四路彩灯显示系统逻辑电路设计
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。
电子技术课程设计题目
电子技术课程设计任务书题目一：顺序延时关断开关设计一个开关装置，该开关装置在按钮k 第一次按下时，三盏灯x 、y 和z 同时点亮，当k 再次按下时，x 灯立刻熄灭；y 灯5s 后熄灭，在y 灯熄灭8s 后，z 灯熄灭。
原理框图如下图。
数码管数码管题目二：瞬开延断开关设计一个按钮开关，该开关在按钮第一次按下时，输出信号x 和y 瞬时变成高电平，在第二次按钮按下时，输出信号x瞬时变成低电平，可是输出信号y 在延时90s 后，才变成低电平。
假设是x 操纵投影仪的灯泡、y 操纵投影仪的风扇，那么该开关确实是投影仪的电源开关。
该操纵器框图如下图。
Vcc参考《数字电子技术基础教程》夏路易 例6-24题目三：电灯操纵开关设计一个电灯操纵开关，该开关有一个按钮，当按钮按下1次，那么电灯亮10秒钟后灭；当按钮按下2次（包括前一次），那么电灯长亮不灭；当再按1次，那么电灯灭。
参考《数字电子技术基础教程》夏路易 例6-25题目四：顺序开关灯操纵器设计一个顺序开关灯操纵器，要求当按钮k 第1次按下时，灯a 立刻亮，灯b 在延时11 s 后亮，在灯b 亮后15 s 后，灯c 亮；当按钮k 第2次按下时，灯c 立刻灭，延时17 s 后灯b 灭，灯b 灭后12 s ，灯a 灭。
参考《数字电子技术基础教程》夏路易例6-31题目五：电动机操纵器设计一个操纵两个电动机的操纵器。
要求电动机1运转10s后，电动机1停止，电动机2工作；电动机2工作5 s后，电动机2停止，电动机1启动，不断循环；按钮k按下后，操纵器开始运行。
题目六：步进电动机操纵器设计一个兼有三相六拍、三相三拍两种工作方式的脉冲配器。
一、能操纵步进电动机作正向和反向运转。
二、设计驱动步进电动机工作的脉冲放大电路，使之能驱动一个相电压为24伏、相电流为的步进电动机工作。
3、设计步数显示和步数操纵电路，能操纵电动机运转到预置的步数时即停止转动，或运转到预定圈数时停转。
4、设计电路工作的时钟信号，频率为10HZ-10KHZ,且持续可调。
彩灯循环电路设计说明
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 (8)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。
四路彩灯控制器电路工作原理
四路彩灯控制器电路工作原理
四路彩灯控制器电路是一种常见的电路，用于控制四个不同颜色的灯光。
它可以通过控制器来实现对灯光的开关、亮度和颜色的调节。
下面我们来了解一下四路彩灯控制器电路的工作原理。
四路彩灯控制器电路主要由三个部分组成：电源部分、控制部分和输出部分。
其中电源部分提供电源，控制部分控制灯光的开关、亮度和颜色，输出部分将控制信号转换为电流输出到灯光上。
电源部分通常采用交流电源或直流电源，通过整流、滤波和稳压等处理，将电源转换为稳定的直流电源，以供控制部分和输出部分使用。
控制部分是四路彩灯控制器电路的核心部分，它通过控制芯片来实现对灯光的控制。
控制芯片通常采用单片机或专用的控制芯片，它们可以通过编程或设置来实现对灯光的控制。
控制芯片可以控制灯光的开关、亮度和颜色，同时还可以实现多种灯光效果，如闪烁、渐变、呼吸等。
输出部分将控制信号转换为电流输出到灯光上。
输出部分通常采用三极管或场效应管等电子元件，它们可以将控制信号转换为电流输出到灯光上，从而实现对灯光的控制。
输出部分还可以通过电阻、电容等元件来实现对灯光的亮度和颜色的调节。
四路彩灯控制器电路是一种常见的电路，它可以通过控制器来实现对灯光的开关、亮度和颜色的调节。
它的工作原理主要由电源部分、控制部分和输出部分组成，通过这三个部分的协作，实现对灯光的精确控制。
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。
四路彩灯设计实验报告
四路彩灯设计实验报告1. 引言彩灯设计实验是电子实践课程中的一项基础实验，通过设计和搭建电路，控制四路彩灯的亮灭和颜色变化，培养学生对电路原理和电子元件的实际运用能力。
本实验报告将详细介绍实验的设计思路、实验过程和实验结果，并对实验中遇到的问题进行分析和总结。
2. 设计思路本实验的主要目标是设计一个能够控制四个灯泡亮灭和变化颜色的电路。
基于这个目标，我们采用了以下设计思路：1. 使用Arduino开发板作为控制中心，通过编程实现对彩灯的控制。
2. 运用PWM (脉宽调制)技术来控制灯泡的亮度和颜色变化。
3. 使用LED灯泡作为彩灯的光源，通过调整电流来控制亮度和颜色。
3. 实验过程3.1 实验器材和元件- Arduino开发板- 面包板- 杜邦线- RGB LED灯泡x 4- 电阻x 4- 电阻箱- 电源3.2 实验步骤3.2.1 电路搭建首先，我们将Arduino开发板和面包板连接起来，并将四个RGB LED 灯泡和电阻连接到面包板上。
连接电路的示意图如下：3.2.2 程序编写接下来，我们使用Arduino开发软件编写程序。
程序的基本思路是通过控制PWM输出来控制灯泡的亮灭和颜色变化。
程序的核心代码如下：int redPin = 9;int greenPin = 10;int bluePin = 11;void setup() {pinMode(redPin, OUTPUT);pinMode(greenPin, OUTPUT);pinMode(bluePin, OUTPUT);}void loop() { analogWrite(redPin, 255); analogWrite(greenPin, 0); analogWrite(bluePin, 0); delay(1000);analogWrite(redPin, 0); analogWrite(greenPin, 255); analogWrite(bluePin, 0); delay(1000);analogWrite(redPin, 0); analogWrite(greenPin, 0); analogWrite(bluePin, 255); delay(1000);analogWrite(redPin, 255);analogWrite(greenPin, 255);analogWrite(bluePin, 0);delay(1000);}3.2.3 实验验证完成电路搭建和程序编写后，我们将Arduino开发板连接到电脑上，上传程序，并将电源接入电路。
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。
四花样彩灯控制器电路
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。
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QA、QB、QC、QD4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。
元件选择图1中，变压器用220／9V、10—20VA变压器。
三极管用9013，双向可控硅用3A600V的了LC336A，每路可带20只220V15W的白炽灯泡。
印刷电路见图2。
在实际制作中，注意交流220V市电的相线(火线)和中线(零线)必须严格区分。
火线不能进入控制器，零线进入控制器后，与双向可控硅的地就近相接。
彩灯控制器原理图大全
彩灯控制器电路由电源电路和彩灯控制电路组成，如图1-151所示。
电源电路由整流二极管VDl-VD4、限流电阻器Rl、稳压二极管VS和滤波电容器Cl组成。
彩灯控制电路由计数器集成电路IC、电阻器肛-R13、电容器C2、可变电阻器RP、晶闸管VTl-VTlO和彩灯HLl-HLlO组成。
为简化电路，图中IC的Q7-QlO端、Q12、Q13端(该集成电路无Ql-Q3和Qll端)和电阻器R7-Rl2、晶闸管VT4-VT9、彩灯HL4-HL9本画出。
交流220V电压经VDl,VD4整流、Rl限流降压、VS稳压及Cl滤波后，为IC提供6.8V直流工作电源。
RP、R2、R3、C2和IC的9-11脚内电路组成多谐振荡器。
在接通电源后，多谐振荡器即振荡工作，IC对多谐振荡器产生的振荡信号进行分频计数后，从IC的Q4-QlO 端和Q12-Q14端输出变化的控制电平，使VTl-VTlO间歇导通，彩灯HLl-HLlO按不同的频率闪烁发光(HLl的闪烁频率最高，HLlO的闪烁频率最低)。
调节RP的阻值，可改变彩灯闪烁的频率。
元器件选择Rl选用1/2W金属膜电阻器;R2-R13均选用1/4W金属膜电阻器。
Cl选用耐压值为16V的铝电解电容器;C2选用独石电容器或CBB电容器。
RP选用有机实心可变电阻器。
VDl-VD4选用1N4004或1N4007型硅整流二极管。
VS选用lW、6.8V的硅稳压二极管，例如lN4736等型号。
VTl-VTl4均选用2P4M(2A、400V)的晶闸管。
IC选用14级二进制计数分频器集成电路。
HLl-HLlO选用成品彩灯串。
本例介绍的彩灯控制器，能控制5路彩灯(可在一个平面上组成各种图形或图案)使之按逐路递增点亮、逐路递减熄灭的显示方式闪烁发光。
电路工作原理该彩灯控制器电路由电源电路、多谐振荡器、脉冲控制电路和彩灯驱动控制电路组成，如图1-152所示。
电源电路由降压电容器Cl、泄放电阻器Rl4、稳压二极管VS、整流二极管VDl和滤波电容器C2组成。
四路彩灯设计实验报告
四路彩灯设计实验报告
彩灯是各式电工装置中一种最常见的家用电器，它可以不同的颜色照亮空间，改善视觉效果。
近年来，一些杰出的电气和光学工程师，经过深入的研究和实验，将普通的彩灯制作技术发展到更新颖的彩色灯饰安装领域，因此，引发了四路彩灯的普及和发展。
为了研究四路彩灯相关知识，我在实验室中进行了“流量控制四路彩灯”的设计实验，实验场地为实验室中的桌面。
首先，根据实验的要求，我在实验室中购买了一台四路彩灯，以及相关电子元件，如三极管、电阻、电容、电阻、LED灯等，把四路彩灯安装在实验台上，装上电源供给开关，可以满足实验室实验需求。
然后，根据实验需要，在实验台上，建立了相关电路线路，接下来，在电路线路设计中，采用了把莫尔斯电码传输到芯片中，让芯片处理后，通过把四个LED灯串联起来，来控制四路彩灯的亮度，就完成了流量控制功能。
最后，完成以上电路设计，使四路彩灯按照一定节奏闪烁，实现对四路彩灯可控，内容丰富多样。
通过实验，我们学习到了LED显示器的电路结构，以及“流量控制四路彩灯”的实现原理，详细了解了彩色灯的基本工作原理，并取得了不错的结果。
因此，使用这款四路彩灯装置可以获得非常可观的成果，使空间更加活跃。
在经历这次设计实验后，我的实验技能也得到了大幅度提高，受益匪浅。
四路彩灯控制器电路工作原理
四路彩灯控制器电路工作原理四路彩灯控制器是一种常见的电路装置，它能够实现灯光的四种切换，可以使室内灯光的效果更加多样化，提升家居生活的品质。
这篇文章将会为大家解析四路彩灯控制器电路的工作原理。
1. 基本原理四路彩灯控制器可以控制四盏灯的亮灭，而其工作原理主要依靠三极管的放大作用和继电器的开合作用。
在电路中，通过对不同的引脚进行不同的接线方式，实现控制不同的开关状态，进而控制灯光的显示和隐藏。
2. 电路组成该电路由电源、电阻、电容、三极管、继电器和四个按键组成。
其中，电源提供电流和电压，将电能转换为光能，以此点亮灯光。
电阻的作用是限制电流的大小，保证电路的稳定性。
电容则可以平滑电源的波动，确保线路中的电压不会出现过大或者过小的情况。
三极管的放大作用是使电路的信号扩大，从而对接下来的元器件发挥更好的控制作用。
而继电器则是用于进行继电器的开闭功能，实现对灯光开闭状态的控制。
3. 电路控制原理当任意一个按键被按下，将会形成一条电流流动的通路，从而进入继电器和三极管的管脚，通过控制电路的导通和截止状态，实现控制灯光的状态。
当S1按键被按下，通路被打开，发生电流流动，当前路的继电器“K1”也被打开，电路中的灯光被点亮。
当S2按键被按下，通路被打开，发生电流流动，第二路的继电器“K2”被打开，电路中的对应灯光点亮，其他同理。
当S3按键被按下，通路被打开，发生电流流动，需要同时打开“K1”和“K3”继电器，从而实现第一路和第三路的灯光同时点亮的功能。
总之，通过不同按键组合的方式，可以达到四种灯光的控制变化，以满足家居生活的需要。
4. 总结综上所述，四路彩灯控制器的工作原理主要依靠三极管的放大和继电器的开合功能，实现对灯光开闭状态的控制。
通过不同按键的组合，可以实现不同的灯光显示效果，为家居生活提供更多的多样性。
这种电路使用简单，成本低廉，效果显著，可以广泛应用于家居、宾馆、餐厅等场所，是一种非常实用的电路装置。
最终版四路彩灯显示电路_数字逻辑_课程设计.doc
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。
为实现0Y 功能要求器件具有右移功能，为实现1Y 功能要求器件有左移功能；而且左、右移输入可为“0”也可为“1”；为实现2Y 功能，要求器件同时具有并行置数功能。
四路彩灯显示电路数字逻辑课程设计
四路彩灯显示电路数字逻辑课程设计CKBOOD was revised in the early morning of December 17, 2020.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。
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。
结合proteus实现4路8路彩灯—电路仿真实验
结合p r o t e u s实现4路8路彩灯—电路仿真实验(总6页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除结合proteus实现4路8路彩灯—电路仿真实验一、实验目的4路彩灯，结合proteus分别实现三个过程，构成一个循环共12秒，第一个过程要求4个灯依次点亮，共4秒。
第二过程要求4个灯依次熄灭，共4秒，先亮者后灭，最后4秒要求4个灯同时亮一下灭一下，共闪4下。
主要考察四位双向通用移位寄存器74LS194的灵活应用。
8路彩灯，我们用两片74HC194来完成八路彩灯电路的设计，要求可以和前面的例子一样，8个彩灯从左到右依次点亮，个1秒，共8秒；接下来8个灯从右到左依次熄灭，各1秒，共8秒；最后8个灯同时闪灭8次。
也是8秒；共24秒。
二、实验要求1、绘图必须规范、严谨，可以不拘一格，但要求仿真成功。
2、不得相互拷贝和抄袭，每个仿真电路图下面写上电路名称及自己的班级、学号姓名。
3、Proteus仿真图、相应的源程序（用到单片机的项目）、Word文档实训报告均以电子版形式上交。
三、仿真电路四路彩灯八路彩灯四、实验结果（调试）四路彩灯八路彩灯五、实训心得这次实训实现了四路彩灯，以及八路彩灯通过元件的逻辑功能实现了彩灯的依次点亮，四路彩灯要比八路彩灯简单，我们根据书上的四路彩灯的仿真图，但在仿真的时候出现了问题，要不是不亮，要么就是都亮，经过我们对电路的摸索，发现U5：C与U5；D在输出电信号时存在同时输出电信号，于是在U5；D前加了一个电阻，使其电信号减慢，仿真后实现了四路彩灯依据逻辑依次点亮。
八路彩灯就没有四路彩灯那样顺利了，我们先用两个74LS194来实现八路彩灯电路设计，但我们完成电路图后，但仿真并没有实现八路彩灯依据逻辑依次点亮。
我们想了很久，在反复调试后，最后我们在换用了74HC194后，虽然在前半部闪亮不符合逻辑，但后面的闪亮符合逻辑，还存在小小的瑕疵。
4路彩灯控制电路 论文
四路循环彩灯控制器摘要通过对数字电子技术课程所学的基础理论知识的认识、了解与掌握。
本设计将采用几个基本的数字集成的74系列（74LS93,74LS153,555）芯片来完成所需要的数字逻辑显示功能。
设计过程中，先进行单元电路的设计，再进行总体方案的设计，通过几个方案的对比，得出最佳方案来设计总电路图。
用中规模集成电路实现的彩灯控制电路主要用计数器，触发器，数据选择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，其特点用双色发光二极管，能发红色和绿色两色光。
一、设计任务与要求1、任务用数字集成器设计一款多路循环彩灯控制器，其中彩灯用发光二极管模拟2、基本要求彩灯控制器，能控制8路彩灯完成4种花样的循环变换：（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）彩灯4亮4灭，从左向右移动；（4）各路彩灯从左向右逐路全部点亮后，又从右向左逐路熄灭二、所有使用的元件1.设计所需的元件：74LS93N（四位二进制加法计数器）----------------- 1个；74HC164N（单向移位寄存器） --------------------------1个；74HC153（双4选1数据选择器）------------------1个；74LS74（双D触发器）--------------------------1个；双色发光二极管--------------------------------------- 8个；NPN型三极管（9013）---------------------------------8个555定时器-----------------------------------2个；电容：0.01μf（涤纶电容）----------------------------------2个；0.1μf（电解电容）---------------------------------2个；电阻：1kΩ---------------------------------- 8个；510Ω-------------------------------8个；30kΩ---------------------------------2个；2MΩ-------------------------------1个；1MΩ---------------------------------1个；（粗调）电位器：2M---------------------------------1个1M---------------------------------1个万能板一个；万用表一个；导线若干；三、方案设计与单元设计近年来，由于中，大规模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。
四路优先简易抢答器设计
四路优先简易抢答器设计1．设计目的（1）掌握用门电路和计数显示芯片完成四路抢答器的设计方法。
（2）对设计的数字电路进行仿真和调试。
2．设计任务四路优先简易抢答器，是通过逻辑电路判断哪一个预定状态优先发生的一个装置，具体要求如下：（1）4个S1、S2、S3、S4为抢答输入开关，一个控制开关S5，LED数码管为抢答成功显示。
（2）在按下控制开关S5时，再按下S1、S2、S3、S4是处于无效的状态；以及在无人按下抢答开关时的状态，这两种情况下LED数码管显示均为字符“5”。
（3）开关S1、S2、S3、S4中有一个按下时，对应LED数码管显示出相应的数字“1”、“2”、“3”、“4”，并且被锁存起来，而其他的开关再按则无效。
（4）按下控制开关S5时，电路恢复为等待抢答状态，S5开关复位时准备下一次抢答。
（5）信号发生器产生的时基信号CP周期，应大于一次手动触键开关后的抖动时间，否则抢答器就不能锁定。
3．设计要求（1）合理的设计硬件电路，说明工作原理及设计过程，画出相关的电路原理图（运用Multisim电路仿真软件）；（2）选择常用的电器元件（说明电器元件选择的过程和依据）；(3) 对电路进行局部或整体仿真分析；（4）按照规范要求，按时提交课程设计报告（打印或手写），并完成相应答辩。
4．参考资料（l）李立主编. 电工学实验指导. 北京：高等教育出版社，2005（2）高吉祥主编.电子技术基础实验与课程设计. 北京：电子工业出版社，2004 （3）谢云，等编著.现代电子技术实践课程指导.北京：机械工业出版社，2003四路优先抢答器设计报告目录一、任务设计与要求 (4)二、设计方案与论证 (5)二、电路设计计算与分析 (6)3.1555定时器 (6)3.1.1 555定时器构成的多谐振荡器 (9)3.2 8线—3线优先编码器74LS148集成电路芯片 (11)3.3 四D触发器74LS175 (15)3.4 关于竞争现象 (17)3.5整体仿真 (21)四、总结与心得 (22)五、附录 (24)六、参考文献 (25)一、任务设计与要求四路优先简易抢答器，是通过逻辑电路判断哪一个预定状态优先发生的一个装置，具体要求如下：（1）4个S1、S2、S3、S4为抢答输入开关，一个控制开关S5，LED数码管为抢答成功显示。
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步集成计数器 74LS161，因其是
的计数器，并且有异步清零的功能，因此
采用反馈复位信号使清零输入端 为零的方法，可以使计数器在按自然态序计 数的过程中，跳过无效状态，构成 12 进制的计数器。
为完成要求，列出十二进制计数器的状态表，寻找清零是 态，表 为自然态序 12 进制计数器的状态表。
计数 N
四路彩灯状态显示 四路彩灯共有十二个状态，使用实验箱上的显示译码器可以显示 0~11 来表
示状态，由于一片 74LS161 为十二进制计数器，可以采用 74LS161 的输出
作为输入，输出为两片显示译码器的 入，可列真值表 。
的输
表 彩灯显示状态真值表
输入
数码管 1
输出
数码管 0
数码 数码 管1 管0
使用 74LS194 来控制四路彩灯的基本功能实现以及对电路进行的暂停保持和 继续功能由我的合作者宋浩宇完成。
实物连线由我们共同完成，图 为系统实物图。
图 系统实物照片
4 总结
通过四路彩灯电路的设计与实现，使我对芯片功能、一般组合逻辑电路和时 序逻辑的设计有了更深的认识，巩固了在此之前已在课堂和书本上学到有关知 识。
系统测试
在整个电路完成之后，进行的测试有： 进行仿真测试，检查电路逻辑是否存在问题，如存在问题，则修改；
将构成十二进制计数器的 74LS161(电路中 U1)的输出
连接实验箱上
的显示灯，检测输出是否为自然态序的十二进制计数，且正确循环，如不正常， 则重新检查反馈复位逻辑电路是否接错；
如 1 正常，将 74LS194 的输入
00000000000000
00010100000001
00100200000010
00110300000011
01000400000100
01010500000101
01100600000110
01110700000111
10000800001000
10010900001001
10101000010000
00 01 11 10 00 0 1 1 0 01 0 1 1 0 11 d d d d 10 0 1 1 0
可得 可得
用与门和非门实现此逻辑函数的逻辑图，如图 所示:
图 四路彩灯状态显示逻辑电路
系统物理结构设计
循环控制电路物理结构 由于需要产生两路控制频率，一路送至十二进制计数器，一路经逻辑电路送
用移位寄存器。它的功能如表 所示:
表 74LS194 功能表
功
输入
输出
能
CP
ABCD
清
除0
x x x x x xxxx0
0
0
0
保 持1
x x 0 x x xxxx
送
数1
1 1 ↑x x ABCDA
B
C
D
右1 移
1
0 1 ↑x 1 xxxx 1 0 1 ↑x 0 xxxx 0
左1
1 0 ↑1 x x xxx
生十二个循环的不同状态，和 U2 的 一起经过逻辑电路控制 74194 的
。
在前四个状态， 、 、
同时
，利用 1 右移来完成第一节
拍；接着四个状态， 、 、
同时
，利用 0 作移来完成第
二节拍；最后四个状态， 、 、 和
的频率是之前的二倍，
且 、B = 1、C = 1、D = 1，所以交替清零与置数，完成第三节拍。
基本电路设计完成之后，通过在 MultiSim 上进行仿真设计，重新检查电路并 进行修改，使我熟悉了电路的一般设计方法。
电路的实物连接过程中，通过查询芯片引脚图与功能表，并与实验箱进行连 接，因为整个线路连接之后十分复杂，而且连接完成之后必须对照引脚图才能分 析电路，所以在操作过程中必须小心谨慎。正确的电路设计和接线是整个电路正 常工作的前提，出错之后要保持耐心并认真检查电路。同时我认识到实际芯片引 脚与惯用表示的不同以及实际电路连接的复杂。
CLK x0 x 10 x1 1 x1 1 11
表 74161 功能真值表 输入
输出
ENP ENT A B C D
x x xxxx0000
x x ABCDA B C D
0 x xxxx
保持
x 0 xxxx
保持
1 1 xxxx
计数
状态显示电路物理结构
由显示电路的输入输出及逻辑函数：
、
、
、
、
、
、
、
，可知其物理电路需要两个数码管，
由设计要求出发可知彩灯的 3 个节拍可以用移位寄存器 74LS194 实现，通过
控制 S0 和 S1 实现 1 右移、0 左移、送数和通过控制 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 12s，故需要一个 12 进制的计数器控制循环。第三节拍时 要求 1s 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，
是否正常变化，如不正常，则检查
转换 74LS161 输出有 74LS194 输入的逻辑电路是否正确； 如果 2 正常，显示不正常，则检查 74LS194 芯片是否完好，功能是否正常； 检查扩展部分的逻辑电路连接是否完好，芯片功能是否正常。
系统最终电路图
最终电路图如图 所示：
图 最终电路图 整个电路利用左下 74161(以 U2 代替 )将脉冲分为两个频率，其中 的输出频率 是 的一倍，由左上 74161(以 U1 代替)利用反馈复位法构成十二进制计数器产
至移位寄存器，所以需要两片 74LS161；由于一片 74LS161 需采用反馈复位法构
成十二进制计数器，
，所以需要 74LS20 一片，74LS04 一片。
由分析可得所用器材表如下：
表 循环控制电路器材表
器材
数量
74LS161
2片
74LS20
1片
74LS04
1片
集成芯片 74LS161 是同步的可预置的 4 位二进制计数器，并具有异步清零功 能。表 是 74LS161 的功能真值表。
表 自然态序十二进制计数器状态表 输出
0
0
0
0
0
1
0
0
0
1
2
0
0
1
0
3
0
0
1
1
4
0
1
0
0
5
0
1
0
1
6
0
1
1
0
7
0
1
1
1
8
1
0
0
0
9
1
0
0
1
10
1
0
1
0
11
1
0
1
1
1
1
0
0
无效状态 1
1
0
1
1
1
1
0
1
1
1
1
的状
由表 可知，应用反馈复位法，可在
为 1100 时，使
从而达到异步清零的功能，跳过下面四个无效状态，则可得:
1
0
1
0
1
0
1
1
1
1
0
0
无效状态
1
1
0
1
1
1
1
0
1
1
1
1
完整系统电路物理结构
完整系统所用器材表如下：
表 完整系统电路器材表
器材
数量
数据逻辑实验箱
1台
74LS161
2片
74LS20
1片
74LS04
2片
74LS08
2片
74LS194
1片
74LS373
1片
74LS32
1片
74LS194 用于控制彩灯显示，74LS194 是典型的移位寄存器，它是四位双向通
哈尔滨工程大学
数字逻辑综合性实验设计报告
课程名称 题目名称 班级 学号 学生姓名 同组班级 同组学号 同组姓名
数字逻辑实验 四路彩灯显示系统逻辑电路设计
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： 第一路彩灯先点亮，然后依次点亮第二路、第三路、第四路； 第四路先灭，然后第三路、第二路、第一路依次灭； 四路彩灯均亮灭，共四次； 从 1)开始循环。
置零，
另外，
、ENT、ENP 接高电平，CLK 接脉冲。
图 即为利用反馈复位法设计的十二进制计数器的逻辑电路图。
图 自然态序十二进制计数器
同时需要为 74LS1161 用来分出两个频率，比如 的频率是 的二倍，则用 为十二进制计 数器提供脉冲， 经逻辑电路为 74LS194 提供脉冲。
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 错误!未定义书签。
基本功能要求 错误!未定义书签。 创新拓展功能 错误!未定义书签。 设计原理 错误!未定义书签。 系统逻辑结构设计 错误!未定义书签。 循环控制电路 错误!未定义书签。 四路彩灯状态显示 错误!未定义书签。 系统物理结构设计 错误!未定义书签。 循环控制电路物理结构 错误!未定义书签。 状态显示电路物理结构 错误!未定义书签。 完整系统电路物理结构 错误!未定义书签。 3 系统实现 错误!未定义书签。 系统实现过程 错误!未定义书签。 系统测试 错误!未定义书签。 系统最终电路图 错误!未定义书签。 系统团队分工 错误!未定义书签。 4 总结 错误!未定义书签。 参考文献 错误!未定义书签。