数字电子技术课程设计表格(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1班

姓名：孙叶林陶轮汪宏俊汪义涛王安亚王亮亮王劲松王向阳魏伟指导教师：周旭胜

电气工程学院

2013年6月02日

1、任务书

四花样彩灯控制器

摘要

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。优易LED全彩灯光控制系统由Color Edit编辑软件、主控制器、分控制器和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。

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，时钟脉冲控制模十六计数器和移位寄存器，分频计数器的Qd控制双D触发器。而第二种方案：用两个555来产生时钟脉冲，通过试验可知这回导致数据选择器输出的两种码第一种方案：由一个555构成时钟电路，由模十六计数器构成四种码产生电之间的间隔与彩灯每一种状态持续的时间不成整数倍，使彩灯的一种花样完成后并没有进入另一种状态，当进入另一种状态时上一种状态的多余码进入下一个状态，故出现了混乱的状态。而且比所采用的设计方案多出了一个555芯片。在工程成本上就相应地增加了经费，工程上不可取，非最佳设计方案。因此选择方案一。

关键字LED 555定时器

目录

第一章概述 (4)

1.1 前言背景 (4)

1.2 设计目的及要求 (4)

第二章系统组成及工作原理................................................................... 错误！未定义书签。

2.1 原理框图 (5)

2.2 系统工作原理 (5)

2.3 方案比较 (6)

第三章单元电路设计与计算 (7)

3.1 时钟脉冲产生电路 (7)

3.2 四种码产生电路 (7)

3.3 彩灯开关电路 (10)

3.4 花样输出电路 (11)

3.5 整体电路设计 (11)

第四章调试及测试结果分析 (12)

4.1 结果的调试及分析 (12)

第五章总结 (14)

参考文献 (14)

附录1 花样彩灯控制器原理总图 (15)

附录二各芯片管脚图 (16)

附录三元器件清单 (17)

答辩记录及评分表 (18)

第一章概述

1.1 前言背景

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。

四花样自动切换的彩灯控制器，其电路简单、取材容易，而且被广泛地应用与现实生活当中。例如用于店面装饰可以增加其美观，吸引更多顾客。

在经过了几天紧张的电路焊接和调试，期间还进行了部分方案的修改和改进，现已实现了课程设计的主要任务和具体要求。

1.2 设计目的及要求

(一) 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

（二）基本要求：设计一四花样自动切换的彩灯控制器，要求实现如下

(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）主要参考芯片：

555,74LS161，74LS74,74LS153,74LS164,74LS86

第二章系统组成及工作原理

2.1 原理框图

系统可由四个模块组成：四种码产生电路、开关电路、数据输出、时钟电路。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。参考框图如图2-1所示：

图2-1参考框图

由一个555构成时钟电路，由模十六计数器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，时钟脉冲控制模十六计数器和移位寄存器，分频计数器的Qd控制双D触发器。

2.2 系统工作原理

1、从多谐振荡器(555)出来的脉冲信号作为计数脉冲送到模十六计数器（74LS161）和移位寄存器（74LS164）；双D触发器（74LS74）的脉冲信号由74LS161的Qd提供。

2、分频计数器、双D触发器、数据选择器共同组成一个电子开关，控制四种花色的输出及循环。

3、由要求（1）到（4）可选输出状态位为8位(则选择74LS164来实现右移)

a、彩灯一亮一灭,从左向右移动：实现这一要求需使输出状态为‘10101010’，其周期位为2位。

b、彩灯两亮两灭，从左向右移动：实现这一要求需使输出状态为‘11001100’，