电子技术实验四路彩灯
彩灯控制器设计及实验报告三篇
彩灯控制器设计及实验报告三篇篇一：多路彩灯控制器的设计一课程设计题目（与实习目的）（1）题目：多路彩灯控制器（2）实习目的：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。
5．作为课程实验与毕业设计的过度，课程设计为两者提供了一个桥梁。
二任务和要求实现彩灯控制的方法很多，如EPROM编程、RAM编程、单板机、单片机等，都可以组成大型彩灯控制系统。
因为本次实习要求设计的彩灯路数较少，且花型变换较为简单，故采用移位寄存器型彩灯控制电路。
（1）彩灯控制器设计要求设计一个8路移存型彩灯控制器，要求：1.彩灯实现快慢两种节拍的变换；2.8路彩灯能演示三种花型（花型自拟）；3.彩灯用发光二极管LED模拟；4.选做：用EPROM实现8路彩灯控制器，要求同上面的三点。
（2）课程设计的总体要求1．设计电路实现题目要求；2．电路在功能相当的情况下设计越简单越好；3.注意布线，要直角连接，选最短路径，不要相互交叉；4.注意用电安全，所加电压不能太高，以免烧坏芯片和面包板。
三总体方案的选择（1）总体方案的设计针对题目设计要求，经过分析与思考，拟定以下二种方案：方案一：总体电路共分三大块。
第一块实现花型的演示；第二块实现花型的控制及节拍控制；第三块实现时钟信号的产生。
主体框图如下：方案二：在方案一的基础上将整体电路分为四块。
第一块实现花型的演示；第二块实现花型的控制；第三块实现节拍控制；第四块实现时钟信号的产生。
并在部分电路的设计上与方案一采用了完全不同的方法，如花型的控制。
主体框图如下：（2）总体方案的选择方案一与方案二最大的不同就在，前者将花型控制与节拍控制两种功能融合在一起，是考虑到只要计数器就可以实现其全部功能的原因，且原理相对简单。
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。
四路彩灯报告
电子技术课程设计报告设计名称：四路彩灯姓名学号：秦江 *********同实验者：安煜 021212215指导老师：***完成学期： 2013-14（二）一．目的意义及原理本次课题设计的目的是：1.共有四个彩灯，分别实现三个过程，构成一个循共12秒；2.第一个过程要求四个彩灯依次点亮，共4秒；3.第二个过程要求四个彩灯依次熄灭，共4秒，先亮者先灭；4.最后四秒要求四个灯同时亮一下灭一下，共闪4下。
四路彩灯采用的是四位双向通用位移存储器74LS194，将四路彩灯接在Q0到Q4上，SR稳定接高电平，SL稳定接低点位，而DO到D3接周期为1秒的方波信号。
CLK的信号频率为2Hz，这样才可以在D0到D3的一个周期内出现CLK的两个上升沿，Q0到Q3分别读到1和0 各一次，如图一。
图一 1Hz和2Hz方波信号即正确的时钟信号在整个12秒的时间应该是前8秒为1Hz的频率，后4秒变为2Hz的频率，因此用555定时器产生2Hz的方波信号，再用D触发器分频产生1Hz的方波信号，如图二。
图二 1Hz和2Hz方波信号原理图再来确定S1S0的信号，四种工作方式种剔除第一种S1S0为00的情况，那么S1S0应按01、10、11的顺序循环，可设为一个同步计数器，时钟周期为4秒，共三个状态。
图三四路彩灯原理图二．Proteus仿真过程1.元件清单原件名称型号数量原件名称型号数量电阻510K 2个集成芯片74LS194 1个电阻100K 2个集成芯片74LS00 3个电阻330 4个集成芯片74LS04 1个普通电容0.47μF 1个集成芯片74LS74 3个普通电容0.01μF 1个集成芯片NE555 1个二极管1N194 1个开关SW-SPTD 1个1）电源统一使用稳压源输出电压。
2）电阻阻值有一些微小变化，以元件中现有的相近阻值替代。
2.电路仿真过程和运行结果在Proteus中画出用555产生的1Hz和2Hz方波信号仿真图，如下图所示：图四 555产生的1Hz和2Hz方波信号仿真图在Proteus中画出四路彩灯仿真图，点击运行，灯泡变亮。
四路彩灯显示电路
* * * * 大学课程设计课程名称：数字电子技术课程设计课题名称：四路彩灯显示实验专业班级：姓名：学号：指导教师:201*年*月*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）开机后可自动从初始状态按规定程序循环演示。
（2）彩灯花型由3个节拍组成：第1节拍：四路彩灯从左向右逐次渐亮，灯亮时间1s，共用4s；第2节拍：四路彩灯从右向左逐次渐灭，也需4s；第3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，三个节拍完成一个循环（3）彩灯用发光二级管（LED）模拟2. 设计分析四路彩灯就是有四路输出，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，用四个发光二极管代替四个彩灯,设电路的输出依次为d Q、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的输出显示真值表如下表1所示。
电路选用同步十六进制计数器74161实现模12分频及节拍控制，用4位双向移位寄存器74194实现彩灯的渐亮、渐灭功能。
74LS00 1个、74LS04 1个、74LS10 1个、74LS32 2个、74LS161 1个、74LS194 1个、5V 电压源 1个、探灯4个。
表1 四路彩灯输出显示由上表可知，需要选用模12的计数器作为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。
模12计数器可以用74L161（当然在实际操作中可以用74L163代替，因为163 的引脚排列和161相同）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。
电子技术实验四路彩灯
《电子技术实验》四路彩灯显示电路设计报告年级学院：2014级工程学院专业班级：电气类1班姓名：***学号：************指导老师：***目录一、课程设计内容与要求分析1.1实验目的 (3)1.2实验内容 (3)二、设计总思路2.1 基本原理 (3)2.2实验流程图 (3)三、模块化设计3.1 555时基电路3.1.1555芯片结构及引脚图 (3)3.1.2555引脚功能表 (4)3.1.3555构成多谐振荡器 (4)3.1.4多谐振荡器参数计算 (5)3.2 74LS161脉冲分频电路3.2.174LS161芯片结构及引脚图 (5)3.2.274LS161功能表 (6)3.2.374LS161组成分频电路 (6)3.2.4 74LS161组成12进制循环计数器 (6)3.3 74LS194时间控制电路3.3.174LS194芯片结构及引脚图 (7)3.3.274LS194功能表 (8)3.3.374LS194组成时间控制电路 (8)四、全局电路设计4.1 电路功能表 (9)4.2基于Multisim14.0的全局电路仿真 (10)五、电路调试及仿真结果分析5.1电路调试的仪器 (10)5.2 电路故障及分析5.2.1 彩灯无法点亮 (10)5.2.2 彩灯闪烁功能缺失 (11)5.2.3 彩灯无规律闪烁 (11)六、课程设计总结 (11)七、参考文献 (11)八、附录：元器件清单 (12)一、课程设计内容与要求分析1.1实验目的：1、了解电子电路设计的过程2、掌握电子线路的调试方法3、系统掌握时序电路的设计与调试1.2实验内容：要求开机后彩灯按四个节拍循环工作1、Q1、Q2、Q3、Q4依次为1，相应灯依次亮，间隔为1秒2、Q4、Q3、Q2、Q1依次为0，相应灯依次灭，间隔为1秒3、Q1、Q2、Q3、Q4同时为1，四灯同时亮，间隔为0.5秒4、Q1、Q2、Q3、Q4同时为0，四灯同时灭，间隔为0.5秒5、第（3）和（4）过程重复，共4秒。
四路彩灯显示系统逻辑电路设计
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
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。
电子工艺实验报告(四路彩灯)教材
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。
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。
数字电路逻辑设计4路彩灯课程设计
太原理工大学现代科技学院数字电路逻辑设计课程设计设计名称4路彩灯显示系统专业班级信息13-1班学号**********姓名0指导教师张文爱太原理工大学现代科技学院课程设计任务书注：课程设计完成后，学生提交的归档文件应按，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）专业班级信息13-1班学号2013100 姓名0 成绩设计名称：四路彩灯显示系统一、设计目的（1）熟悉常用中规模计数器的逻辑功能。
（2）掌握计数、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，要求：（1）开机后可自动从初始状态按规定程序进行循环演示。
（2）彩灯花型由三个节拍组成。
（3）第一节拍：逐次渐亮，灯亮时间1秒，共用4秒钟。
（4）第一节拍：四路彩灯按逆序渐灭，也需4秒钟。
（5）第三节拍：四路彩灯同时亮0.5秒，然后同时变暗0.5秒，要进行四次，所需时间也为4秒，三个节拍完成一个循环。
（6）彩灯用发光二极管(LED)模拟。
三、设计原理(1)实验灯光变换效果如下图：0~1s1~2s2~3s 3~4s6~7s 5~6s 4~5s 8~8.5s 8.5~9s 9~9.5s 9.5~10s11.5~12s 11~11.5s 10.5~11s 10~10.5s ……………………………………装………………………………………订…………………………………………线………………………………………4路彩灯显示系统框图（2）因为系统要经历3个节拍，然后一直循环，灯光还要有相应的变化，所以需要一个实现节拍计数器，12个变化一循环所以可以采用74LS161来实现，实现计数之后，相应的灯光也要发生变化，逐渐变亮和逐渐变暗可以通过一个移位寄存器来实现，假设灯亮为1，则需要经历0000->1000->1100->1110->1111->1110-> 1100->1000->0000这个过程，可以使用74LS194的左移入0功能和右移入1功能来实现。
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。
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。
四路彩灯显示系统逻辑电路设计
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；。
四路彩灯设计实验报告
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：2013.06.09肇庆学院计算机学院软件学院目录第一章课程设计内容与要求分析 ................................................................................................... - 3 -1．1任务与要求 (3)1．2设计要求 (3)1．3主要设计条件 (3)第二章设计总思路........................................................................................................................... - 4 -2．1基本原理 (4)2．2框图 (4)第三章单元电路设计......................................................................................................................... - 5 -3．1时钟脉冲产生电路 (5)3．1．1....................................................................................................................................... - 5 -3．1．2具体实现...................................................................................................................... - 5 -3．2循环控制电路 (6)3．2．1....................................................................................................................................... - 6 -3．2．2....................................................................................................................................... - 6 -3．3彩灯花样输出电路.. (6)3．3．1运用到74LS194功能表.............................................................................................. - 6 -3．3．2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..................................................................................................................................... - 7 -第四章总电路设计......................................................................................................................... - 8 -第五章实验、调试及测试结果分析 ............................................................................................... - 8 -5．1结果的调试及分析 (8)5．2调试中出现的故障、原因及排除方法 (9)5．2．1彩灯只有一种花样变化，没有其它的花样：.......................................................... - 9 -5．2．2彩灯无规律变化：...................................................................................................... - 9 -5．2．3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：..................................................................................................................................................... - 9 -第六章课程设计总结..................................................................................................................... - 10 -参考文献........................................................................................................................................... - 10 -附录................................................................................................................................................... - 10 -第一章课程设计内容与要求分析1．1 任务与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。
数电课程设计四路彩灯
一﹑设计总体思路和设计原理（1）设计总体思路据任务书要求，彩灯显示要分为三个节拍在第一节拍时，从左边第一个彩灯到第四个彩灯依次亮起，即四路输出Q1至Q4依次为1。
在第二个节拍里，彩灯从右至左依次熄灭，即四路输出Q4至Q1依次为0。
第三个节拍时四彩灯同亮同暗两次，即彩灯同时输出“1”﹑“0”两次。
根据其亮灭持续时间为1秒的要求，可以确定需要一个脉冲发生器，并要求其周期为1s，即频率为1Hz。
（2）设计原理题目要求三个节拍，设计为一个分频器和一个计数器单元。
则按照要求设计为计数器计三次数一循环。
即计数器计三次数，每次为四秒，然后计数器清零循环。
于是设计为一个分频器，使用74LS161对秒脉冲进行四分频，然后输入到计数器中。
而计数器同样使用74LS161，其初始值为0。
那么从分频器中来到第三个脉冲时对计数器清零。
即计数器的循环计的数为0000B、0001B、0010B。
使用到的器件为：两片74LS161和一个反相器。
其次，对于位移器按照题目要求：在第一节拍时，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，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，闪亮两次。
首先向右移，并且一直向右移1。
然后是向左移，同理一直向左移1。
最后要求值四次数，值数D0~D3分为1111、0000、1111、0000。
值数的间隔为一秒。
根据要求，采用74LS194作为位移器。
第一节拍时，右移：S0和S1分别接入1和0。
第二节拍时，左移：S0和S1分别接入0和1。
第三节拍时，值数S0和S1分别接入1和1。
而在计数器上对应输出的数分别为00、01、10。
根据提供器件和要求，则用一些门电路组成一个计数器输出数的加1的加法器。
使用到器件为：一片74LS194、一个与门、一个或门和一反向器。
最后是彩灯部分根据题目要求和位移器74LS194的输出特征，将用四个彩灯共阴极的连接方式。
阳极分别连接74LS194的输出端Q0、Q1、Q2、Q3。
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电子技术实验四路彩灯 Prepared on 22 November 2020
《电子技术实验》四路彩灯显示电路设计报告
年级学院：2014级工程学院
专业班级：电气类1班
姓名：周文青
学号：
指导老师：薛秀云
目录
一、课程设计内容与要求分析
1.1实验目
的………………………………………………………………………………………
(3)
1.2实验内
容………………………………………………………………………………………
………3二、设计总思路
基本原理……………………………………………………………………………………………
....3实验流程图 (3)
三、模块化设计
555时基电路
555芯片结构及引脚图 (3)
555引脚功能表 (4)
555构成多谐振荡器 (4)
多谐振荡器参数计算 (5)
74LS161脉冲分频电路
74L S161芯片结构及引脚图 (5)
74L S161功能表 (6)
74L S161组成分频电路 (6)
74LS161组成12进制循环计数器 (6)
74LS194时间控制电路
74L S194芯片结构及引脚图 (7)
74L S194功能表 (8)
3.3.374L S194组成时间控制电
路 (8)
四、全局电路设计
电路功能表……………………………………………………………………………..……………
…9
基于的全局电路仿真 (10)
五、电路调试及仿真结果分析
电路调试的仪器 (10)
电路故障及分析
彩灯无法点亮 (10)
彩灯闪烁功能缺失 (11)
彩灯无规律闪烁 (11)
六、课程设计总结 (11)
七、参考文献..................................................................................................................11八、附录：元器件清单. (12)
一、课程设计内容与要求分析
1.1实验目的：
1、了解电子电路设计的过程
2、掌握电子线路的调试方法
3、系统掌握时序电路的设计与调试
1.2实验内容：
要求开机后彩灯按四个节拍循环工作
1、Q
1、Q
2
、Q
3
、Q
4
依次为1，相应灯依次亮，间隔为1秒
2、Q
4、Q
3
、Q
2
、Q
1
依次为0，相应灯依次灭，间隔为1秒
3、Q
1、Q
2
、Q
3
、Q
4
同时为1，四灯同时亮，间隔为秒
4、Q
1、Q
2
、Q
3
、Q
4
同时为0，四灯同时灭，间隔为秒
5、第（3）和（4）过程重复，共4秒。
完成一个循环需要12秒。
二、设计总思路
、基本原理：
由实验要求可知该四路彩灯的状态可以合并为3个节拍，其中脉冲信号由555构成的多谐振荡器产生，3个节拍12秒循环显示可以用74LS161思维二进制加计数器
控制CR或LOAD产生反馈清零的效果；而灯依次亮，依次灭和同时亮同时灭的显示
电路可由芯片74LS194双向移位寄存器构成的电路产生，通过控制
S和1S实现右移、左移和送数，通过控制CR控制清零
、实验流程图
三、模块化设计
、 555时基电路
555芯片结构及引脚图
555构成多谐振荡器
多谐振荡器参数计算
多谐振荡器输出高电平的时间：
输出低电平的时间：
振荡周期：
在这个实验中需要用到1Hz和2Hz的频率源，就选择4Hz作为时基电路的产生频率，
由1
f
T 可得到频率f和
A B
R R C
、、的关系，这里选择的元件参数是=2k
A
R，=10k
B
R
的电位器，调至7.2k，电容22
C uF.
74LS161脉冲分频电路
74LS161芯片结构及引脚图
74LS161功能表
74LS161组成分频电路
74LS161组成12进制循环计数器 74LS194时间控制电路
74LS194芯片结构及引脚图
74LS194功能表
时序图：
74LS194组成时间控制电路四、全局电路设计
电路功能表
由功能表写出相应的逻辑表达式： 74LS194的CLR 端：D D Q A Q 74LS194的CLK 端：()D D D
A Q
B Q Q
注意：上面式子中A ，B 是74LS161分频电路的A,B 输出端，C Q ,D Q 是74LS161组
成的12进制循环计数电路的C 、D 输出端
基于的全局电路仿真
五、电路调试及仿真结果分析
电路调试的仪器
数字万用表，直流稳压电源，示波器，函数信号发生器 电路故障及分析
彩灯无法点亮
检查时基电路有没有正确产生相应的频率，元件参数是否调制正确；检查芯片电源是否接通，否则芯片无法工作。
彩灯闪烁功能缺失
在调试中发现彩灯的左移功能没有实现，经过排查发现芯片74LS194的
S和L S的
R
连接发生错误，由74LS194的功能表可以看出要
S接低电平，R S接高电平才能实现右
L
移逐渐点亮彩灯，左移逐渐熄灭彩灯的效果
彩灯无规律闪烁
检查芯片74LLS194的CLK CLR
、端口是否正确连接上逻辑元件，不然有可能造成时序上的错乱从而没有预想效果。
六、课程设计总结
设计电路最重要的是思路要清晰，一旦有了自己的思路就应该有层次有条理的探索下去，只要坚持自己的观点和判断，就一定能实现，即便最后发现走进了死胡同，但是探索设想与求证的过程却是通往另一条道路必不可少的环节。
在完成这次设计的过程中，我也有参考相关的设计课题，甚至还花了很长的时间去弄清楚别人的设计，以至于后来被束缚住，对自己的设计没有了头绪。
学习吸收别人的长处是应该的，但是不能完全沉浸进去，要有自己的思路和观点，并且努力去实现。
在完成设计的过程中自己不断解决了一个个的难题，要通向最后的成功，绝不会一蹴而就，做事要踏实，实事求是，不能好高骛远。
在电路接线过程中，也出现了很多问题，问题多并不可怕，可怕的是在反复的受挫中没有革新，不能改进自己的方法和思路。
在连线中遇到了连线后没得到想要的结果。
但是在一步一步的查线、查芯片后，终于实现想要的结果。
通过这次课程设计，我对电子技术中的诸多知识有了更深层次的理解，也初步学会了如何将理论知识有机地与实际结合加以运用。
这是一次受益匪浅的电子课程设计实验。
七、参考文献
1、康华光主编.电子技术基础（第四版）.北京：高等教育出版社，1998
2、阎石主编.数字电子技术基础（第四版）.北京：高等教育出版社，1998
3、童诗白主编.模拟电子技术基础。
第2版.北京：高等教育出版社，1998
4、欧阳星明主编.数字逻辑。
第二版。
武汉：华中科技大学出版社，2005
5、白静.数字电路与逻辑设计西安电子科技大学出版社，2009.
6、中文维基百科
7、百度文库
八、元器件清单
芯片引脚图：74LS32:
74LS04:
74LS00：
74LS08：
74LS194：74LS161：555：。