四路彩灯显示系统
四路彩灯显示系统
太原理工大学现代科技学院
课程设计任务书
注：1.课程设计完成后，学生提交的归档文件应按照：封面—任务书—说明书—图纸的顺
序进行装订上交（大张图纸不必装订）
2.可根据实际内容需要续表，但应保持原格式不变。
指导教师签名： 日期：
专业班级
学生姓名
课程名称
数字电路与逻辑设计
设计名称
四路彩灯显示
系统
设计周数 指导教师 设计 任务 主要 设计 参数
（1） 开机后可自动从初始状态按规定程序进行循环演示。
（2） 彩灯花形由3个节拍组成。
第1节拍：逐次渐亮，灯亮时间1s ，共用4s ； 第2节拍：4路彩灯按逆序渐亮，也需4s ；
第3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。
（3） 彩灯用发光二极管（LED ）模拟。
设计内容 设计要求
1.设计思路清晰，给出整体设计框图
2.设计各单元电路。
给出具体设计思路，电路器件
3.总电路设计
4.安装调试电路
5.写出设计报告
主要参考 资 料 《数字电路与逻辑设计》——王毓银 《数字电路与逻辑设计》——白静 《数字电路逻辑设计实践教程》
学生提交 归档文件
课程设计报告
模十二计数器
从0000到1011 12个状态
总电路图
四路彩灯的工作状态
初态
第一节拍，逐次渐亮
第二节拍，逆序渐灭
第三节拍，同时亮0.5s，同时灭0.5s。
四路彩灯控制系统
2
主要内容
1 引言 2 整体规划与设计 3 各部分单元电路设计 4 系统组装与调试 5 结束语
9/27/2010
连晋平
3
1 引言
传统的电子电路与系统设计方法, 费时费力, 效率低, 周期长,耗材多, 难以满足电子技术飞速发展的要求, 近年来迅速发展并日臻完善的电子设计自动化(EDA) 技术, 将先进的计算机技术应用于电子设计过程, 它 已被广泛应用于电子电路设计、仿真、集成电路版 ( PCB) 的设计以及可编程器件的编程等各项工作之 中, EDA技术的发展, 极大地提高了电子电路与系统 的设计质量与效率。 本文详细论述使用Multisim 10.0 这种EDA 软件设计 四路彩灯控制系统的过程。
M1 M0 CP
Q3Q2Q1Q0 DSR 74194 DSL
0
D3D2D1D0 CR
连晋平
9/27/2010
1
10
4 系统组装与调试
11
1 ~1CLR ~1CLR 6 ~1Q 1CLK 3 ~1Q 1CLK
VCC U2B
3
U2A
1
5V
X1
X2
X3
X4
9
5 1Q ~1PR 4 1D 2
6
2.5 V 2.5 V 2.5 V 2.5 V 16 U4 V1
四路彩灯显示系统逻辑电路设计复习课程
精品资料
摘要
四路彩灯常见于节庆场合，按照某种规则点亮或者闪烁彩灯，本次数字逻 辑电路设计实验主要完成四路彩灯的控制流程，控制流程如下：
1) 第一路彩灯先点亮，然后依次点亮第二路、第三路、第四路； 2) 第四路先灭，然后第三路、第二路、第一路依次灭； 3) 四路彩灯均亮 0.5s 灭 0.5s，共四次； 4) 从 1)开始循环。 本次实验采用中小规模集成电路进行彩灯显示系统的设计，具体使用 74LS161 作为循环控制电路，74LS194 控制彩灯花型显示，并用若干基本与 门、非门、与非门等芯片基本逻辑电路。
4 总结 ........................................................................................................................................ - 19 参考文献.................................................................................................................................... - 20 -
关键词： 四路彩灯； 计数器； 移位寄存器；中小规模集成电路；
仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢- 1 -
精品资料
目录
目录
1 需求分析................................................................................................................................... - 3 1.1 基本功能要求......................................................................................................... - 3 1.2 创新拓展功能......................................................................................................... - 3 1.3 设计原理................................................................................................................. - 4 2.1 系统逻辑结构设计..................................................................................................... - 5 2.1.1 循环控制电路 .................................................................................................. - 5 2.1.2 四路彩灯状态显示 .......................................................................................... - 8 2.2 系统物理结构设计................................................................................................... - 12 2.2.1 循环控制电路物理结构................................................................................. - 12 2.2.2 状态显示电路物理结构................................................................................. - 13 2.2.3 完整系统电路物理结构.............................................................................. - 14 -
四路彩灯显示系统逻辑电路设计
哈尔滨工程大学数字逻辑综合性实验设计报告课程名称数字逻辑实验题目名称四路彩灯显示系统逻辑电路设计班级学号学生姓名同组班级同组学号同组姓名指导教师武俊鹏、孟昭林、刘书勇、赵国冬2013 年 06 月摘要四路彩灯常有于节庆场合，依据某种规则点亮或许闪耀彩灯，本次数字逻辑电路设计实验主要达成四路彩灯的控制流程，控制流程以下：第一路彩灯先点亮，而后挨次点亮第二路、第三路、第四路；第四路先灭，而后第三路、第二路、第一路挨次灭；四路彩灯均亮灭，共四次；从 1)开始循环。
本次实验采纳中小规模集成电路进行彩灯显示系统的设计，详细使用74LS161作为循环控制电路，74LS194控制彩灯花型显示，并用若干基本与门、非门、与非门等芯片基本逻辑电路。
重点词：四路彩灯；计数器；移位存放器；中小规模集成电路；目录目录1 需求剖析错误!不决义书签。
基本功能要求错误 ! 不决义书签。
创新拓展功能错误 ! 不决义书签。
设计原理错误!不决义书签。
系统逻辑构造设计错误 ! 不决义书签。
循环控制电路错误 !不决义书签。
四路彩灯状态显示错误 ! 不决义书签。
系统物理构造设计错误 ! 不决义书签。
循环控制电路物理构造错误 !不决义书签。
状态显示电路物理构造错误 !不决义书签。
完好系统电路物理构造错误 !不决义书签。
3 系统实现错误!不决义书签。
系统实现过程错误 !不决义书签。
系统测试错误 !不决义书签。
系统最后电路图错误 ! 不决义书签。
系统团队分工错误 !不决义书签。
4 总结错误!不决义书签。
参照文件错误!不决义书签。
1需求剖析基本功能要求用小规模集成电路设计并制作一个四路彩灯显示系统的要求以下：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。
程序由三个节拍构成：第一节拍时，四路输出 Q1~Q4挨次为 1，使第一路彩灯先点亮，接着第二路、第三路、第四路彩灯挨次点亮；第二节拍时， Q4~Q1挨次为 0，使第四路先灭，而后第三路、第二路、第一路彩灯挨次灭；第三节拍时， Q1~Q4 输出同时为 1 态，而后同时为 0 态，使四路彩灯同时点亮，而后同时灭，共进行 4 次。
四路彩灯控制器设计方案
四路彩灯控制器设计方案1 前言1.1序言随着经济的发展，城市之间的灯光系统花样越来越多，用中规模集成电路设计并制作一个四路彩灯显示系统，可用于节日庆典，医院病房等多处地方，同用单片机控制相比，它具有准确，不易受外界干扰出错，因而得到了广泛的应用。
小到人们日常生活中的电子贺卡，大到宾馆、医院等公共场所的大型数显电子钟。
1.2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。
1.3实施计划根据课程设计要求，首先确定总设计方案，然后用EDA软件设计各单元电路并仿真分析，最后完善总体电路写出设计报告。
1.4必备条件编辑说明书：Word 2003绘制框图：SmartDraw 7绘制原理电路：Protel、Altium、Multisim、Tina、Proteus等仿真分析：Altium、Multisim、Tina、Proteus等PCB：Protel、Altium、Multisim、Tina、Proteus等设计所需软件用以上任意即可完成需求。
2 总体方案设计通过查阅大量相关技术资料，并结合自己的实际知识，我主要提出了两种技术方案来实现系统功能。
下面我将首先对这两种方案的组成框图和实现原理分别进行说明，并分析比较它们的特点，然后阐述我最终选择方案的原因。
图2.1 四路彩灯控制流程框图2.1方案比较2.1.1方案1采用单片机控制电路为主实现四路彩灯显示。
数字逻辑四路彩灯设计
电子课程设计-四路彩灯显示系统学院：电气信息工程学院专业班级：姓名：学号：指导老师：2011年12月1、设计任务与要求1、设计任务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、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1、用发光二极管显示彩灯系统的各节拍；2、 功能扩展（自选）2、设计要求1、设计思路清晰，给出整体设计框图；2、设计各单元电路，给出具体设计思路、电路器件；3、总电路设计；4、计算机仿真5、安装调试电路；6、写出设计报告；二、总体框图1、框图移位计数器74LS19112进制循环控制器多谐振荡器彩灯显示输出16进制分频计数器图12、设计方案分析以上设计任务，该控制系统完成如图3-4所示的控制流程，系统结构框图如图3-5所示。
其中脉冲源采用秒脉冲发生器，用以提供频率为1Hz的时钟信号；分频器将1Hz的时钟信号四分频，用以产生0.25Hz（即4S）的时钟信号；节拍控制器产生三个节拍循环的控制信号；节拍程序执行器完成在每个节拍下的系统动作，即数据的左移、右移和送数功能，可以使用双向通用移位寄存器74LS194完成；显示电路完成系统循环演示的指示，可以用发光二极管模拟。
图23、设计分析：记第一，二，三节拍分别为Y0Y1Y2有效时间应为4秒，Y0结束Y1马上开始，Y1后Y2马上开始，如此循环不断。
为此可考虑采用移位寄存器构成的移位型控制器。
由于有三个状态，因此需要用三个触发器对现时状态进行记忆，为使各状态的有效时间间隔为4秒，则驱动该移位控制器动作时钟周期应为4秒。
四路彩灯控制系统----------数电课设
摘要彩灯常常用于商业、家居或者其他室内外装饰，成本低廉、变化多样、，深受大家喜爱。
四路彩灯系统设计主要由秒脉冲发生器、分频器、节拍控制器、移位计数器、彩灯显示系统组成。
其中，秒脉冲发生器由NE555构成的多谐振荡器产生，分频和控制器由74HC163构成，移位计数器为74HC194。
关键字：彩灯控制分频器节拍控制器秒脉冲发生器移位计数器绪论 (3)设计任务 (3)设计要求 (3)彩灯控制系统设计 (4)第一节系统电路方案设计与论证 (4)1. 基本原理 (4)2. 方案设计 (6)第二节直流电源设计方案 (6)第三节单元电路设计 (7)1. 直流稳压电源的工作原理 (7)2. 时钟脉冲产生电路 (8)3. 分频电路设计 (9)4. 循环控制电路设计 (10)5. 彩灯输出电路 (11)第四节总电路设计及仿真 (12)调试及测试结果分析 (14)参考资料 (15)附录 (16)4位双向移位寄存器 (17)心得体会 (18)设计任务设计并制作一套彩灯控制系统设计要求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，时间为0.5秒，然后同时变暗，时间为0.5秒，反复四次。
4.按照以上技术要求设计电路，撰写设计报告，绘制电路图。
5.电源：220V/50Hz的工频交流电供电。
彩灯控制系统设计第一节系统电路方案设计与论证1.基本原理四路彩灯有四路输出，所以设输其出设依次为Q0n+1Q1n+2Q2n+1Q3n+1若用“1”表示灯亮，则“0”表示灯灭，由设计要求可知四路彩灯显示系统要求如表1.1-1所示的输出显示。
表1-1由表1.1-1可知，需要一个分频器起节拍产生和控制作用，每4s一个节拍，3个节拍共12s，然后反复循环这三个节拍。
一个节拍结束后应产生一个信号到节拍程序执行器，完成彩灯渐亮、渐灭、同时亮、同时灭等功能。
分频及节拍控制可以用一个12进制计数器来完成；彩灯渐亮、渐灭可以用器件的左移、右移功能来实现，因此可选用移位寄存器74HC194来完成，因为它既可以实现左移又可以实现右移的功能。
四路彩灯显示系统设计
课程名称：数字电路逻辑设计设计项目：四路彩灯显示系统设计专业班级：诵信学号：学生姓名：同组人姓名:指导教师：1、 熟悉常用中规模计数器的逻辑功能。
2、 掌握技术、译码电路的工作原理及应用。
3、 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四路彩灯控制器，设计要求如下：（1） 接通电源后，彩灯可以自动按预先设置的程序循环闪烁。
（2） 设置的彩灯花型由三个节拍组成：第一节拍：四路彩灯从左向右逐次渐亮，灯亮时间 1s ，共用4s ；第二节拍：四路彩灯从右向左逐次渐灭，也需 4s ；第三节拍：四路彩灯同时亮0.5s,然后同时变暗,进行4次,所需时间也为4s （3） 三个节拍完成一个循环，一共需要 12s 。
一次循环之后重复进行闪烁。
三、 设计原理图（a ）四路彩灯控制流程图四路彩灯即有四路发光二极管输出，设依次为Q d、Q c 、Q b、Q a ，若用高电平“1”表示灯亮，低电平“ 0”表示灯灭，由课程设计要求可知四路彩灯显示系统有如下表所示的输出设计课题: 设计目的四路彩灯显示系统设计说进制四路彩灯输出显示说 明输出所用时间Q dQ cQbQa开机初态0 0 0 01 0 0 0 1s 第一节拍 1 1 0 0 1s 逐次渐亮1 1 1 0 1s 1 1 1 1 1s1 1 1 0 1s 第二节拍 1 1 0 0 1s 逆序渐灭1 0 0 0 1s 0 0 0 0 1s1 1 1 1 : 0.5s0 0 0 0 0.5s 第三节拍 1 1 1 1 0.5s 同时亮0.5s ，然 0 0 0 0 0.5s 后同时灭0.5s ，进 1 1 1 1 0.5s 行四次0 0 0 0 0.5s 1 1 1 1 0.5s0 00.5s分析可知，要实现上表所示功能，需要一个分频器起节拍产生和控制作用， 每4s —个节 拍，3个节拍共12s 后反复循环。
一个节拍结束后应产生一个信号到节拍程序执行器，完成彩 灯渐亮、渐灭、同时亮、同时灭等功能。
四路彩灯显示系统 数电课程设计
课程设计课程名称数字电子技术课程设计课题名称四路彩灯显示系统专业电气工程及其自动化课程设计任务书课程名称：数字电子技术题目：四路彩灯显示系统第一章系统组成及工作原理 (6)1.1设计总体思路 (6)1.2基本原理 (6)1.3框图 (6)第二章单元电路设计 (7)2.1时钟脉冲产生电路 (7)2.1.1具体实现 (8)2.2循环控制电路 (9)2.2.1具体实现： (9)2.3彩灯花样输出电路 (10)2.3.1运用到74LS194功能表 (10)2.3.2通过12进制计数器的输出端的C、D信号控制移位寄存器的S0和S1及其ＣＬＲ＇端真值表 (11)2.3.3彩灯花样输出电路接线图 (12)第三章总电路设计 (13)第四章实验、调试及测试结果分析 (14)4.1结果的调试及分析 (14)4.1.1调试使用的主要仪器: 数字万用表直流稳压电源示波器函数信号发生器144.1.2测试电路的方法和技巧: (14)4.2调试中出现的故障、原因及排除方法： (14)4.2.1彩灯只有一种花样变化，没有其它的花样： (14)4.2.2彩灯无规律变化： (14)4.2.3彩灯的四种花样都有，但一次循环结束到另一次循环开始中间有段时间彩灯不亮： 14第五章总结与设计调试体会 (15)第六章附录 (16)6.1元器件清单： (16)6.2参考文献 (16)第一章系统组成及工作原理1.1设计总体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7420实现，彩灯花样输出电路由74LS194和相关逻辑电路实现。
1.2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。
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。
四路彩灯显示系统逻辑电路设计说明书
word格式文档数字逻辑综合性实验设计报告课程名称数字逻辑实验题目名称四路彩灯显示系统逻辑电路设计班级学号学生姓名同组班级同组学号同组姓名指导教师武俊鹏、孟昭林、刘书勇、赵国冬2013年 06 月哈尔滨工程大学摘要四路彩灯常见于节庆场合，按照某种规则点亮或者闪烁彩灯，本次数字逻辑电路设计实验主要完成四路彩灯的控制流程，控制流程如下：1)第一路彩灯先点亮，然后依次点亮第二路、第三路、第四路；2)第四路先灭，然后第三路、第二路、第一路依次灭；3)四路彩灯均亮0.5s灭0.5s，共四次；4)从1)开始循环。
本次实验采用中小规模集成电路进行彩灯显示系统的设计，具体使用74LS161作为循环控制电路，74LS194控制彩灯花型显示，并用若干基本与门、非门、与非门等芯片基本逻辑电路。
关键词：四路彩灯；计数器；移位寄存器；中小规模集成电路；目录目录1 需求分析........................................... - 3 -1.1 基本功能要求.................................. - 3 -1.2 创新拓展功能.................................. - 3 -1.3 设计原理 ..................................... - 3 -2.1 系统逻辑结构设计.............................. - 5 -2.1.1 循环控制电路............................. - 5 -2.1.2 四路彩灯状态显示......................... - 7 -2.2 系统物理结构设计............................. - 10 -2.2.1 循环控制电路物理结构.................... - 10 -2.2.2 状态显示电路物理结构.................... - 11 -2.2.3 完整系统电路物理结构.................... - 12 -3 系统实现.......................................... - 12 -3.1 系统实现过程................................. - 13 -3.2 系统测试..................................... - 13 -3.3 系统最终电路图............................... - 13 -3.4系统团队分工.................................. - 14 -4 总结.............................................. - 16 - 参考文献............................................ - 17 -1 需求分析1.1基本功能要求用小规模集成电路设计并制作一个四路彩灯显示系统的要求如下：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。
四路彩灯控制系统的设计
目录0.前言 01.总体方案的设计 02.硬件电路的设计 (1)2.1 时钟电路设计 (1)2.2 单片机 (1)2）汇编指令 (3)2.3 LED彩灯 (3)3.软件设计 (4)4.调试分析及说明 (4)4.1第一节拍的调试 (4)4.2第二节拍的调试 (5)4.3第三节拍的调试 (5)5.结论 (5)参考文献 (6)课设体会 (7)附录1 电路原理 (8)附录2 程序清单 (9)四路彩灯控制系统的设计许山沈阳航空航天大学自动化学院摘要：彩灯是我国普遍流行的传统的民间的综合性的工艺品。
彩灯艺术也就是灯的综合性的装饰艺术。
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，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。
这种彩灯控制器结构往往有芯片过多、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，影响亮灯效果。
这里我们所设计的四路彩灯控制系统是8051单片机作为控制核心，电源开关等较少的辅助硬件电路相结合，利用软件实现对彩灯的控制。
本系统具有硬件少、体积小、电路结构简单等优点，而且方便调节亮灯模式，只需要修改软件程序，无需修改硬件电路等。
关键词：单片机；四路彩灯；控制0.前言近年来，随着电子技术和微机计算机的迅速发展，单片机的档次不断提高，其应用领域也在不断的扩大，已在工业控制、尖端科学、智能仪器仪表、日用家电、汽车电子系统、办公自动化设备、个人信息终端及通信产中得到了广泛的应用，成为现代电子系统中最重要的智能化的核心部件。
尤其是单片机在最小系统的应用越来越多，也越是成熟。
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。
四路彩灯显示电路_数字逻辑_课程设计复习进程
四路彩灯显示电路_数字逻辑_课程设计数字电路逻辑设计课程设计设计题目：四路彩灯显示系统专业班级：姓名：学号：设计课题：四路彩灯显示系统设计1. 设计任务和要求设计一个四路彩灯控制器,设计要求如下：（1） 接通电源后，彩灯可以自动按预先设置的程序循环闪烁。
（2） 设置的彩灯花型由三个节拍组成：第一节拍：四路彩灯从左向右逐次渐亮，灯亮时间1s ，共用4s ； 第二节拍：四路彩灯从右向左逐次渐灭，也需4s ；第三节拍：四路彩灯同时亮0.5s,然后同时变暗,进行4次,所需时间也为4s 。
（3）三个节拍完成一个循环，一共需要12s 。
一次循环之后重复进行闪烁。
2. 设计分析四路彩灯既有四路输出，设依次为dQ 、cQ 、bQ 、aQ ，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。
表1 四路彩灯输出显示由上表可知，需要一个分频器起节拍产生和控制作用，每4s 一个节拍，3个节拍共12s 后反复循环。
一个节拍结束后应产生一个信号到节拍程序执行器，完成彩灯渐亮、渐灭、同时亮、同时灭等功能。
分频及节拍控制可以用一个模12计数器来完成；彩灯渐亮、渐灭可以用器件的左移、右移功能来实现，因此可选用移位寄存器74194来完成。
同时亮0.5s 、同时灭0.5s 可考虑把1Hz 的秒脉冲信号直接加到输出显示端来完成。
综上所述，要完成四路彩灯显示功能需要有分频器、节拍控制器、节拍程序执行器及脉冲源等电路。
记第一，二，三节拍分别为012Y Y Y 有效时间应为4秒，0Y 结束1Y 马上开始，1Y 后2Y 马上开始，如此循环不断。
为此可考虑采用移位寄存器构成的移位型控制器。
由于有三个状态，因此需要用三个触发器对现时状态进行记忆，为使各状态的有效时间间隔为4秒，则驱动该移位控制器动作时钟周期应为4秒。
应在开机瞬间，使移位型控制器的状态被确定下来，即012Y Y Y 节拍应为100，可控制输入信号使触发器置位、复位来实现。
四路彩灯控制器设计方案
四路彩灯控制器设计方案1 前言1.1序言随着经济的发展，城市之间的灯光系统花样越来越多，用中规模集成电路设计并制作一个四路彩灯显示系统，可用于节日庆典，医院病房等多处地方，同用单片机控制相比，它具有准确，不易受外界干扰出错，因而得到了广泛的应用。
小到人们日常生活中的电子贺卡，大到宾馆、医院等公共场所的大型数显电子钟。
1.2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。
1.3实施计划根据课程设计要求，首先确定总设计方案，然后用EDA软件设计各单元电路并仿真分析，最后完善总体电路写出设计报告。
1.4必备条件编辑说明书：Word 2003绘制框图：SmartDraw 7绘制原理电路：Protel、Altium、Multisim、Tina、Proteus等仿真分析：Altium、Multisim、Tina、Proteus等PCB：Protel、Altium、Multisim、Tina、Proteus等设计所需软件用以上任意即可完成需求。
2 总体方案设计通过查阅大量相关技术资料，并结合自己的实际知识，我主要提出了两种技术方案来实现系统功能。
下面我将首先对这两种方案的组成框图和实现原理分别进行说明，并分析比较它们的特点，然后阐述我最终选择方案的原因。
图2.1 四路彩灯控制流程框图2.1方案比较2.1.1方案1采用单片机控制电路为主实现四路彩灯显示。
四路彩灯显示系统-数电课程设计
课程设计课程名称数字电子技术课程设计课题名称四路彩灯显示系统专业电气工程及其自动化班级电气0781班学号 2姓名指导教师赵振兴2010 年1 月10日湖南工程学院课程设计任务书课程名称：数字电子技术题目：四路彩灯显示系统专业班级：电气0781学生姓名：学号：10指导老师：赵振兴审批：任务书下达日期2010 年 1 月 4 日设计完成日期2010 年 1 月10 日第一章系统组成及工作原理 (7)1.1 设计总体思路 (7)1.2 基本原理 (8)1.3 框图 (8)第二章单元电路设计 (8)2.1 时钟脉冲产生电路 (9)2.1.1 具体实现 (9)2.2 循环控制电路 (10)2.2.1 具体实现： (11)2.3 彩灯花样输出电路 (11)2.3.1 运用到74LS194功能表 (12)2.3.2 通过12进制计数器的输出端的C、D信号控制移位寄存器的S0和S1及其ＣＬＲ＇端真值表 (13)2.3.3 彩灯花样输出电路接线图 (14)第三章总电路设计 (15)第四章实验、调试及测试结果分析 (16)4.1 结果的调试及分析 (16)4.1.1 调试使用的主要仪器: 数字万用表直流稳压电源示波器函数信号发生器164.1.2 测试电路的方法和技巧: (16)4.2 调试中出现的故障、原因及排除方法： (16)4.2.1 彩灯只有一种花样变化，没有其它的花样： (16)4.2.2 彩灯无规律变化： (16)4.2.3 彩灯的四种花样都有，但一次循环结束到另一次循环开始中间有段时间彩灯不亮：16第五章总结与设计调试体会 (17)第六章附录 (18)6.1 元器件清单： (18)6.2 参考文献 (18)第一章系统组成及工作原理1.1设计总体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7420实现，彩灯花样输出电路由74LS194和相关逻辑电路实现。
四路彩灯
《电子电路设计与制作》课程设计实验报告实验地点实验室(418)专业计算机科学技术年级2010 级姓名学号指导教师实验时间 2012--04一．设计任务和要求设计一个四路彩灯控制器,设计要求如下：（1）接通电源后，彩灯可以自动按预先设置的程序循环闪烁。
（2）设置的彩灯花型由三个节拍组成：第一节拍：四路彩灯从左向右逐次渐亮，灯亮时间1s，共用4s；第二节拍：四路彩灯从右向左逐次渐灭，也需4s；第三节拍：四路彩灯同时亮0.5s,然后同时变暗,进行4次,所需时间也为4s。
（3）三个节拍完成一个循环，一共需要12s。
一次循环之后重复进行闪烁。
二．总体设计思想三．用四个发光二极管来替代四个彩灯，设依次为d Q c Q b Q a Q设“1”表示灯亮，“0”表示灯灭，由要求列出状态表如下:表1 四路彩灯输出显示由上表可知，可以选用模12计数器作为分频器，起节拍产生和控制作用，每4s一个节拍，3个节拍共12s后反复循环。
要实现模12计数器的话用74LS161（当然在实际操作中可以用74LS163代替161，因为74LS163的引脚排列和74LS161相同）。
一个节拍结束后应产生一个信号到节拍程序执行器，完成彩灯渐亮、渐灭、同时亮、同时灭等功能。
至于控制发光二级管的状态可以用通用移位寄存器74LS191，因为它具有禁止、右移、左移和并行置数四种功能，所以74LS191能实现第一、二、三节拍的功能。
它具有四个并行输入端A、B、C、D 和与之对应的四个并行输出端QA,QB,QC,QD，右移输入端SR，左移输入端SL和模式控制输入端S1，S0，以及一个无条件直接清除端CLR。
当S1S0=01（右移），S1S0=10（左移），S1S0=11（并行置数）。
脉冲源采用秒脉冲发生器，用以提供频率为1Hz的时钟信号. 四．系统逻辑框图和工作表：四路彩灯工作过程五． 各单元电路的设计（1） 模12计数器74LS163起节拍产生和控制作用，每4s 一个节拍，3个节拍共12s 后反复循环。
电子工艺实验报告(四路彩灯)讲解
电子工艺与数字逻辑课程设计报告班级：姓名：学号：指导教师：撰写日期：目录目录目录 (2)第一章课程设计内容与要求分析 (4)1.1 课程设计内容 (4)第二章单元电路 (5)2.1系统单元电路组成 (5)第三章实现 (6)3.1零件清单 (6)3.2实物电路图 (6)3.3结果 (8)第四章 74LS194功能表 (9)第五章实验总结 (11)第六章参考文献 (12)第七章评语及成绩 (13)、一、课程设计任务书1.课程题目四路彩灯显示系统设计2.设计内容设计一个四路彩灯控制器,要求系统启动后自动从初始状态按照规定程序完成3个节拍的循环演示。
第一节拍：四路彩灯从左向右逐次渐亮，灯亮时间1S，共用4S；第二节拍：四路彩灯从右向左逐次渐灭，也需4S；第三节拍：四路彩灯同时亮0.5S,然后同时变暗,进行4次,所需时间也为4S。
第一章课程设计内容与要求分析第一章课程设计内容与要求分析1.1课程设计内容设计要求设计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。
每个节拍耗时都为4秒，执行一次程序共需12秒；3.用发光二极管模拟显示彩灯系统的各节拍。
第二章单元电路2.1系统单元电路组成模12计数器74LS163起节拍产生和控制作用，每4s一个节拍，3个节拍共12s后反复循环。
大致电路图如下：四路彩灯8.doc四路彩灯8.doc由一个74LS163、一个与门和一个与非门组成，这图用的是反馈置数法，当输出端QD,QC,QB,QA为1011时，LOAD’端接收到低电平0，此时74LS163输出端就重新回到了0000状态。
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课 程 设 计
课程名称 数字电子技术课程设计 课题名称 四路彩灯显示系统 专 业 电气工程及其自动化 班 级 电气 学 号 姓 名 指导教师
2010 年 1 月 10日
湖南工程学院
课程设计任务书
课程名称：数字电子技术
题目：四路彩灯显示系统
专业班级：电气
学生姓名：
学生学号：10
指导老师：
审批：
任务书下达日期年月日
设计完成日期年月日
一、设计任务
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；
4、功能扩展（自选）
二、设计要求
1、设计思路清晰，给出整体设计框图；
2、设计各单元电路，给出具体设计思路、电路器件；
3、总电路设计；
4、计算机仿真
5、安装调试电路；
6、写出设计报告；
三、设计总思路
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7420实现，彩灯花样输出电路由74LS194和相关逻辑电路实现。
1、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。
2、框图
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,其周期为:
T=0.7(R1+2R2)C………………………(1-1) 控制74LS161模十六计数器电阻值和电容值可设为：
R1=1KΩ， R2=20KΩ， C=0.01μF
由公式（1-1）计算得：T=0.287S
IRT UAL
图２.１时钟电路
2、具体实现
74LS161
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,控制74LS161模十六计数器，74LS161A输出2倍T的脉冲信号；B输出4倍T的脉冲信号，大约为1S。
3、循环控制电路
12进制循环控制电路示意图(74LS161由74163代替)
4、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。
此处工作状态从0000~1011，检测1100（异步清零）。
五、彩灯花样输出电路
1、运用到74LS194功能表
输入输出功
能/C
R
S1 S0 CP SL SR D0 D1 D2 D3 Q0 Q1 Q2 Q3
0 ×××××××××0 0 0 0 清
零
1 1 1 ↑××d0 d1 d
2 d
3 d0 d1 d2 d3 送
数
1 0 1 ↑× 1 ×××× 1 Q0
n Q1
n
Q2
n
右
移
1 1 0 ↑0 ×××××Q1
n Q2
n
Q3
n
0 左
移
2、通过12进制计数器的输出端的C、D信号控制移位寄存器的S0和S1及其ＣＬＲ＇端真值表
由上表由：
Ｓ０＝ＱＣ＇
Ｓ１＝ＱＤ＋ＱＣ
CLR＇＝（ＱＤ*A+QD＇）
进一步分析可知７４ＬＳ１９４脉冲控制：
ＣＬＫ＝（ＱＤ*A+QD＇）*ＱＤ+B
3、彩灯花样输出电路接线图
六总电路设计
七、实验、调试及测试结果分析
结果的调试及分析
（1）调试使用的主要仪器: 数字万用表直流稳压电源示波器函数信号发生器
（2）测试电路的方法和技巧:
先检查各芯片的电源和地是否接上，检查线路是否连好；前面的检查无问题后，再根据彩灯的变化情况，确定可能的原因，分析是哪个功能模块出了问题，用数字万用表检查各模块的功能，发现并改正错误，直到符合要求为止。
调试中出现的故障、原因及排除方法：
（1）彩灯只有一种花样变化，没有其它的花样：
可能是移位计数器的S0，S1端控制出现问题，应该检查循环控制逻辑电路。
还可能是12进制循环控制计数器没正常工作，检查是否正确接线，芯片是否功能完好。
特别注意不能把非门的输入与输出接反了。
（2）彩灯无规律变化：
原因可能是12进制循环控制电路不能产生符合要求的控制码，检查模十六计数器的CP脉冲是否稳定，看74LS161是否能计数，即Q A、Q B、Q C、Q D是否周期性的高低电平变化，前面没问题，再检查与非门74LS２０和非门74LS04是否能实现它们逻辑功能。
（3）彩灯的四种花样都有，但一次循环结束到另一次循环开始中间有段时间彩灯不亮：
原因可能是控制循环的１２进制计数器没有真确接线，实际控制循环的进制大于１２进制，导致有放空时间。
应该检查７４ＬＳ２０是否正常工作，确保能实现１２进制计数。
八、总结与设计调试体会
两周的实习很快就过去了，在这次实习中我学到了很多东西，当然也有专业知识之外的其他东西。
在这两个周里，我又一次运用了所学知识，进一步了解到自己所学的知识的作用。
下面是我这两周以来的心得体会。
首先是四路彩灯电路的设计，我发现自己对芯片的功能还是不太了解，后来又重新查了一遍，选择了合适的芯片。
但又在连线时出了问题，出了问题并不重要，重要的是让自己冷静下来，用心去找出问题的所在。
然后用自己所学知识解决掉问题，硬是不能解决的，可以去请教别人，但在问别人的时候，一定要理解对方是怎样解决掉这个问题的，否则你将一无所获，下次遇到这个问题你一样又不知道。
其次是电路的连接，线路连接比画图难多了。
在连接的时候先要检查芯片、电线等。
在连接的时候也要非常的细心，而且要有耐心，只要接错一根，就前功尽弃了。
因此，要学
会耐心细致的做一件事，不要毛躁，不要粗心。
当然，和别人的合作也非常重要。
将来走入社会，能否找到好工作，或者说事业顺利，团队合作占了很重的分量，而当今社会，很多公司、企业都非常重视团队合作精神。
最后，我要感谢学校给我们这样的实践机会，也感谢老师在这两周对我们的耐心教导。
总之，这次设计，让我体会到了团队合作的重要性，让我以后做事更有耐心，更加细心。
九、附录
1、元器件清单：
555定时就器，模十六计数器74LS161，与门74LS09，与非门74LS20，非门74LS04，或门74LS32。
74LS194双向
移位寄存器，发光二极管等。
2、参考文献
《电子技术课程设计》历雅萍、易映萍编
《电子技术课程设计指导》彭介华、主编
高等教育出版社
《电子线路设计、实验、测试》谢自美主编华中理工出版社。
电气与信息工程系课程设计评分表
指导教师签名：________________
日期：________________ 注：①表中标*号项目是硬件制作或软件编程类课题必填内容；
②此表装订在课程设计说明书的最后一页。
课程设计说明书装订顺序：封面、任务书、目录、正文、评分表、附件（非16K大小的图纸及程序清单）。
、
目录
一、设计任务 (7)
二、设计要求 (8)
三、设计总思路 (9)
1、基本原理 (9)
2、框图 (10)
四、单元电路设计 (11)
1、时钟脉冲产生电路 (11)
2、具体实现 (13)
3、循环控制电路 (14)
4、具体实现： (14)
五、彩灯花样输出电路 (15)
1、运用到74LS194功能表 (15)
2、通过12进制计数器的输出端的C、D信号控制移位寄存器的S0和S1及其Ｃ
ＬＲ＇端真值表 (16)
3、彩灯花样输出电路接线图 (17)
六总电路设计 (18)
七、实验、调试及测试结果分析 (19)
结果的调试及分析 (19)
（1）调试使用的主要仪器: 数字万用表直流稳压电源示波器函数信
号发生器 (19)
（2）测试电路的方法和技巧: (19)
调试中出现的故障、原因及排除方法： (19)
八、总结与设计调试体会 (21)
九、附录 (23)
1、元器件清单： (23)
2、参考文献 (23)
电气与信息工程系课程设计评分表 (24)。