多路彩灯控制器的设计
数字电路多路彩灯课程设计
西安邮电学院电子设计报告书——多路彩灯控制器学院名称：学生姓名：专业名称：班级：实习时间：多路彩灯控制器二．课程设计目的1.复习数字电路知识，学会将数电理论用于实际电路中去；2.认识常用逻辑器件，并学会使用这些芯片设计简单数字电路；3.学会使用面包板测试设计好的逻辑电路，并使用万用表进行调试排错；4.培养合作精神与独立完成电路的能力，初步学会自主设计、连接、调试数字电路。
三．多路彩灯控制器设计实现要求在实验板上构建一个多路彩灯控制器，要求： 1.实现快慢两种节拍的变换；2.至少控制8路彩灯信号，产生3种以上的花型变换；3.彩灯用发光二极管代替；4.花型由设计者自行确定。
四．课程设计总要求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。
五. 使用元器件1.设计所需的元件有： 器件名称 功能描述 数量 用途 74LS00P 2输入端四与非门 1个 花型节拍条件判决 74LS04P 六反相器 1个 花型节拍条件判决控制、时钟延迟 74LS151N 8选1数据选择器 1个 花型转移的部分控制 74LS74AN 正触发双D 触发器 1个 第二种花型的条件移位输入控制 74LS194AN 四位双向通用移位寄存器 2个 彩灯花型控制74LS161AP 可予制四位二进制异步清除计数器2个 节拍产生器EN555A 555定时器 1个 1Hz 时钟脉冲信号产生器 电阻150K Ω 150K Ω电阻器 1个 电阻4.7K Ω 4.7K Ω电阻器 1个 电容 4.7μf 4.7μf 电容器 1个 电容0.01μf 0.01μf 电容器 1个 电阻100Ω 100Ω电阻器 3个 LED 灯用限流电阻 发光二极管 发光二极管 10个 表示八路彩灯、显示时钟信号 导线 纯铜导线 若干 连接电路 面包板 面包板 1块 作为连接电路的基板总体电路共分三大块。
数字电路课程设计报告---多路彩灯控制器
数字逻辑课程设计报告——多路彩灯控制器学院名称：计算机学院学生姓名：罗婧专业名称：计算机科学与技术班级：计科1004实习时间：2012年6月4日——2012年6月15日多路彩灯控制器的设计一．课程设计题目（一）题目：多路彩灯控制器（二）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的功能和应用，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．数点课程实验是大学中为我们提供的唯一一次动手实践的机会，增强动手实践的能力。
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，基本要求：1. 8路彩灯能演示至少三种花型（花型自拟）；2. 彩灯用发光二极管LED模拟；3. 选做：实现快慢两种节拍的变换。
（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，拟定以下方案：方案：总体电路共分三大块。
第一块实现时钟信号的产生；第二块实现花型控制电路；第三块实现花型演示电路。
主体框图如下：根据所提供的实验器材各模块总体思路如下：时钟信号CP电路：参见高等教育出版社王淑银主编的《数字电路与逻辑设计》课本P404图10-3-6（a）;花型控制电路：由两片161 4位二进制同步计数器和一些与非门共同完成；花型演示电路：由两片194 双向移位寄存器完成（可左移右移完成花型变化（2）总体方案的选择将整个设计电路的功能模块化，设计思想比较简单。
多路彩灯控制器课程设计
物理与电气工程学院课程设计报告多路彩灯控制器姓名 ** ** 学号 *********班级电气工程及其自动化1班年级 2011级指导教师李 ***成绩日期 2013.4.8摘要八路循环彩灯控制器整体电路由三部分组成：脉冲发生电路、移位寄存器、控制电路。
其中用时钟脉冲来启动电路，使其发出不同的频率产生不一样的脉冲，控制发光二极管，使电路更好的工作。
主要采用 74LS194 芯片接成扭环形结构的移位器来实现，最后做到两种花型的彩灯循环控制。
一、实验目的：根据知识掌握情况和兴趣选择题目，给出功能设计方案，插接、调试电路，完成要求的任务，达到巩固和应用“电子技术基础”和“数字电路与逻辑设计”课程基本理论和方法，初步掌握模拟与数字电路系统设计基本方法的目的。
二、实验要求：设计一个4路移存型彩灯控制器，彩灯用发光二极管LED模拟，具体要求如下：1、能演示三种花型，花型自拟。
2、选作：彩灯明暗变换节拍为1.0s和0.5s，两种节拍交替运行。
三、实验元件：555定时器 1个74194 2个74161 2个7404 2个电阻150kΩ 1个电阻4.7KΩ 1个电阻20Ω 8个电容4.7uF 1个电容0.1 uF 1个四、总体方案的设计：经过分析问题及初步的整体思考，设计方案如下：需要实际时钟产生电路，循环控制电路和彩灯左右移，及全亮全灭输出电路。
时钟脉冲产生电路由脉冲发生器产生连续的脉冲。
循环电路采用74LS161 ，74LS194实现彩灯的循环控制。
具体主要通过两片双向移位寄存器74LS194 来实现彩灯电路控制，通过脉冲发生器来产生连续时钟信号的输入，由74LS161计数器来控制信号的移动方向，实现左移，右移及亮灭的功能。
总体电路原理图如下：五、单元电路的设计：花型演示电路花型控制节拍控制电路花型控制节拍控制电路1、时钟信号一片555加上电容及电阻实现电容：4.7μf 0.01μf电阻：150 kΩ 4.7 kΩ输出高电平时间T=(R1+R2)Cln2输出低电平时间T=R2Cln2振荡周期T=(R1+2R2)Cln2输出方波的占空比为根据本次设计使用的R1，R2（R1=150k，R2=4.7k）值，计算出振荡周期0.5s2 花型控制信号电路由一片74LS161（两种花型每种显示一遍）计数器。
EDA课程设计--多路彩灯控制设计
EDA课程设计--多路彩灯控制设计
项目简介：
本项目基于EDA工具（例如Altium Designer），设计实现了一种多路彩灯控制器。
该控制器可以控制多个LED灯的颜色和亮度，并可以通过外部输入信号进行控制。
项目要求：
- 实现8路彩灯控制，并且可以通过外部控制进行选择控制的灯数量。
- 支持控制彩灯的颜色和亮度。
- 支持外部输入信号，例如红外、蓝牙等。
- 设计具有过压、过流保护电路。
项目实现：
1. 硬件设计
- 选用STM32F030C8T6为控制器，实现外部输入信号检测、灯控制等功能
- 使用MAX7219为LED驱动芯片，支持SPI通信
- 具有功率PWM控制电路，用于调节彩灯的亮度
- 设有保护电路（包括过压、过流保护等）。
2. PCB设计
- 完成原理图设计，并将原理图转化为PCB设计
- 完成DSP设计、电源电路设计、外部输入检测电路设计、LED灯的连接及布局设计
- 设计阻止过压、过流电路，并进行分析和仿真，确保电路设计的可靠性和稳定性。
3. 程序设计
- 根据硬件设计，编写STM32程序，实现控制LED灯的亮度和颜色、接收和处理外部输入信号等功能
- 设计简单友好的用户界面，使得用户可以方便地选择和改变亮度和颜色控制方式。
4. 调试测试
- 在完成硬件设计、PCB设计、程序设计后，进行完整的测试来验证控制器的功能。
- 对控制器进行验证测试，确保它能稳定地运行，并且能够处理外部输入信号、选择和控制指定的彩灯。
课程设计报告—多路彩灯控制器
课程设计报告—多路彩灯控制器一、项目介绍多路彩灯控制器是一款具有多种颜色控制功能的控制器，可以实现多种灯光图案的显示。
它的主要功能是控制多脚灯泡的变化和状态，使其产生不同颜色的灯光，构成不同的图案或者变换模式。
二、主要功能1.控制部件：该控制器采用通用数字微处理器作为控制元件，它可以控制多种灯光，包括白色、红色、绿色和蓝色等，还可以同时控制多个LED，实现不同灯光图案的显示。
2.控制算法：在算法上，多路彩灯控制器采用“时序控制”算法，它可以控制灯泡在某一秒内的时间序列，从而实现不同图案的表现效果。
3.连接部件：它还具有外界输入部件，可以连接电脑，便于使用者设计和控制灯光图案，也可以更改和重置控制器，以设计新的灯光图案。
三、困难点1.多灯光多变显示：多路灯光的多变显示要求控制器具有良好的时序管理能力，以及良好的判断力，能够实时根据外部特征环境、光源特性等，控制灯泡成某种特定的灯光图案。
2.多模式控制：多模式控制要求控制器具有嵌入式内部控制算法，以实现不同的相关控制功能。
3.可视化编程：多模式控制还要求可视化编程，使用者可以通过可视化编程界面来设计灯光图案。
四、实现方案1.硬件系统：由数字微处理器、多路输出控制器、LED灯光、外界输入部件（如按键、鼠标、USB 等）等组成。
2.控制软件：控制程序和用户界面设计，将硬件设计和实现，以及灯光显示软件结合起来，实现灯光图案的控制。
五、总结多路彩灯控制器的主要功能是控制灯泡在某一秒内的时序变化，以及实现多种灯光图案的显示。
它的实现方案主要由硬件系统、控制软件和外界输入组成，它的主要困难点包括多灯光多变显示、多模式控制和可视化编程等。
多路彩灯控制器课程设计FPGA CPLD
专业班级学号姓名成绩多路彩灯控制器一、实验目的1．通过实验初步了解EDA的作用。
2．.熟悉ISdesign EXPERT System软件的使用方法,使自己能更加熟练的操作. 增强自己实际动手能力,独立解决问题的能力.二、实验仪器计算机，EDA试验箱，ISdesign EXPERT System软件，下载线。
三、设计要求设计一个彩灯控制器，使彩灯（LED管）能连续发出6种以上不同的显示型式；具有六种花型循环变化，整个系统共有3个输入信号；控制彩灯节奏快慢的基准时钟信号CLK-IN，系统清零信号CLK，彩灯节奏快慢选择开关CHOSE_KEY;共有16个输出信号LED[15，0]分别用于控制十六路彩灯。
四、设计方案我们用VHDL语言设计了一个十六路彩灯控制器,六种花型循环变化,有清零开关,并且可以选择快慢两种节拍。
工作原理:整个系统共有三个输入信号CP、S和K,十六路输出信号。
时钟信号CP由外部输入到节拍发生器,节拍选择信号S先输入到控制器,再由控制器输出选择控制信号Y到节拍发生器,随时控制快慢节拍的转换。
节拍发生器产生的节拍信号分别输出到控制器、编码电路和驱动电路。
编码电路输出反馈信号给控制器,控制器输出信号控制编码电路的各个子模块交替工作,产生六种花型,再由驱动电路将信号输出到彩灯。
K为清零信号,由外部输入到控制器,K=0时,系统回到等待状态,彩灯全灭;K=1时,系统工作。
结构框图如图8-5所示。
五、源程序library IEEE;use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;use IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL;use IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;---- Uncomment the following library declaration if instantiating---- any Xilinx primitives in this code.--library UNISIM;--use UNISIM.VComponents.all;entity caideng is port( clk: in std_logic;clr: in std_logic;led: out std_logic_vector( 7 downto 0)); end caideng;architecture Behave of caideng is signal cnt: std_logic_vector( 3 downto 0);begin process(clr,clk) begin if clr='0' thencnt<="0000"; elsif clk'event and clk='1' thencnt<=cnt+1;end if;end process; process(cnt) begin case cnt iswhen "0000" => led<="11111111";when "0001" => led<="10101010"; when "0010" => led<="11001100"; when "0011" => led<="11110000"; when "0100" => led<="00110011"; when "0101" => led<="00001111"; when "0110" => led<="00000011";when "0111" => led<="00000000"; when "1000" => led<="01010101";when "1001" => led<="11111100"; when "1010" => led<="11110000";when "1011" => led<="11001100"; when "1100" => led<="00001111"; when "1101" => led<="00110011"; when "1110" => led<="01010101"; when "1111" => led<="00000000";when others => led<="11111111"; end case; end process; end Behave;六、仿真图1、综合图2、波形图波形分析从仿真波形图中可以看出，低电平为亮，高电平为灭。
多路彩灯控制器的设计（精选五篇）
多路彩灯控制器的设计（精选五篇）第一篇：多路彩灯控制器的设计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。
彩灯控制器设计：多路彩灯控制器的课程设计---技术篇
多路彩灯控制器内容摘要：彩灯控制器可以自动控制多路彩灯按不同的节拍循环显示各种灯光变换花型，可以以两种不同的频率分别显示几种不同的花型。
一、多路彩灯控制器的实际意义：本文介绍的这种彩灯控制器, 具有动感性能, 非常有趣。
由于采用集成电路制作, 工作稳定可靠, 制作容易, 具有实用价值, 可用于广告灯箱等二、设计内容及要求：1. 设计内容：本课题要求设计一台以两种不同的频率分别显示几种不同的花型的多路彩灯控制器。
2. 设计要求：彩灯控制器是以高低电平来控制彩灯的亮与灭。
如果以某种节拍按一定规律改变彩灯的输入电平值，控制才等的亮与灭，即可以按预定规律显示一定的花型。
因此彩灯控制电路需要一个能够按一定规律输出不同高低电平编码信号的编码发生器，同时还需要编码发生器所要求的时序信号和控制信号。
综上所述，彩灯控制器应该由定时电路、控制电路、编码发生器电路以及驱动电路组成。
三、电路工作原理：定时电路产生两种不同的快慢节拍，用来以两种不同频率的节拍显示彩灯的花型，其中振荡器采用简单易行的555振荡器来实现，555所产生的信号经过两片161级联之后进行分频，其中第一次产生快慢节拍的分频由D触发器实现。
信号经过分频之后经过控制电路来实现花型的变化，编码发生器产生编码后控制灯的亮与灭来实现多路彩灯的花型。
该控制器共控制8路彩灯，花型要求不多，故采用移位寄存器来组成彩灯控制电路。
四、系统需要的元器件7400 1片7404 1片7408 1片7420 1片7232 1片7474 1片74139 1片74161 2片74194 2片555定时器 1片发光二极管绿色和红色4个电容0.01uf和4.7uf各一电阻5.1K和150K各一,220欧姆1个五、选定系统设计方案，画出系统框图多路彩灯控制器系统框图如下所示：其中定时器由555振荡器及少量电阻、电容构成，产生的脉冲经过D触发器及门电路组成的快慢节拍分频电路，产生在不同的时间段频率不相同的两种脉冲。
第2章_多路彩灯控制器的设计与分析教材教学课件
第2章 多路彩灯控制器的设计与分析
-- 当CHOSE_KEY="1"时产生基准时钟频率的1/4的时钟信 号，否则产生基准时钟 --频率的1/8的时钟信号 ELSE IF TEMP="111" THEN TEMP:="000"; CLLK<=NOT CLLK ;
ELSE
第2章 多路彩灯控制器的设计与分析
图2.3 显示控制电路XSKZ仿真 图
第2章 多路彩灯控制器的设计与分析
图灯控制器的设计与分析
2.4.2 系统的硬件验证 系统通过仿真后，我们可根据自己所拥有的EDA实
验开发系统进行编程下载和硬件验证。考虑到一般 EDA实验开发系统提供的输出显示资源有限，我们可 将输出适当调整后进行硬件验证。
CLR:IN STD_LOGIC; LED:OUT STD_LOGIC_VECTOR(15 DOWNTO 0)); END ENTITY XSKZ; ARCHITECTURE ART OF XSKZ IS
第2章 多路彩灯控制器的设计与分析
第2章 多路彩灯控制器的设计与分析
第2章 多路彩灯控制器的设计与分析
第2章 多路彩灯控制器的设计与分析
2.6 系统扩展思路
(1) 在彩灯的快慢节奏的控制上，若去掉快慢节奏控 制开关，如何控制快慢节奏的交替变化。 (2) 设计外围电路：系统用方波信号源、直流工作电 源、彩灯控制的驱动电路。 (3) 若为课程设计，除要求设计调试程序、外围电路 外，还可要求设计、制作整个系统，包括PCB的制作。
TEMP:=TEMP+"1"; END IF; END IF;
END IF; END PROCESS; CLK<=CLLK; END ARCHITECTURE ART;
数字电路课程设计报告书-多路彩灯控制器模板
西安邮电学院数字电路课程设计报告书——多路彩灯控制器系部名称：通信工程系学生姓名：专业名称：通信工程（科学技术）班级：科技0503实习时间：2007年12月10日至2007年12月21日一、课程设计题目多路彩灯设计二、设计的任务和要求1）设计八路彩灯，要求三种花型。
2）选作：设计分频电路实现不同频率的彩灯电路。
三、系统总体设计方案及系统框图方案一：系统的cp脉冲由555构成的多谐振荡器产生；由两片74芯片来产生三个状态的模三计数器，每个状态持续十六个cp周期，以一片161的co输出端来控制74芯片的clk输入端，以此实现每个状态持续十六个cp周期。
用两片194来组成显示电路，194的八个输出端控制八路彩灯。
两片74 的四个输出端组成三个状态，四个输出端分别用来控制两片194 的左移和右移控制端，并用这四个输出加上门电路来控制194 的左移和右移串行输入端。
总体由cp脉冲产生模块、计数并控制模块、显示模块组成。
设计原理：多路彩灯系统主要由计数器、控制器、显示器和脉冲信号发生器等模块组成。
脉冲发生器是该系统中计数器和显示器的标准时钟信号源，D触发器器输出两组信号灯的控制信号，经显示电路后驱动信号灯工作，控制器是系统的主要部分，由它控制器显示电路的工作。
单元电路的设计：1.脉冲信号产生模块时钟信号产生电路主要由555定时器组成多谐振荡器产生稳定的脉冲信号，送到其他模块电路。
脉冲产生电路根据需要产生“0”、“1 ”信号，电路图如下所示：2.频率控制电路系统的频率控制电路是由一片161完成的，161是4位二进制同步计数器，它具有同步清零，同步置数的功能，利用它的进位输出端来得到十六分频信号cp2,作为下一模块既控制模块clk 信号，以使其达到每一状态持续十六cp周期的目的。
3．控制模块电路控制模块由两片74芯片完成，产生三个状态循环，来控制显示电路的输入端，每个状态持续十六个cp周期。
4显示器电路系统的显示器部分是由两块194完成。
多路彩灯控制器的设计1
多路彩灯控制器的设计摘要：20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力的推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高。
现代电子设计技术的核心是EDA技术，它依赖于功能强大的计算机，以硬件描述语言VHDL为系统逻辑描述手段完成的设计文件，现介绍以VHDL 为基础的多路彩灯控制设计系统，使其能够在6种不同的彩灯花型之间进行循环变化，并可设置花型变化的节奏，且可进行复位。
关键词：VHDL，彩灯，控制，仿真1.课程设计目的（1）培养学生正确的设计思想，理论联系实际的工作作风，严肃认真、实事求是的科学态度和勇于探索的创新精神。
（2）巩固所学的专业技术知识，培养学生综合运用所学知识与生产实践经验，分析和解决工程技术问题的能力，培养初步的独立设计能力；（3）通过课程设计实践，了解并掌握VHDL描述电路的一半方法，训练并提高学生在系统电路设计、语言描述实现、仿真验证等方面的能力，更好地将理论与实践相结合，提高综合运用所学理论知识独立分析和解决问题的能力。
2.设计原理在电路中以‘1’代表灯亮，以‘0’代表灯灭，0和1按不同的规律组合代表不同的灯光图案，同时使其选择不同的频率，从而实现多种频率的花样显示，设计方案为，以一个十六路彩灯花样控制器，一个四频率输出分频器，一个四选一控制器和一个时间选择器总共四部分来完成设计，四选一控制器从分频器选择不同频率的时钟信号输送到彩灯花样控制器，从而达到控制彩灯闪烁速度的快慢，时间选择器控制每种速度维持时间的长短。
整个十六路彩灯控制系统的模块图如图1所示图2-13.模块及其功能描述本次设计分为四个模块，即十六路彩灯花样控制器。
四频率输出分频器，四选一控制器和时间选择器，其子模块及其功能描述如下：3.1四频率输出分频器在本次设计中，设计了四种花样，对输入的信号进行2分频，4分频，8分频，16分频，得到四种频率信号CLKDIV模块用来完成此功能。
多路彩灯控制器课程设计
多路彩灯控制器课程设计目录前言........................................第2页课程设计题目................................第4页课程设计目的................................第4页任务和要求..................................第5页总体方案的选择..............................第6页单元电路的设计..............................第7页设计原理....................................第8页芯片介绍....................................第11页彩灯的布置..................................第17页各部分电路..................................第19页总电路......................................第25页信号波形....................................第25页心得体会....................................第29页参考文献 (30)第1页前言灯光的闪烁和流动可以用于各种各样的装饰，电子门标，广告装饰等等…流动的灯光总是特别吸引人们的眼球。
在夜晚，城市街头，一旦广告牌上的灯光流动起来，那它马上变得生动起来。
彩灯是大家比较感兴趣的话题，我今天说的这一个，它就利用大学所学到的数电知识制成，只要了解几种集成电路便可轻松明白它的原理。
做好的彩灯可以放在客厅，卧室等地方，你会感到温馨;或是歌舞厅等地方以增加氛围。
循环彩灯的电路很多，循环方式更是多种多样。
有的更是专门的可编程彩灯集成电路。
但大多数的彩灯控制电路是数字电路来实现的，用中等集成电路实现的彩灯控制主要用计数器，译码器,触发器和一些门电路等集成。
EDA多路彩灯控制器设计报告
EDA课程设计多路彩灯控制设计1)系统设计要求设计一个多路彩灯控制器，要有多种花型变化（至少设计4种），多种花型可以自动变换，循环往复，有清零开关，可以变化彩灯闪动频率即是可以选择快慢两种节拍。
2).设计方案整个系统有三个输入信号，分别为控制快慢的信号SPEED,复位清零信号CLR,输出信号是彩灯输出状态。
系统框图如：主要模块组成：时序控制电路模块和显示电路模块，时序控制电路是根据输入信号的设置得到相应的输出信号，并将此信号作为显示电路的时钟信号；显示电路输入时钟信号的周期，有规律的输出设定的六种彩灯变化类型。
3).模块设计时序控制模块：CLK为输入时钟信号，电路在时钟上升沿变化；CLR为复位清零信号，高电平有效，一旦有效时，电路无条件的回到初始状态；SPEED为频率快慢选择信号，低电平节奏快，高电平节奏慢；CLK1为输出信号，CLR有效时输出为零，否则，随SPEED信号的变化而改变。
显示控制电路的模块框图如图所示，输入信号clk和clr的定义与时序控制电路一样，输入信号led[8...0]能够循环输出9路彩灯6种不同状态的花型。
对状态的所对应的彩灯输出花型定义如下：S0:000000000 S1:001001001 S2:010010010 S3:011011011 S4:100100100S5:101101101S 6：110110110多路彩灯在多种花型之间的转换可以通过状态机实现，当复位信号clr有效时，彩灯恢复初始状态s0，否则，每个时钟周期，状态都将向下一个状态发生改变，并对应输出的花型，这里的时钟周期即时时序控制电路模块产生的输出信号，它根据SPEED信号的不同取值得到两种快慢不同的时钟频率。
4).时序控制电路模块程序如下：LIBRARY IEEE;USE IEEE.std_logic_1164.ALL;USE IEEE.std_logic_unsigned.ALL;ENTITY SX ISPORT(SPEED:IN STD_LOGIC;CLK:IN STD_LOGIC;CLR:IN STD_LOGIC;CLK1:OUT STD_LOGIC);END SX;ARCHITECTURE ART OF SX ISSIGNAL CK:STD_LOGIC;BEGINPROCESS(CLK,CLR,SPEED)ISV ARIABLE TEMP:STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0);BEGINIF CLR='1' THENCK<='0';TEMP:="000";ELSIF(CLK'EVENT AND CLK='1')THENIF(SPEED='1')THENIF TEMP="001" THENTEMP:="000";CK<=NOT CK;ELSE TEMP:=TEMP+'1';END IF;ELSEIF TEMP="111" THENTEMP:="000";CK<=NOT CK;ELSETEMP:=TEMP+'1';END IF;END IF;END IF;END PROCESS;CLK1<=CK;END ART;5).显示模块电路程序如下：LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITY XS ISPORT(CLK1:IN STD_LOGIC;CLR:IN STD_LOGIC;LED:OUT STD_LOGIC_VECTOR(8 DOWNTO 0));END ENTITY XS;ARCHITECTURE ART OF XS ISTYPE STA TE IS(S0,S1,S2,S3,S4,S5,S6);SIGNAL CURRENT_STATE:STATE;SIGNAL LIGHT:STD_LOGIC_VECTOR(8 DOWNTO 0);BEGINPROCESS(CLR,CLK1)ISCONSTANT L0:STD_LOGIC_VECTOR(8 DOWNTO 0):="000000000";CONSTANT L1:STD_LOGIC_VECTOR(8 DOWNTO 0):="001001001";CONSTANT L2:STD_LOGIC_VECTOR(8 DOWNTO 0):="010010010";CONSTANT L3:STD_LOGIC_VECTOR(8 DOWNTO 0):="011011011";CONSTANT L4:STD_LOGIC_VECTOR(8 DOWNTO 0):="100100100"; CONSTANT L5:STD_LOGIC_VECTOR(8 DOWNTO 0):="101101101"; CONSTANT L6:STD_LOGIC_VECTOR(8 DOWNTO 0):="110110110";BEGINIF CLR='1' THENCURRENT_STATE<=S0;LIGHT<=L0;ELSIF(CLK1'EVENT AND CLK1='1')THENCASE CURRENT_STATE ISWHEN S0=> LIGHT<="ZZZZZZZZZ"; CURRENT_STA TE<=S1;WHEN S1=> LIGHT<=L1; CURRENT_STATE<=S2;WHEN S2=> LIGHT<=L2; CURRENT_STATE<=S3;WHEN S3=> LIGHT<=L3; CURRENT_STATE<=S4;WHEN S4=> LIGHT<=L4; CURRENT_STATE<=S5;WHEN S5=> LIGHT<=L5; CURRENT_STATE<=S6;WHEN S6=> LIGHT<=L6; CURRENT_STATE<=S1;END CASE;END IF;END PROCESS;LED<=LIGHT;END ART;6).时序控制模块仿真波形：从图中可以看出，当复位信号为高电平时，电路时钟输出清零，当快慢信号SPEED为低电平时，时序控制电路四分频起作用，当快慢信号SPEED为高电平时，时序控制电路八分频起作用，仿真结果符合电路要求。
多路彩灯控制器的设计
一、课程设计题目：多路彩灯二、任务和要求：任务：设计一个多路彩灯控制器，能控制8路彩灯，彩灯用发光二极管模拟。
要求：能演示至少3种花型，花型自拟。
彩灯明暗变换节拍为1.0s和2.0s，两种节拍交替运行。
目的：(1).掌握移位寄存器的移位，置位功能。
(2).掌握TTL集成电路驱动发光二极管的设计方法。
(3).熟悉中、小规模数字集成电路芯片，掌握基本数字电路设计方法，通过实践提高数字电路连接、调试能力。
三、器件四、总体方案方案一：模块图如下（箭头示数据流的方向和内容）：分析：此方案设计花型种类多，实现简单，使用的芯片数少，但后三种花型变化简单。
方案二：共设计3种花型，每种花型均有16种状态，花型3的前8种状态和后8其模块图如下：分析：此方案花型变化多样，但电路复杂，使用的芯片数多，花型少。
总结：方案一电路简单，所使用的芯片数目少，而且花型种类多，在实现分频时，二使用了74LS74和74LS00，而方案一只用了一片74就实现了。
在数据选择模块，方案一用了一片151就可实现节拍的选择。
而方案二电路复杂，花型少。
故选择方案一。
五、 单元电路设计：选择方案一，实现电路简单，共使用了9片芯片。
（一）脉冲发生电路脉冲发生电路使用了555脉冲发生器和若干器件组成。
具体参数：555芯片一片，R1为4.7，R2为150，C1为0.01uf ，C2为4.7uf ，电源电压为5V 。
其电路图如下：S1，S0（控制信息）；清零信号其波型为5V的方波。
（二）脉冲分频电路脉冲分频电路是由555提供脉冲，由74LS74实现分频。
其电路图为：555电路和分频出的波形分别如下：（三）脉冲选择电路脉冲选择电路由一片74LS151组成，并有计数电路的控制，每32个脉冲数据选择变化一次，及选择CP信号或分频的信号。
其电路如图：（四）计数电路计数电路是由两片74LS161和一片74LS04及一片74LS20组成，其实现电路的计数，其电路图如下：其有关波形为：因为电路中有8个灯，因此计数电路每计数八个，SR信号变化一次，然后一是按次循环。
多路彩灯控制器课程设计
多路彩灯控制器课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握多路彩灯控制器的基本原理，理解电路组成及各部分功能。
2. 学会使用常见的电子元件，如电阻、电容、二极管等，并能运用到彩灯控制器的设计中。
3. 了解并掌握彩灯控制器的编程方法，实现多种灯光效果的控制。
技能目标：1. 培养学生动手操作能力，能独立完成多路彩灯控制器的搭建与调试。
2. 提高学生的问题解决能力，能够分析并解决彩灯控制器在使用过程中出现的问题。
3. 培养学生的团队协作能力，学会在小组合作中共同完成任务。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子科技的兴趣和热情，激发他们探索未知领域的欲望。
2. 培养学生的创新意识，鼓励他们勇于尝试，敢于挑战，提高自信心。
3. 培养学生的环保意识，让他们认识到资源的宝贵，养成良好的节能习惯。
课程性质：本课程属于电子技术实践课程，注重理论与实践相结合，培养学生的动手能力和创新能力。
学生特点：学生处于初中年级，具有一定的电子基础，对新鲜事物充满好奇，动手能力强，但缺乏系统性的专业知识。
教学要求：结合学生特点，课程设计应注重实践性、趣味性和挑战性，引导学生主动参与，充分发挥学生的主观能动性。
教学过程中，注重分层指导，关注学生的个体差异，确保每位学生都能在课程中收获成长。
同时，注重课程目标的分解与落实，使学生在完成具体学习成果的过程中，实现课程目标的有效达成。
二、教学内容1. 彩灯控制器基本原理：讲解电路组成、工作原理，介绍各部分电子元件的功能和作用，如电源、微控制器、驱动电路等。
2. 电子元件认知与使用：学习电阻、电容、二极管、三极管等常见电子元件的识别与选用，理解其在彩灯控制器中的应用。
3. 彩灯控制器编程：学习彩灯控制器的编程方法，掌握编程软件的使用，实现多种灯光效果的编程设计。
- 编程基础：介绍编程语言、指令和编程逻辑。
- 实践操作：设计简单的灯光效果程序，如单色、双色、跑马灯等。
4. 彩灯控制器搭建与调试：学习如何搭建多路彩灯控制器，进行电路连接、调试和故障排查。
EDA多路彩灯控制器设计
EDA多路彩灯控制设计一．系统设计要求设计一个多路彩灯控制器，彩灯能循环变化，可清零，可以变化彩灯闪动频率。
二．设计方案整个系统有三个输入信号，分别为控制快慢的信号OPT,复位清零信号CLR,输出信号是8路彩灯输出状态。
系统框图如：主要模块组成：时序控制电路模块和显示电路模块，时序控制电路是根据输入信号的设置得到相应的输出信号，并将此信号作为显示电路的时钟信号；显示电路输入时钟信号的周期，有规律的输出设定的六种彩灯变化类型。
三．模块设计时序控制模块：CLK为输入时钟信号，电路在时钟上升沿变化；CLR为复位清零信号，高电平有效，一旦有效时，电路无条件的回到初始状态；OPT为频率快慢选择信号，低电平节奏快，高电平节奏慢；CLKOUT为输出信号，CLR有效时输出为零，否则，随OPT信号的变化而改变。
时序控制电路模块程序如下：library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity kz is --定义实体port(clk: in std_logic; --时钟信号clr: in std_logic; --复位信号opt: in std_logic; --快慢控制信号clkout: out std_logic --输出时钟信号);end kz;architecture rtl of kz issignal clk_tmp: std_logic;signal counter: std_logic_vector(1 downto 0); --定义计数器beginprocess(clk,clr,opt)beginif clr='1' then --清零clk_tmp<='0';counter<="00";elsif clk'event and clk='1' thenif opt='0' then --四分频，快节奏if counter="01" thencounter<="00";clk_tmp<=not clk_tmp;elsecounter<=counter+'1';end if;else --八分频，慢节奏if counter="11" thencounter<="00";clk_tmp<=not clk_tmp;elsecounter<=counter+'1';end if;end if;end if;end process;clkout<=clk_tmp; --输出分频后的信号end rtl;显示模块电路程序如下：library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity xs isport(clk: in std_logic ；--输入时钟信号clr: in std_logic; --复位信号led: out std_logic_vector(7 downto 0)); --彩灯输出end xs;architecture rtl of xs istype states is --状态机状态列举(s0,s1,s2,s3,s4,s5,s6);signal state: states;beginprocess(clk,clr)beginif clr='1' thenstate<=s0;led<="00000000";elsif clk'event and clk='1' then --状态机状态之间的转换case state iswhen s0=>state<=s1;when s1=>state<=s2;led<="01010101";when s2=>state<=s3;led<="10101010";when s3=>state<=s4;led<="10001000";when s4=>state<=s5;led<="11001100";when s5=>state<=s6;led<="00110011";when s6=>state<=s1;led<="00010001";end case;end if;end process;end rtl;顶出模块设计程序：library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity cotop isport (clk: in std_logic;clr: in std_logic;opt:in std_logic;led: out std_logic_vector(7 downto 0)); --八路彩灯输出end cotop;architecture rtl of cotop iscomponent kz is --定义元件：时序控制电路port(clk: in std_logic;clr: in std_logic;opt:in std_logic;clkout: out std_logic);end component kz;component xs is --定义元件：显示电路port(clk: in std_logic;clr: in std_logic;led: out std_logic_vector(7 downto 0));end component xs;signal clk_tmp: std_logic;beginu1:kz port map(clk,clr,opt,clk_tmp); --例化时序控制模块u2:xs port map(clk_tmp,clr,led); --例化显示电路模块end rtl;时序控制模块仿真波形：从图中可以看出，当复位信号为高电平时，电路时钟输出清零，当快慢信号OPT为低电平时，时序控制电路四分频起作用，当快慢信号OPT为高电平时，时序控制电路八分频起作用，仿真结果符合电路要求。
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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。
这样设计，其优点在于：设计思想比较简单。
元件种类使用少，且都较熟悉易于组装电路。
缺点则是：中间单元电路连线过于繁多，容易出错。
且可能出现线与关系。
要避免这些，则势必造成门电路使用过多。
导致电路不稳定，抗干扰能力下降。
而后者则将以上两种功能分开设计，各单元电路只实现一种功能。
其优点在于：电路设计模块化，易于检查电路，对后面的电路组装及电路调试带来方便。
缺点则是：节拍控制电路采用可编辑逻辑电路，原理相对复杂，不易理解。
花型控制电路简单，花型也比较简单。
基于以上原因，加上为了确保短时间内完成课程设计，我选择了连线少，易于组装和调试的方案二。
四单元电路的设计1.设计所使用的元件及工具：74LS161（四位二进制同步计数器）---------------------- 2个；74LS194（移位寄存器）------------------------------ 2个；74LS151（八选一数据选择器）--------------------------- 1个；74LS74（双D 触发器）---------------------------------- 1个；74LS20（双四输入与非门）---------------------------- 3个；74LS04（六非门）------------------------------------ 2个；发光二极管--------------------------------------------- 8个；555 ----------------------------------------------- 1个；电容：4.7μf ----------------------------------------------1个；0．01μf ---------------------------------------------1个；电阻：150kΩ ------------------------------------------------------------ 1个；100Ω ----------------------------------------------1个；4.7kΩ -----------------------------------------1个；实验板一个；万用表一个；钳子一个；导线若干。
2.各个单元电路（1）花型演示电路由二片移位寄存器194级联实现。
其八个输出信号端连接八个发光二极管，用其输出信号控制发光二级管的亮灭实现花型演示。
三种花型变换样式花型1：8路灯分两半。
从左至右渐亮，全亮后，再分两半从左至右渐灭。
循环两次；花型2：从中间到两边对称地逐次渐亮，全亮后仍由中间到两边逐次渐灭。
循环两次；花型3：从左至右顺次渐亮。
全亮后逆序渐灭。
循环两次。
移存器输出状态编码表我的设计是每种花型完整显示两遍，所以三种花型完全显示一遍需要的总结拍数为64，即1~16显示第一个花型，17~32显示第二个花型，33~64显示第三个花型。
要用194实现三个花型的连续显示必须对两片194的S1、S0和SL、SR一句节拍的变化进行相应的改变。
现将两片194分为低位片1和高位片2，再将其输出端从低位到高位记为L1~L8。
列出各花型和其对应的194的S1、S0、SL、SR 的输入信号及节拍控制信号列表如下：(用^Li表示Li的取非)经过分析可以得到控制194高低位片的左移右移变化的控制量。
用QA~QH表示161从低位到高位的个输出端。
控制结果表达式如下：电路图如下：（2）花型控制信号电路由二片161级联的模128（三种花型节拍每种显示两遍，再总体重复一遍的总节拍数）计数器。
161的级联用的是同步，并用^QH清零。
当三种花型全新显示一遍后（总共64拍）161的输出变为00000100所以将161高位片的Q2（即QG）信号输给节拍控制电路的151的A来通过节拍控制电路改变第二遍花型显示的频率。
161的CP脉冲来自节拍控制电路中74的输出端Y。
电路图如下：（3）节拍控制电路由一片151和一片74级联实现。
整体上实现脉冲频率的变换，即交替产生快慢节拍。
令74的Vcc，CLR，PR都接高电平，将^Q的输出接到D端，Q端的输出接到151的D1端。
令151的D0,D2,D3,D4,D5,D6,D7,B,C,G’,GND接低电平，Vcc接高电平，D0接时钟信号的CP脉冲，A端接由花型控制电路的QG输出。
所以Y端的输出就为：Y=CP·^A+Q·A(Q是74D触发器的输出端)由D触发器具有记忆功能，记录上一个状态，所以在每一个CP脉冲的上升沿，Q输出为上一次的记录（即一个脉冲）。
也就比时钟信号电路的CP脉冲慢了一拍。
所以通过A为0或1选择Y端输出的脉冲的频率。
A端接的是161的高位片的QG即当到达第64拍时QG为1接下来的65~128拍为变慢后的脉冲输出。
电路图如下:（4）时钟信号电路由一片555加上适当电容及电阻实现。
电容取：4.7μf0.01μf电阻取：150 kΩ 4.7 kΩ电路图如下：五总体电路图（见附页）六电路组装完成后，实际测量的各个单元电路的输入、输出信号波形1．基本CP脉冲产生电路波形图与分频电路波形图2. 测试波形: (列依次为CP脉冲,低位片194A,B,C,D,高位片194A,B,C,D)花型一：花型二：花型三：七电路组装、调试过程中发生的问题及解决的方法。
我的数字电路课程设计总共用了4天完成的，这4天每一天都有所收获，都有所进步。
起初想预习但不知道都该看些什么也不知道从何看起，因为对自己要设计的东西一点思路都没有。
所以第一天去了只知道要用到CP脉冲产生电路，因为书上有完好的电路图直接照着连就OK。
可是问题并不是想的那么简单，因为我一开始操作就不知道怎样布线才合理，常出现看着电路图不知道这条线该走哪儿连过去，看过老师的示范后，对老师的布线法真是无限敬佩，聪明呀。
所以当然要学习了，于是自己也那样连了。
连完时钟电路后，满以为会很成功，因为我的电路连得很简洁。
结果是加电后LED二极管居然常亮，检查电路没什么问题，我开始不知所措，于是去咨询其他同学，发现好多同学都有和我一样的问题，有同学说那可能是线的而问题，也可能是板子的问题，也可能是电容的正负极插反了…不管是什么问题，一个个排除吧。
最终其实也没很确切的知道问题的所在，因为不同的方法都在试具体是哪个也不确定了。
我觉得最可能是电容的正负极和LED的插稳与否的问题。
第二天去我拿了个数码管来测试，结果连好了的电路加电测试结果却完全是错误的显示，我检测了电路测试了电位，都正确。
老师过来看时让我加电他看看，结果居然是我给的电压太高了，我在加电是不小心把电压调的很高，自己还没在意，幸好没把芯片很板子烧坏。
在接下来的几天中我看了一些参考书籍，大概有了自己的思路，于是开始一一试验，我用了<<数字系统设计——数字电路课程设计指南>> （北京邮电学院出版社高书莉编）所提供的三种花型，所以刚开始的几天就一直在想怎样将三种花型衔接起来，前两天是一直都没相处具体的解决方法。
后来我就不停地分析花型的变化与161加法器数值的增加两者之间的规律。
我发现自己好像有点太急于求成首先就把问题带到了最不容易解决的地方，于是我改变了思路开始不复杂的先简单化，三个花型的演示先不管，一个花型弄好再说。
说行动立马行动，先连好了时钟信号电路再连了161的级联电路，先用清零端制1同步CP脉冲，还连了194的级联电路直接给低位片和高位片都加右移信号。
先测试了161的工作状态是否正常，正常后又测试了194 的移位寄存功能，都正常。
说明芯片和板子都很正常。
将下来的一天我又通过分析找到了前两种花型通过节拍控制其变化的方式，于是按照自己的设计连了电路图，测试过电压后，加电测试。
结果完全正确，那一刻真挺欣慰，觉得这也是一件挺开心的事情。
接下来的问题就是如何把第三种花型也加进去。
因为我选的第三种花型稍有点复杂，因为两个194是同步级联的但在花型显示中看到是似乎是第一个先工作等到前4个灯都亮后高位片的194才开始工作，所以考虑将它怎样加入费了我好长时间。
问题的关键还是在如何用最少的门电路将其加入。
最后的设计我用了12个芯片，应该是很多了，可是依据我设计的花型，也只能得到这样的设计，到目前为止我也只找到这样的最简连接方案。
其实在电路组装过程中，遇到的最大问题是，芯片分布不够合理，无法很好的布线。
于是在分析了我的设计后计算了要用芯片的个数和个芯片之间的关系，按照各个控制电路的走向较合理的插好了芯片。
其次就是布线，因为要求不准交叉，且横平竖直，所以在保证连通的情况下，在布线上也下了不少工夫，虽然布线的成绩不高只得到B+，但我想我是用心考虑过的，而且尽力做到我认为很合理的布线，也就是用线的颜色有点混乱，因为用了很多从之前面包板上拆下来的旧线，所以整个板子看起来有点杂乱。