,接在P1.1~P1.5口的其他5个D的点亮和熄灭的方法同D1。
四花样彩灯控制器课程设计
四花样彩灯控制器课程设计1. 项目概述本课程设计旨在设计一个四花样彩灯控制器,用于控制灯光的颜色和模式。
通过该控制器,用户可以选择不同的颜色和模式,实现彩灯的灵活变化,为场景创造出不同的氛围和效果。
2. 项目目标本项目的目标是设计一个能够控制四个灯泡的彩灯控制器,实现以下功能:•控制四个灯泡的开关状态;•控制灯泡的颜色;•控制灯泡的闪烁模式和速度;•控制灯泡的亮度。
3. 硬件设计3.1 芯片选择本设计选用Arduino UNO作为主控芯片。
Arduino UNO是一款开源的基于ATmega328P芯片的单板微控制器,广泛用于原型制作和教育领域。
3.2 电路设计根据设计要求,我们需要四个LED灯泡,分别代表四个彩灯。
每个LED灯泡需要一个数字口进行控制,一个模拟口进行亮度调节。
可以通过以下电路连接方式实现控制:四个LED分别通过220欧姆的电阻连接电源的正极,共地接到Arduino UNO的GND 引脚上。
每个LED的控制引脚分别连接到Arduino UNO的数字口2、3、4和5上。
另外,每个LED的亮度控制引脚连接到Arduino UNO的模拟口A0上。
4. 软件设计4.1 软件框架本设计将使用Arduino IDE进行编程。
Arduino IDE是一款简单易用的开发环境,适用于Arduino开发板。
4.2 程序流程下面是程序的主要流程:1.初始化四个灯泡的控制引脚,将其设置为输出模式;2.进入主循环;3.读取用户的输入,包括开关状态、颜色、模式和亮度;4.根据用户输入,控制四个灯泡的状态、颜色和亮度;5.延时一段时间后回到步骤3。
4.3 程序代码以下是程序的示例代码:// 定义LED灯泡的引脚const int ledPins[] = {2, 3, 4, 5};// 定义LED灯泡的亮度控制引脚const int brightnessPin = A0;void setup() {// 初始化LED灯泡的引脚for (int i = 0; i < 4; i++) {pinMode(ledPins[i], OUTPUT);}}void loop() {// 读取用户的输入,包括开关状态、颜色、模式和亮度int switchStatus = digitalRead(SWITCH_PIN);int color = analogRead(COLOR_PIN);int mode = analogRead(MODE_PIN);int brightness = analogRead(brightnessPin);// 控制LED灯泡的状态、颜色和亮度for (int i = 0; i < 4; i++) {digitalWrite(ledPins[i], switchStatus);}analogWrite(brightnessPin, brightness);// 延时一段时间delay(100);}5. 测试与验证为了验证设计的正确性和可行性,需要进行以下测试:•测试开关功能:分别观察每个LED灯泡的状态,在不同的开关输入下进行验证;•测试颜色功能:通过改变颜色输入的模拟值,观察LED灯泡的颜色是否变化,验证颜色控制的正确性;•测试闪烁模式和速度:通过改变模式输入的模拟值,观察LED灯泡的闪烁效果,验证闪烁模式和速度的控制是否正常;•测试亮度功能:通过改变亮度输入的模拟值,观察LED灯泡的亮度变化,验证亮度控制的正确性。
数电课设四花样彩灯报告
目录前言 (5)第一章设计内容及要求 (6)1.1课题 (6)1.2设计要求 (6)1.3设计的主要元器 (6)1.4设计思路 (6)第二章系统设计方案选择 (7)第三章系统组成及工作原理 (10)3.1 系统组成 (10)3.2 工作原理 (10)第四章单元电路设计、参数计算、器件选择 (12)4.1 时钟电路 (12)4.2 四种码电路 (12)4.3 开关电路 (14)4.4 数据输出电路 (15)4.5 总电路结构 (16)4.6各种芯片管脚图 (17)第五章实验、调试及测试结果与分析 (19)第六章收获与体会 (20)参考文献 (21)附录一 (22)第一节课程设计的课题和要求1.1 课题:四花样彩灯控制器1.2 设计要求:设计一四花样自动切换彩灯控制器,要求实现1.彩灯一亮一灭.从左向右移动2.彩灯两亮两灭,从左往右移动3.彩灯四亮四灭,从左往右移动4.彩灯从1—8从左往右逐次点亮,然后逐次熄灭5.四种花样自动切换1.3 设计的主要元器555定时器,模十六进制计数器74LS161,双D触发器74LS74,四选一数据选择器74LS153,8位移位寄存器74LS164。
1.4设计思路第一部分,由NE555与相关电容电阻等组成多谐振荡器,用来产生震荡脉冲,调节电位器可以改变震荡频率,即改变灯光的移动速度。
多谐振荡器输出的脉冲非别加在74 LS93与74LS164的cp端。
74LS93被接成16进制计数器,其4个输出端可分别输出对计数脉冲的2、4、8、16分频信号,该信号被传输到74LS153的数据输入端。
第二部分,555产生的脉冲信号输送到D触发器74LS74的cp端,在其输出端可以得到“00”到“11”4个逻辑状态并将其连接到74hc153的公共选择端A0、A1。
这样根据A0、A1端的状态就可以选定不同的输出端。
同时,74LS163在时钟脉冲作用下,数据在输出端QA到QH顺序移动。
这一移动的8位控制信号区驱动8路彩灯,就出现了8路4花样自动循环切换的流水彩灯U1A74LS04D21U1B74LS04D43U1C74LS04D65U1D 74LS04D89U2B74LS08D 456U2C74LS08D9108U42Y92C0102C1112C2122C313A 14B 2~1G 11Y71C061C151C241C33~2G1574LS153DU6QA3QB4QC5QD6A 1B2~CL R 9CLK8QE10QF11QG12QH1374LS164DQA14QB13QC12QD11RCO15A 3B 4C 5D 6ENP 7ENT 10~LO AD 9~CL R 1CLK2U374LS161DU7A1D21Q5~1Q6~1CLR13~1PR474LS74DU7B2D122Q9~2Q8~2CLR1311~2PR1074LS74D第二章 系统设计方案选择方案设计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。
基于51单片机的四花样彩灯课程设计报告全解
课程设计说明书课程设计名称:专业综合课程设计课程设计题目:基于单片机的综合系统设计学院名称:信息工程学院专业:计算机科学与技术班级:学号:姓名:评分:教师:20 年 1月 20 日目录1.摘要 .................................................................................................................................... - 3 -2、系统设计 ....................................................................................................................... - 3 -2.1 设计任务与要求 ..................................................................................................... - 3 -2.1.1 设计任务 ....................................................................................................... - 3 -2.1.2 设计要求 ....................................................................................................... - 4 -2.2 方案的选择与论证 ................................................................................................. - 4 -2.2.1 总体设计方案 ............................................................................................... - 4 -3 、系统硬件设计 ............................................................................................................... -4 -3.1 控制器模块 ............................................................................................................. - 5 -3.2 按键模块 ................................................................................................................. - 7 -3.3LED显示模块 .......................................................................................................... - 7 -3.4硬件元件清单 .......................................................................................................... - 8 -4、软件设计 ......................................................................................................................... - 8 -4.1主程序设计 .............................................................................................................. - 9 -4.2 编译器简介 ........................................................................................................... - 10 -4.3 结果 ....................................................................................................................... - 10 -4.4 系统调试 ................................................................................................................ - 11 -4.5 误差分析 ................................................................................................................ - 11 -5、总结 ............................................................................................................................... - 12 - 参考文献 ............................................................................................................................. - 13 -附录(代码).................................................................................................1.摘要本次试验为大学期间的综合设计,主要特点是软硬件结合。
四路彩灯控制器的课程设计
一、设计内容与设计要求用中规模集成电路设计并制作一个四路彩灯显示系统,要求如下:1、开机自动置入初始状态后即能按规定的程序进行循环显示。
2、程序由三个节拍组成:第一节拍时,四路输出Q1~Q4依次为1,使第一路彩灯先点亮,接着第二,第三,第四路彩灯点亮。
第二节拍时,Q4~Q1依次为0,使第四路彩灯先灭,然后使第三,第二,第一路彩灯灭。
第三节拍时,Q1~Q4输出同时为1态0.5秒,然后同时为0态0.5秒,使四路彩灯同时点亮0.5秒然后同时灭0.5秒,共进行4次。
每个节拍费时都为4秒,执行一次程序共需12秒3、用发光二极管显示彩灯系统的各节拍;二、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花样输出电路。
时钟脉冲产生电路由74LS161分频实现,循环控制电路由74LS161和7400实现,彩灯花样输出电路由74LS194和相关逻辑电路实现。
三、基本原理由设计要求出发可知彩灯的三个节拍可以用移位寄存器74LS194实现,通过控制S0和S1实现右移、左移和送数,通过控制CLR'控制清零。
第一节拍为1右移,第二节拍为0左移,第三节拍全亮为置数1,全灭为清零。
由于程序循环一次要12秒,故需要一个12进制的计数器控制循环。
第三节拍时要求1秒内全灭全亮各一次,故脉冲信号频率比先前两节拍时脉冲频率要快一倍,而且要以相同频率控制CLR’。
可以用一个16进制计数器产生脉冲信号,一路送到控制12进制的计数器,一路经逻辑电路送到移位寄存器。
图多谐振荡器12进制循环控制器16进制分频计数器移位计数器74LS191彩灯显示输出四、单元电路设计(1)时钟脉冲产生电路用555定时器构成多谐振荡器,电路输出便得到一个周期性的矩形脉冲。
具体实现为:74LS161控制74LS161模十六计数器,构成多谐振荡器,电路输出便得到一个周期性的矩形脉冲(2)循环控制电路用74LS161和74LS00和方波电源构成循环控制电路具体实现:如果模N计数器的计数序列从最小0到最大数N-1,那么N是多余的,可用与非门检测N,当N出现时,与非门输出为低,用它控制清零端CR’,将计数器清零。
数字电子技术课程设计——四花样彩灯控制器
一、设计要求1.1 设计课题及要求(一)题目:四花样彩灯控制器(二)基本要求:设计一四花样自动切换的彩灯控制器,要求实现(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)四亮四火,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。
555定时器,模十六计数器74LS161,双D触发器74LS74,与门74LS08,非门74LS04, 四选一数据选择器74LS153,八位移位寄存器74LS164。
二、系统组成及工作原理2.1 系统组成框图把四花样彩灯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。
系统可由四个模块组成,它们分别是:四种码产生电路、开关电路、数据输出、时钟电路。
设计框图如图 2.1所示:由两个555构成两个时钟电路,由模十六计数器和组合逻辑门构成四种码产生电路,由双 D 触发器和数据选择器构成开关电路,由移位寄存器和八个彩灯构成输出电路,一个时钟控制模十六计数器和移位寄存器,另一个时钟控制双D触发器。
2.2工作原理分析从多谐振荡器出来的脉冲信号分为两路:一路作为计数脉冲送到模十六计数器;另一路做为移位时钟脉冲加到移位寄存器。
调节多谐振荡器的电阻可以改变震荡频率,即改变彩灯移动的速度,得到不同的动态效果。
多谐振荡器、双D触发器、数据选择器共同组成一个电子开关。
多谐振荡器输出的计数脉冲经双D触发器两位二进制计数器,在它的两个输出端得到00、01、10、11四种逻辑状态。
这四个状态作为数据选择器的四个数据通道选择信号,对应从模十六计数器输送到数据选择器的QA QB QC QD四个分频信号。
其作用相当于一个受控的一刀四位的机械转换开关。
当双D触发器输出为“ 00”时,数据选择器输出10000000序列脉冲,为八分频信号,实现花样一;为“ 10”时,数据选择器输出11000000序列脉冲,为八分频信号,实现花样二;为“ 01”时数据选择器输出11110000序列脉冲,为八分频信号,实现花样三;为“ 11”时数据选择器输出1111111100000000 序列脉冲,为十六分频信号,实现花样四。
(整理)四花样彩灯课程设计
四川师范大学成都学院通信实验教研室通信设计与应用实验室课程设计报告书学生姓名陈真班级2010级电信(汽电)2班完成时间2011-11-18作品名称:四花样彩灯设计电路作品简介:四花样彩灯设计电路具有四花样自动切换的彩灯控制,四种变化功能为:(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) 逐次点亮,然后逐次熄灭;(5) 四种花样自动变换。
四花样彩灯设计电路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。
系统可由四个模块组成,它们分别是:四种码产生电路、开关电路、数据输出、时钟电路。
作品名称:四花样彩灯控制电路1 系统结构框图1.1电路设计方案把四花样彩灯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。
系统可由四个模块组成,它们分别是:四种码产生电路、开关电路、数据输出、时钟电路。
设计框图如图1.1-1所示:由两个555构成两个时钟电路,由模十六计数器和组合逻辑门构成四种码产生电路,由双D 触发器和数据选择器构成开关电路,由移位寄存器和八个彩灯构成输出电路,一个时钟控制模十六计数器和移位寄存器,另一个时钟控制双D 触发器。
1.2工作原理分析从多谐振荡器出来的脉冲信号分为两路:一路作为计数脉冲送到模十六计数器;另一路做为移位时钟脉冲加到移位寄存器。
调节多谐振荡器的电阻可以改变震荡频率,即改变彩灯移动的速度,得到不同的动态效果。
多谐振荡器、双D 触发器、数据选择器共同组成一个电子开关。
多谐振荡器输出的计数脉冲经双D 触发器两位二进制计数器,在它的两个输出端得到00、01、10、11四种逻辑状态。
分频计数器数据选择器移位寄存器多谐振荡器多谐振荡器多谐振荡器 开关电路 输 出图1.1-1 系统结构框图这四个状态作为数据选择器的四个数据通道选择信号,对应从模十六计数器输送到数据选择器的QA,QB,QC,QD四个分频信号。
数字电路课程设计之四花样彩灯控制器
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:班级:学号:姓名:评分:教师:20 年月日数字电路课程设计任务书20 12 -20 13 学年第一学期第 6 周-7 周题目四花样彩灯控制器内容及要求〖基本要求〗设计一四花样自动切换的彩灯控制器,要求实现(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。
〖主要参考元器件〗555,74LS93,74LS74,74LS153,74LS164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. 领元器件、制作、焊接:3天3.调试+验收:2.5天4. 提交报告:2012-2013学年第一学期9~13周学生姓名:、指导时间:第6~7周指导地点: E 楼、室任务下达2012 年、月、日任务完成20 12 年、月、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、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。
目录前言……………………………………………………………………………………、第一章设计要求………………………………………………………………………、1.1 设计课题及要求…………………………………………………………、第二章系统组成及工作原理………………………………………………………、2.1 系统组成框图………………………………………………………………、2.2 工作原理分析……………………………………………………………、第三章电路方案设计…………………………………………………………………、3.1 电路图设计…………………………………………………………………、3.2 方案比较…………………………………………………………………、第四章单元电路设计与计算……………………………………………………、4.2 四种码产生电路…………………………………………………………、4.3 彩灯自动转换控制电路……………………………………………………、4.4 花样输出电路………………………………………………………………、第五章实验、调试及测试结果分析……………………………………………、结论…………………………………………………………………………………、参考文献…………………………………………………………………………、、、第一章设计要求1.1 设计课题及要求(一)题目:四花样彩灯控制器(二)基本要求:设计一四花样自动切换的彩灯控制器,要求实现(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。
(完整版)四花样彩灯控制器--毕业课程设计
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数据选择器目录前言 (1)第一章设计要求 (2)1.1 设计课题及要求 (2)第二章系统组成及工作原理 (3)2.1 系统组成框图 (3)2.2 工作原理分析 (3)第三章电路方案设计 (5)3.1 电路图设计 (5)3.2 方案比较 (5)第四章单元电路设计与计算 (8)4.1 555时钟脉冲产生电路 (8)4.2 四种码产生电路 (9)4.3 彩灯开关电路 (11)4.4 花样输出电路 (13)4.5 各芯片管脚图 (14)第五章实验、调试及测试结果分析 (16)5.1 结果的调试及分析 (16)结论………………………………………………………………………… (17)参考文献 (18)附录 1 花样彩灯控制器的原理总图 (19)附录 2 元器件清单 (20)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。
四花样彩灯设计
DONGFANG COLLEGE,FUJIAN AGRICULTURE AND FORESTRY UNIVERSITY电子课程设计题目:四花样彩灯控制器系别:计算机系年级: 2010专业:电子信息工程班级: 2班学号: 1050302073姓名:周毅和成绩:任课教师:杨立娟2011年 12 月日目录第一节课程设计的课题和要求 (2)1.1课题 (2)1.2设计的要求 (2)1.3设计的主要元器 (2)第二节彩灯的系统组成和工作原理 (2)2.1彩灯的系统组成 (2)2.2彩灯的工作原理 (2)第三节各单元电路的设计与计算分析 (3)3.1时钟电路 (3)3.2四种码产生电路 (3)3.3开关电路 (5)3.4花样输出电路 (6)第四节课程设计的体会与感悟 (7)附录总原理图 (8)第一节 课程设计的课题和要求1.1 课题:四花样彩灯控制器1.2 设计要求:设计一四花样自动切换彩灯控制器,要求实现1.彩灯一亮一灭.从左向右移动2.彩灯两亮两灭,从左往右移动3.彩灯四亮四灭,从左往右移动4.彩灯从1—8从左往右逐次点亮,然后逐次熄灭5.四种花样自动切换1.3 设计的主要元器555定时器,模十六进制计数器74LS161,双D 触发器74LS74,四选一数据选择器74LS153,8位移位寄存器74LS164。
第二节 彩灯的系统组成及其工作原理2.1 彩灯的系统组成把彩灯的电路图分成四个部分来设计分别是:时钟电路、四种码产生电路、开关电路、花样输出电路。
系统图如下图2.12.2 彩灯的工作原理由555定时器组成的一个多谐振荡器产生的脉冲控制74LS161和74LS 非门、74LS08与门的组合逻辑电路而产生四种码。
同时,另一个由555定时器组成的多谐振荡器产生的脉冲使双D 触发器输出“00,01,10,11”作为74LS151数据选择器的地址输入,从而实现四种码选择输出。
即输入“00”,数据选择器输分频计数器 数据选择器 移位寄存器多谐振荡器 多谐振荡器多谐振荡器 开关电路 输 出 图2.1 系统组成框图出“10000000”序列,实现花样一;输入“01”,数据选择器输出“11000000”序列,实现花样二;输入“10”数据选择器输出“11110000”序列,实现花样三;输入“11”,数据选择器输出“1111111100000000”序列,实现花样四。
四花样彩灯控制器课程设计
四花样彩灯控制器课程设计1. 引言彩灯在人们的生活中起到了很重要的作用,特别是在庆祝活动和节日期间。
传统的彩灯只能显示单一的颜色,而现代的彩灯控制器可以实现多种颜色的变化和特效,给人们带来了更加丰富多彩的视觉体验。
本课程设计旨在通过学习四花样彩灯控制器的原理和设计,提高学生的电子电路设计能力和嵌入式系统的应用能力。
2. 学习目标通过本课程的学习,学生将能够: - 了解彩灯控制器的基本原理和工作原理; - 掌握彩灯控制器的硬件设计和电路连接方法; - 学会使用嵌入式系统进行彩灯控制器的编程和调试;- 设计和制作一个四花样彩灯控制器原型。
3. 教学内容3.1 彩灯控制器基础知识•彩灯控制器的概念和基本原理•彩灯控制器的分类和应用场景•彩灯控制器的硬件组成和工作流程3.2 彩灯控制器的硬件设计•彩灯控制器的电路连接方法•彩灯控制器的电源设计•彩灯控制器的按键和显示屏设计3.3 彩灯控制器的编程和调试•嵌入式系统的介绍和基本原理•使用Arduino进行彩灯控制器的编程•彩灯控制器的调试和测试方法3.4 四花样彩灯控制器的设计与制作•四花样彩灯控制器的功能设计•四花样彩灯控制器的电路图设计•四花样彩灯控制器的原型制作和调试4. 教学方法本课程设计采用理论与实践相结合的教学方法。
在理论教学环节,通过教师讲解和课件展示的方式,向学生介绍彩灯控制器的基本原理和设计方法。
在实践环节,学生将分组进行彩灯控制器的硬件设计和编程实验,通过实际动手操作和实验结果的分析,深刻理解彩灯控制器的工作原理和应用技术。
5. 教学评价学生的学习评价主要包括三个方面: - 课堂表现:包括课堂积极性、参与讨论和提问等; - 实验报告:根据实际的硬件设计和编程实验结果,撰写实验报告,评估学生对彩灯控制器的掌握程度; - 设计项目:根据课程要求,学生完成一个四花样彩灯控制器的设计和制作,通过设计方案和实际效果评估学生的设计水平。
6. 参考资料•《嵌入式系统设计与开发技术》•《Arduino编程与应用》•《电子电路设计导论》7. 结语通过本课程设计的学习,学生将能够掌握彩灯控制器的基本原理和设计方法,并能够设计和制作一个四花样彩灯控制器的原型。
四花样彩灯控制器--课程设计123
1 课题要求及目的1.1 题目彩灯控制器逻辑电路设计1.2基本要求在电子技术实验教学中设计了一种四花样自动切换的彩灯控制器。
其电路简单、取材容易,无需调试。
即使不懂电子技术,只要按图连接,亦能制作成功。
彩灯控制器的第一种花样为彩灯一亮一灭,从左向右移动;第二种花样为彩灯两亮两灭,从左向右移动;第三种花样为彩灯四亮四灭,从左向右移动;第四种花样为彩灯1到8从左到右逐次点亮,又从左到右逐次熄灭。
4种花样自动变换,循环往复。
1.3 实验目的1.进一步掌握数字电路课程所学的理论知识。
2.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。
3. 了解数字系统设计的基本思想和方法,学会科学分析和解决问题。
4. 培养认真严谨的工作作风和实事求是的工作态度。
2 电路原理2.1 电路组成原理彩灯控制器电原理。
ICl、IC2由555接成多谐振荡器。
IC3由4位2进制计数器74LS93接成16进制计数器,其4个输出端可分别输出对计数脉冲的2、4、8、16分频信号。
IC4是双D触发器74LS74,在这里接成两位2进制加法计数器。
IC5是双4选l数据选择器74LSl53,这里只用了它的一组4选1数据通道。
IC6是3位单向移位寄存器74LSl64,它是产生移动灯光信号的核心器件。
驱动电路用8只三极管组成8路射随器作缓冲放大,去触发作电流开关的8只双向可控硅,以控制彩灯发光。
电路的十5V电源由220V/9V变压器降压,经D1一D4桥式整流,7805稳压后给控制电路供电。
2.2 电路工作原理从ICl⑧脚出来的脉冲信号分为两路:一路作为计数脉冲送到IC3的⑩脚;另一路作为移位时钟脉冲加到IC6的⑧脚。
调节RWl改变ICl的振荡频率,可以改变灯光的移动速度,以得到不同的动态效果。
IC2、IC4、IC5共同组成了一个电子开关。
IC2输出的计数脉冲经IC4两位二进制计数,在IC4的两个输出端共可得到“00”一“11”4个逻辑状态。
四路彩灯设计
课程设计四路彩灯显示系统一、设计目的⑴熟悉常用中规模计数器的逻辑功能。
⑵掌握计数、译码器的工作原理及应用。
⑶熟悉移位寄存器的工作原理、典型应用和调试方法。
二、设计任务与要求设计一个4路彩灯控制器,要求:开机后可自动从初始状态按规定程序进行循环演示。
⑴开机后可自动从初始状态按规定程序进行循环演示。
⑵彩灯花形又3个节拍组成。
第一节拍:逐次渐亮,灯亮时间1S,共用4S。
第二节拍;4路彩灯按逆序渐灭,也需4S。
第三节拍;4路彩灯同时亮0.5S,然后同时变暗0.5S,要进行4次,所需时间也为4S,3个节拍完成一个循环。
⑶彩灯用发光二级管(LED)模拟。
三、设计仪器与器件⑴数字电路实验箱。
⑵器件:74LS04、74LS08、74LS10、74LS32(两片)、74LS161、74LS194分析以上设计任务,该控制系统完成如图1所示的控制流程,系统结构框图如图2所示。
图1:四路彩灯控制流程图图2:四路彩灯控制系统结构框图(1)74LS161的功能表74LS194的功能表(2)根据电路图根据74LS161的功能表310Q Q Q LD ••= 所以只要1=LD ,则芯片一直运行记数功能,132M Q Q =+,10M M = ,所以01=M 时,10=M 实现右移,10=Q 当11=M 时,00=M ,实现左移,03=Q设161的输出分别为,0Q 1Q 2Q 3Q ,194的输出分别为A Q B Q C Q D Q输出:n n A n AQ CP Q Q 31•↑+=+,n nB n B Q CP Q Q 31•↑+=+ n nC n C Q CP Q Q 31•↑+=+,n nD n DQ CP Q Q 31•↑+=+ 3Q 为1时,与CP 脉冲经过与门,随着CP 脉冲的变换,与门输出结果发生变换,8种情况,即明暗各变换4次。
(3)根据以上分析,得到状态转移图六、设计分析四路彩灯既有四路输出,设依次为dQ 、c Q 、b Q 、a Q ,若“1”表示灯亮,“0”表示灯灭,由课题要求可知四路彩灯显示系统要求如下表1所示的输出显示。
4路彩灯控制器课程设计数电
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:姓名学号: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求实现亮灭。
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功能表输入输出CP EP ET Q↑×0 ××全“L”↑0 1 ××预置数据↑ 1 1 1 1 计数× 1 1 0 ×保持× 1 1 ×0 保持根据逻辑图、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74LS19474LS194内部原理图74LS194四位双向移位寄存器具有左移、右移、并行数据输入、保持、清除功能。
四花样彩灯设计
电子课程设计报告题目名称:四花样彩灯控制器姓名:专业:班级学号:同组人:指导老师: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目录前言 (1)第一章设计要求 (2)1.1 设计课题及要求 (2)第二章系统组成及工作原理 (3)2.1 系统组成框图 (3)2.2 工作原理分析 (3)第三章电路方案设计 (5)3.1 电路图设计 (5)3.2 方案比较 (5)第四章单元电路设计与计算 (8)4.1 555时钟脉冲产生电路 (8)4.2 四种码产生电路 (9)4.3 彩灯自动转换控制电路 (11)4.4 花样输出电路 (13)4.5 各芯片管脚图 (14)第五章实验、调试及测试结果分析 (16)5.1 结果的调试及分析 (16)结论 (17)参考文献 (18)附录1 花样彩灯控制器的原理总图 (19)附录2 元器件清单 (20)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。
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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数据选择器目录前言 (1)第一章设计要求 (2)1.1 设计课题及要求 (2)第二章系统组成及工作原理 (3)2.1 系统组成框图 (3)2.2 工作原理分析 (3)第三章电路方案设计 (5)3.1 电路图设计 (5)3.2 方案比较 (5)第四章单元电路设计与计算 (8)4.1 555时钟脉冲产生电路 (8)4.2 四种码产生电路 (9)4.3 彩灯开关电路 (11)4.4 花样输出电路 (13)4.5 各芯片管脚图 (14)第五章实验、调试及测试结果分析 (16)5.1 结果的调试及分析 (16)结论 (17)参考文献 (18)附录1 花样彩灯控制器的原理总图 (19)附录2 元器件清单 (20)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,这样一旦制作成品只能按照固定的模式闪亮,不能根据不同场合、不同时间段的需要来调节亮灯时间、模式、闪烁频率等动态参数。
优易LED全彩灯光控制系统由Color Edit编辑软件、主控器、分控器和LED光源组成,广泛应用于城市景观、风景名胜、道路桥梁、建筑轮廓、娱乐场所、户外广告、室内装饰等美化、亮化工程。
二维彩灯控制器可控制五路彩灯逐行递增点亮,再逐行递减熄灭。
若将一定数量的彩色灯组合联接,就能营造出平面上色彩变化的场景,这比通常控制一条线上的色彩流动更加丰富绚丽。
控制器采用数字集成块,外围元器件少、电路结构简单,只要元器件完好、装接无误,装后无须调试即可一举成功。
音乐彩灯控制器是专用于卡拉ok厅 KTV包房的彩灯控制设备,其最大优点是不与电视音响等设备有任何连接,本设备通过检测包房里的环境音频信号强弱来控制通过彩灯的电流大小(即亮暗程度)来烘托娱乐的兴趣的目的,也就是随着声音的大小而使彩灯闪烁,歌声和彩灯一起跳动,从而让唱歌人激情高涨,留连忘返。
第一章设计要求1.1 设计课题及要求(一)题目:四花样彩灯控制器(二)基本要求:设计一四花样自动切换的彩灯控制器,要求实现(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。
(三)主要参考元器:555定时器,模十六计数器74LS161,双D触发器74LS74,与门74LS08,非门74LS04,四选一数据选择器74LS153,八位移位寄存器74LS164。
第二章系统组成及工作原理2.1 系统组成框图把四花样彩灯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。
系统可由四个模块组成,它们分别是:四种码产生电路、开关电路、数据输出、时钟电路。
设计框图如图2.1所示:图2.1 系统组成框图由两个555构成两个时钟电路,由模十六计数器和组合逻辑门构成四种码产生电路,由双D触发器和数据选择器构成开关电路,由移位寄存器和八个彩灯构成输出电路,一个时钟控制模十六计数器和移位寄存器,另一个时钟控制双D触发器。
2.2工作原理分析从多谐振荡器出来的脉冲信号分为两路:一路作为计数脉冲送到模十六计数器;另一路做为移位时钟脉冲加到移位寄存器。
调节多谐振荡器的电阻可以改变震荡频率,即改变彩灯移动的速度,得到不同的动态效果。
多谐振荡器、双D触发器、数据选择器共同组成一个电子开关。
多谐振荡器输出的计数脉冲经双D触发器两位二进制计数器,在它的两个输出端得到00、01、10、11四种逻辑状态。
这四个状态作为数据选择器的四个数据通道选择信号,对应从模十六计数器输送到数据选择器的QA,QB,QC,QD四个分频信号。
其作用相当于一个受控的一刀四位的机械转换开关。
当双D触发器输出为“00”时,数据选择器输出10000000序列脉冲,为八分频信号,实现花样一;为“10”时,数据选择器输出11000000序列脉冲,为八分频信号,实现花样二;为“01”时数据选择器输出11110000序列脉冲,为八分频信号,实现花样三;为“11”时数据选择器输出1111111100000000序列脉冲,为十六分频信号,实现花样四。
调节开关电路的CP脉冲产生电路的电阻,可以改变开关的切换时间用以选择每种花样出现时间的长短。
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。
移动的八位控制信号直接控制发光二极管的亮灭,就出现了八路四花样自动循环切换的流水彩灯。
第三章电路方案设计3.1 电路图设计将各单元电路组织起来就得到了系统电路图,如附录1所示:本电路图设计简单、结构清晰,可分为四种码产生电路、开关电路、输出电路和时钟电路这四个模块。
四种码产生电路由模十六计数器和组合逻辑门构成,开关电路由双D触发器和数据选择器构成,输出电路由移位寄存器和彩灯构成,时钟电路由两个555构成。
通过改变多谐振荡器的电阻可改变彩灯流动的速度和各花样持续的时间,实现了彩灯花样的动态变化,增强了控制器的灵活性。
3.2 方案比较比较方案1:在原方案的基础上,用模十六计数器74LS161的输出端的最高位Q D作为双D触发器的时钟,可以少用一个555定时器。
计数器每计八个数,Q D由低电平变为高电平,双D触发器的状态改变,四选一数据选择器74LS153选择下一种码输出,彩灯变为另一种花样,以后四种花样循环改变。
如图3.1所示:图3.1 比较方案1电路图如果按此方案连接电路,彩灯无法完成第四种花样(依次点亮,依次熄灭),只能完成一半,依次点亮或依次熄灭,部分实现了设计要求,所以不采用。
比较方案2:彩灯控制器电原理图如图3.2所示。
ICl、IC2由555接成多谐振荡器。
IC3由4位2进制计数器74LS93接成16进制计数器,其4个输出端可分别输出对计数脉冲的2、4、8、16分频信号。
IC4是双D触发器74LS74,在这里接成两位2进制加法计数器。
IC5是双4选l数据选择器74LSl53,这里只用了它的一组4选1数据通道。
IC6是3位单向移位寄存器74LSl64,它是产生移动灯光信号的核心器件。
驱动电路用8只三极管组成8路射随器作缓冲放大,去触发作电流开关的8只双向可控硅,以控制彩灯发光。
电路的十5V电源由220V/9V变压器降压,经D1一D4桥式整流,7805稳压后给控制电路供电。
电路图如图3.2:图3.2 比较方案2电路图从ICl⑧脚出来的脉冲信号分为两路:一路作为计数脉冲送到IC3的⑩脚;另一路作为移位时钟脉冲加到IC6的⑧脚。
调节RWl改变ICl的振荡频率,可以改变灯光的移动速度,以得到不同的动态效果。
IC2、IC4、IC5共同组成了一个电子开关。
IC2输出的计数脉冲经IC4两位二进制计数,在IC4的两个输出端共可得到“00”~“11”4个逻辑状态。
这4个状态作为IC5的4个数据通道选择信号,对应从IC3输送到IC5的Q A、Q B、Q C、Q D4个分频信号。
其作用相当于一个受控的一刀四位的机械转换开关。
当IC4输出为“00”时,选通IC5的⑧脚;为“01”时,选定IC5的⑤脚。
调节RW2改变IC2的输出脉冲周期,可以改变开关的切换时间,用以选择每种花样出现时间的长短。
从IC5第⑦脚输出的数据信号送到IC6的输入端,在时钟脉冲作用下,数据在IC6的8位并行输出端从Q0一Q7顺序移动。
这一移动的8位控制信号经功率驱动电路去推动8路彩灯,就出现了8路4花样自动循环切换的流水彩灯。
很明显,这个方案很烦琐。
会更多的出现不确定因数造成的错误。
不选该方案。
第四章 单元电路设计与计算4.1 时钟脉冲产生电路用555定时器构成多谐振荡器,电路输出便得到一个周期性的矩形脉冲,其周期为:T=0.7(R 1+2R 2)C ………………………(4-1)要用两个555产生两个时钟脉冲,一个控制74LS161模十六计数器和八位移位寄存器,要能看到彩灯的流动,其周期设为1秒左右, 电阻值和电容值可设为:R 1=1K Ω , R 2=51K Ω , C=0.01μF 由公式(4-1)计算得:T=0.721S 电路图如图4.1所示:图4.1 时钟电路5_VIRTUA L另一个555产生的矩形脉冲控制彩灯的自动转换,其周期设为模十六计数器的20倍,改变R1、R2的阻值即可,可设为:R1=1KΩ, R2=1MΩ,C=0.01μF由公式(4-1)计算得:T=14.42S4.2 四种码产生电路根据彩灯要实现的四花样,可确定移位寄存器输出的二进制码,即四种码产生电路要产生的码,如表4-1所示:表4-1 四种码要产生这四种码,可由十六进制计数器接组合逻辑门产生,十六进制计数器的真值表如表4-2所示:表由表4-2分析得:Z1=Q3Q2Q1Z2=Q3Q2Z3=Q3Z4=Q4所以四种码产生电路如图4.2所示:74LS161N图 4.2 四种码产生电路4.3彩灯开关电路要实现彩灯四花样的自动转换,就要使四选一数据选择器74LS153循环地输出Z1、Z2、Z3、Z4。
使双D触发器的输出端接数据选择器的两个地址输入端,双D触发器能产生00、01、10、11这四钟循环的状态,从而使选择器循环的选择一种码输出,实现彩灯的四花样循环。