基于顺序控制设计法和经验设计法流水灯设计
基于PLC控制的流水灯的设计与制作毕业设计
毕业设计（论文）基于PLC控制的流水灯的设计与制作Based on PLC control water lights design and production班级应用电子092学生姓名学号指导教师职称副教授/副教授导师单位徐州工业职业技术学院论文提交日期2011 年11 月23日徐州工业职业技术学院毕业设计（论文）任务书课题名称基于PLC控制的流水灯的设计与制作课题性质设计与制作班级应用电子092学生姓名学号指导教师导师职称一．选题意义及背景流水灯控制电路是灯光控制器的一个分支，由于流水灯所具有的特有流动感而广泛应用于广告控制及人们生活中，给人们一种美感，为人们生活带来乐趣。
在现代生活中，大型楼宇的轮廓装饰或大型晚会的灯光布景，由于其变化多、功率大，数字电路则不能胜任。
针对PLC日益得到广泛应用的现状，本设计采用PLC设计流水灯，灯的亮灭、闪烁时间及流动方向的控制均通过PLC控制来达到控制要求。
作为电类专业即将毕业的学生在学习完全部专业课程后，应该能独立地设计制作一种实用而又具有一定复杂程度的控制装置。
通过本设计制作，培养学生的设计机电控制装置的思路，学会制定设计方案，掌握PLC的综合应用以及一般机电控制装置设计的方法，培养学生综合分析问题的能力和提高工程实践的能力。
二、毕业设计（论文）主要内容合理选择PLC类型、LED型号，设计流水灯控制电路，具体要求如下：1、画出流水灯控制流程图；2、合理选择PLC的型号；3、合理分配PLC的I/O接口；4、画出相应的PLC接线图；5、编写控制程序并上机模拟调试。
(提示：选用我院实验室具备的FX2N—48MR可编程控制器，以便调试)。
三、计划进度四、毕业设计（论文）结束应提交的材料1、制作实物并调试成功；2、提交设计论文(设计的电路图中的符号必须符合图形符号的国标规范，论文格式必须符合文字出版物国家规范)。
指导教师：张明金教研室主任：张明金2011年10月12日2011年10月12日论文真实性承诺及指导教师声明学生论文真实性承诺本人郑重声明：所提交的作品是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，内容真实可靠，不存在抄袭、造假等学术不端行为。
单片机流水灯实验总结
单片机流水灯实验总结引言：单片机流水灯实验是学习嵌入式系统和单片机基础的重要实践环节。
通过设计和搭建流水灯电路，我们可以深入理解单片机的工作机制和时序控制。
本文将总结我在流水灯实验中的心得体会，分享一些有关单片机流水灯设计的经验。
一、实验概述这个实验的目标是设计一个能够连续闪烁的流水灯电路，通过单片机的控制，实现一串灯按照固定的顺序不断亮灭的效果。
我们可以通过改变灯的亮灭时间和顺序，来获得不同的流水灯效果。
二、选材准备在进行单片机流水灯实验之前，我们需要准备一些基本的材料和工具。
首先，我们需要一块单片机开发板，最常用的是STC89C52系列的开发板，该开发板搭载了一颗51单片机。
此外，我们还需要准备串联的LED灯，该灯可以选择常见的5mm直径的LED灯，同时需要配备一定数量的适量电阻用于限流。
三、实验步骤1. 连接电路：首先，需要将电路图中的元件按照连接要求连接好，确保各个元件之间的连接无误且紧固可靠。
2. 编写程序：接下来，我们需要使用Keil等软件编写单片机的程序。
通过学习嵌入式C语言编程，我们可以控制单片机的输入输出，包括控制LED灯的亮灭。
3. 烧录程序：编写完程序后，需要借助烧录器将程序烧录到单片机中。
这样单片机才能按照我们设计的程序来控制灯的状态。
4. 调试与测试：当烧录完成后，可将单片机开发板上的电源与电源线连接，并打开开关，此时，流水灯便会开始闪烁。
通过观察流水灯的灯光变化，我们可以判断我们的程序是否正确。
四、实验心得通过进行单片机流水灯实验，我深刻体会到了嵌入式系统的编程和硬件设计的重要性。
在编写程序时，我们需要仔细思考流水灯的亮灭规律和顺序，以及每个灯亮灭的时间间隔。
这需要我们对嵌入式C语言的基本语法和单片机的时序控制有一定的理解。
另外，在实验过程中，我遇到了一些问题和挑战。
例如，如何控制灯的顺序和亮灭时间，如何调整程序的延时时间等。
在解决这些问题的过程中，通过查阅资料和与同学的讨论，我逐渐积累了解决问题的经验，并在实践中不断调试和优化程序。
流水灯led毕业设计
流水灯led毕业设计流水灯（LED）毕业设计引言：在现代科技发展的背景下，LED（Light Emitting Diode，发光二极管）作为一种新型照明技术，被广泛应用于各个领域。
在本文中，将介绍一个基于流水灯（LED）的毕业设计项目，探讨其设计思路、实现方法以及应用前景。
一、设计思路1.1 设计目标流水灯作为一种常见的照明装饰，常用于舞台灯光、建筑物照明等场合。
本设计旨在通过使用LED灯珠，实现一个具有良好视觉效果的流水灯，同时考虑到节能环保的特点。
1.2 设计原理流水灯的工作原理是通过控制LED灯珠的亮灭顺序和时间间隔，使得灯珠在空间上形成流动的效果。
为了实现这个目标，需要使用微控制器、电路板和LED 灯珠等元件。
二、实现方法2.1 硬件设计在硬件设计方面，需要考虑以下几个关键点：（1）LED灯珠的选择：选择高亮度、低功耗的LED灯珠，以确保流水灯的亮度和节能性。
（2）电路板设计：设计合理的电路板，将LED灯珠与微控制器相连，以实现流水灯的控制和调节。
（3）电源供应：选择适当的电源供应方式，确保流水灯的正常工作。
2.2 软件设计在软件设计方面，需要编写程序控制LED灯珠的亮灭顺序和时间间隔。
可以使用C语言或者其他编程语言，通过控制微控制器的输出口，实现流水灯的效果。
三、应用前景流水灯作为一种照明装饰，具有广泛的应用前景。
随着人们对照明环境的要求越来越高，流水灯的市场需求也在不断增加。
在舞台演出、商业广告、城市景观等领域，流水灯都有着广泛的应用。
而且，由于LED灯珠具有节能环保的特点，流水灯的使用也符合现代社会对绿色环保的追求。
结论：通过对流水灯（LED）毕业设计的介绍，我们可以看到LED照明技术在流水灯领域的应用前景十分广阔。
通过合理的硬件设计和软件编程，可以实现一个具有良好视觉效果的流水灯。
同时，流水灯的使用还能够满足节能环保的需求，具有广泛的市场潜力。
相信在未来的发展中，LED流水灯将会在照明装饰领域发挥更加重要的作用。
流水灯的实验原理及步骤
流水灯的实验原理及步骤流水灯（也称为跑马灯）是一种由多个LED灯组成的电子显示器件，常常被用于电子实验、电子产品展示等场合中。
流水灯可以通过变化发光的方式来传递信息或者装饰环境，具有简单、实用、灵活的特点。
下面将详细介绍流水灯的实验原理及步骤。
实验原理：流水灯的实现原理是通过控制每个LED灯的点亮与熄灭来形成一种连续而有序的动画效果，使得LED灯看起来像是在“流水”一样运动。
一般来说，流水灯采用的是LED的时分多路复用技术，即通过定时器控制每个LED点亮和熄灭的时刻，使得它们按照一定的顺序依次发光。
实验步骤：1. 准备材料：LED灯（数量根据需要决定）、电阻（限流电阻，选择合适的阻值）、电路板、导线、面包板或焊接工具等。
2. 连接电路：根据所需的LED数量，设计电路图，按照图上的连线方式将LED 连接到电路板上，注意保持连线的正确性。
3. 添加电阻：根据LED的工作电压和电流需求，计算每个LED对应的限流电阻的阻值，将电阻依次与LED进行串联连接。
4. 供电测试：将电路板连接到电源上，确认电源电压是否符合LED的工作电压要求。
注意检查整个电路的连线是否正确，电阻是否接在了正确位置。
5. 编写程序：使用单片机或其他控制芯片来控制LED的点亮和熄灭。
根据所采用的开发平台和编程语言，编写相应的代码，控制每个LED的状态和时间间隔。
6. 调试程序：将编写好的程序下载到控制芯片中，并连接到电路板上。
通过电脑或其他输入设备控制程序运行，观察LED的点亮和熄灭效果。
根据需要调整程序中每个LED的点亮时间和顺序，使得LED灯看起来像是在流水一样运动。
7. 完善电路：根据实际需求，可以设计并添加其他功能模块，如按键控制、调节亮度等。
总结：流水灯实验是一种常见的电子实验，通过控制LED灯的点亮和熄灭来形成一种连续的流动效果。
实验的原理是利用LED的时分多路复用技术和控制芯片的编程来实现。
实验步骤包括准备材料、连接电路、添加限流电阻、供电测试、编写程序、调试程序和完善电路等。
流水灯毕业设计
流水灯毕业设计流水灯毕业设计在现代科技的快速发展下，电子技术已经成为我们生活中不可或缺的一部分。
而作为电子技术的重要应用之一，流水灯在各种场合中得到了广泛的应用。
流水灯以其炫目的效果和多样的变化方式，成为了人们喜爱的装饰品。
因此，我决定选择流水灯作为我的毕业设计主题。
首先，我将介绍流水灯的基本原理和工作方式。
流水灯由一组LED灯组成，这些LED灯按照一定的顺序依次点亮和熄灭，形成了流动的效果。
其原理是通过电子元器件控制LED灯的亮灭状态，从而实现流水灯的效果。
流水灯的工作方式可以通过编程来实现，也可以通过硬件电路来控制。
接下来，我将介绍我设计的流水灯的具体实现方法。
首先，我选择了一款高亮度的RGB LED灯，这样可以实现更丰富的灯光效果。
然后，我设计了一个控制电路，通过控制电路中的开关和计时器，可以实现流水灯的效果。
在控制电路中，我使用了555定时器芯片来控制LED灯的亮灭时间和顺序。
通过调整定时器的参数，可以实现不同的流水灯效果。
为了提高流水灯的可变性和实用性，我还添加了一些功能。
首先，我设计了一个可调节亮度的电路，可以根据需要调整流水灯的亮度。
其次，我增加了一个音乐控制模块，可以根据音乐的节奏和音量来控制流水灯的亮灭状态。
这样，流水灯可以根据音乐的节奏变化而变化，增加了观赏性和趣味性。
在设计的过程中，我遇到了一些困难和挑战。
首先，LED灯的控制需要精确的时间控制，因此我需要学习和掌握555定时器芯片的使用方法。
其次，音乐控制模块的设计需要对音频信号的处理有一定的了解。
为了解决这些问题，我查阅了大量的资料，进行了反复的实验和调试。
在完成设计后，我进行了实际的制作和调试。
通过焊接电路板、连接元器件和编写程序，我最终成功地制作出了一款功能完善、效果出色的流水灯。
在调试过程中，我发现了一些问题，并进行了相应的修改和优化。
经过多次的调试和改进，流水灯的效果达到了我预期的效果。
通过这次毕业设计，我不仅学到了很多电子技术的知识，还提高了自己的动手能力和解决问题的能力。
基于51单片机流水灯毕业设计
基于51单片机的流水灯毕业设计方案：一、引言流水灯是一种常见的电子设计项目，适合初学者练习和毕业设计。
通过使用51单片机和少量外围元件，可以实现一个简单而有趣的流水灯效果。
本文将介绍基于51单片机的流水灯设计方案，包括硬件连接、软件程序设计和效果展示等内容。
二、硬件设计1. 材料准备：51单片机（如STC89C52）、LED灯若干（建议4-8个）、电阻、面包板、连线等。
2. 连接方式：将LED灯按顺序连接到51单片机的IO口，每个LED 灯通过一个电阻连接到IO口，确保电流限制。
3. 电源供应：连接电源至电路板，保证正常工作电压和电流。
三、软件设计1. 编程环境：使用Keil C51等集成开发环境进行程序编写。
2. 程序设计：设计一个循环移位的程序，控制51单片机的IO口依次点亮LED灯，形成流水灯效果。
3. 定时控制：通过定时器中断或延时函数控制LED灯的亮灭时间，实现流水灯的效果。
四、效果展示1. 烧录程序：将编写好的程序烧录到51单片机中。
2. 调试测试：连接电路并通电，观察LED灯按顺序点亮并流动的效果。
3. 优化改进：根据实际效果调整程序和硬件设计，优化流水灯的效果和稳定性。
五、注意事项1. 电路连接：确保电路连接正确，避免短路或接反现象。
2. 程序设计：合理设计程序逻辑，确保LED灯的流水效果符合预期。
3. 调试测试：在调试过程中注意观察LED灯的亮暗情况，及时发现问题并进行调整。
六、总结基于51单片机的流水灯设计是一个适合初学者和毕业设计的简单而有趣的项目，通过设计和实现可以提升对单片机编程和电路连接的理解和技能。
希望通过本文的介绍，读者能够顺利完成基于51单片机的流水灯毕业设计，并在实践中不断提升自己的电子设计能力。
流水灯的工作原理
流水灯的工作原理
流水灯的工作原理是通过控制LED灯的亮灭顺序和时间间隔
来实现灯光流动的效果。
流水灯通常由一组LED灯组成，这些LED灯按照一定的顺序
排列在一条电路板或灯串上。
每个LED灯都带有一个控制电路，用来控制灯的亮灭。
在工作时，流水灯的控制电路会按照预设的顺序和时间间隔依次点亮和熄灭LED灯。
这个控制顺序可以通过编程或是电路
设计来实现。
例如，最简单的流水灯是按照顺序依次点亮每个LED灯，然
后再按照相同的顺序逐个熄灭。
这样的顺序可以通过一个计时器和计数器来实现，每经过一定的时间间隔，计数器就会加一，从而点亮或熄灭下一个LED灯。
而复杂一些的流水灯则可以设计成不同的流动效果，如向左流动、向右流动、交替流动等。
这种效果可以通过改变LED灯
的亮灭顺序来实现，如交替点亮两个相邻的LED灯，然后再
依次熄灭，循环往复。
总之，流水灯的工作原理是通过控制LED灯的亮灭顺序和时
间间隔来实现灯光流动的效果，具体的控制方式可以通过计时器、计数器、编程或电路设计来实现。
流水灯的设计
以上控制程序是以字( 以上控制程序是以字 ( WY0)为控制操作数 , ) 为控制操作数, 如果以位( ～ )为控制操作数, 如果以位(Y0～Y7)为控制操作数,程序还要简 单. 以位为控制操作数设计的程序如图9所示. 以位为控制操作数设计的程序如图 所示. 所示
图9பைடு நூலகம்梯形图
5,双向控制的流水灯时序图如图10所示. ,双向控制的流水灯时序图如图 所示 所示.
介绍几种典型的流水灯的程序设计方法. 介绍几种典型的流水灯的程序设计方法 . 全 部采用移位寄存器来实现控制. 部采用移位寄存器来实现控制. 1,流水灯的控制时序图如图1所示. ,流水灯的控制时序图如图 所示 所示.
X0 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 1s
图1 流水灯控制时序图
该流水灯的控制梯形图如图2所示. 该流水灯的控制梯形图如图 所示. 所示 这是一个脉冲分配器式的流水灯控制程序. 这是一个脉冲分配器式的流水灯控制程序 . 移位寄存器的复位端同输出继电器触点Y8接在一 移位寄存器的复位端同输出继电器触点 接在一 闭合时, 起, 当Y8闭合时, 移位寄存器复位, 一切又从头 闭合时 移位寄存器复位, 开始. 开始.
图4 梯形图
3,流水灯的控制时序图如图5所示. ,流水灯的控制时序图如图 所示 所示.
图5 流水灯控制时序图
该流水灯的控制梯形图如图6所示. 该流水灯的控制梯形图如图 所示. 所示
图6 梯形图
在数据输入端连接输出继电器动断触点Y7. 在数据输入端连接输出继电器动断触点 . 当移位寄存器刚开始工作时,输出继电器Y7断电 断电, 当移位寄存器刚开始工作时 ,输出继电器 断电 , 动断触点Y7接通, 输入数据为1,这样,Y0～Y7 动断触点 接通, 输入数据为 , 这样, ～ 接通 就在移位脉冲的作用下依次点亮. 就在移位脉冲的作用下依次点亮. 当轮到输出继电器Y7通电时, 触点动作 触点动作, 当轮到输出继电器 通电时,Y7触点动作, 通电时 动断触点打开,数据输入为0. 动断触点打开,数据输入为 . 这样, ～ 就在移位脉冲的作用下依次熄 这样,Y0～Y7就在移位脉冲的作用下依次熄 灭,并如此反复. 并如此反复.
彩灯流水电路(流水灯)的设计
彩灯流水电路(流水灯)的设计对于彩灯流水电路的设计，我们一般采用LED流水灯的形式。
LED流水灯的原理是通过输入一个时钟信号，来控制LED灯的亮灭顺序，从而实现LED灯的流水效果。
下面就以一个8位LED流水灯电路为例，来分步骤介绍如何进行彩灯流水电路的设计。
1. 材料与元器件的准备该8位LED流水灯电路所需要的材料与元器件如下：（1）芯片：AT89C51（2）时钟：11.0592MHz（3）LED数码管：8款（4）电阻：九个330欧姆电阻（5）电容：两个22pF陶瓷电容（6）稳压管：7805（7）热熔胶枪（8）面包板2. 电路原理图设计接下来，我们需要根据电路的设计要求，来进行电路原理图的设计。
如下图所示，该电路原理图包含了AT89C51芯片、时钟、稳压管、电容以及LED数码管等元器件。
其中，AT89C51芯片作为电路的主控制芯片，时钟则用来控制电路的工作频率。
LED数码管则是用来实现LED灯的罗列效果。
3. 电路焊接装配电路原理图完成后，进入电路焊接与装配环节。
首先，我们需要将元器件逐一地焊接在面包板上。
这里，我们需要注意焊接的顺序和脚位。
接着，将电路连线固定在面包板上，然后接上电源线，即可启动LED数码管。
4. 代码编写最后，我们需要编写AT89C51芯片的代码。
该代码用来控制LED数码管的流水效果。
该代码的编写需要考虑以下几个方面：（1）如何将LED数码管控制程序放入芯片中？（3）如何实现不同的流水显示模式？（4）如何使用时钟来控制LED数码管的刷新速度？经过以上步骤的设计后，我们便可成功地制作出一款功能完善的彩灯流水电路产品。
如需实现更高级别的彩灯效果，还需不断探究和创新。
流水灯的设计与制作
TXD
P3.2
INT0
P3.3INT1P3.4T0P3.5T1
P3.6
WR
P3.7
RD
P3口还接收一些用于闪烁存储器编程和程序校验的控制信号。
RST：
复位输入。当震荡器工作时，RET引脚出现两个机器周期以上的高电平将使单片机复位。
ALE/ ：
当访问外部程序存储器或数据存储器时，ALE输出脉冲用于锁存地址的低8位字节。即使不访问外部存储器，ALE以时钟震荡频率的1/16输出固定的正脉冲信号，因此它可对输出时钟或用于定时目的。要注意的是：每当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE脉冲时，闪烁存储器编程时，这个引脚还用于输入编程脉冲。如果必要，可对特殊寄存器区中的8EH单元的D0位置禁止ALE操作。这个位置后只有一条MOVX和MOVC指令ALE才会被应用。此外，这个引脚会微弱拉高，单片机执行外部程序时，应设置ALE无效。
PSEN：
程序储存允许输出是外部程序存储器的读选通信号，当AT89C51由外部程序存储器读取指令时，每个机器周期两次PSEN 有效，即输出两个脉冲。在此期间，当访问外部数据存储器时，这两次有效的PSEN 信号不出现。
EA/VPP：
外部访问允许。欲使中央处理器仅访问外部程序存储器，EA端必须保持低电平。需要注意的是：如果加密位LBI被编程，复位时内部会锁存EA端状态。如EA端为高电平，CPU则执行内部程序存储器中的指令。闪烁存储器编程时，该引脚加上+12V的编程允许电压VPP，当然这必须是该器件是使用12V编程电压VPP。
实验五 流水灯的设计
实验五流水灯的设计一、实验目的1、了解流水灯的工作原理。
二、实验原理及内容实验原理要完成本实验，首先必须了解流水灯的原理。
所谓的流水灯实际上就是由多个LED发光二极管构成的电路，当发光二极管可以依次点亮时，即能呈现流水的效果。
实验内容1、设计能带8个LED发光管发光，并按照要求轮流发光，产生流水灯的流动效果。
2、应具有两种以上不同风格的流动闪亮效果。
比如依次点亮或者依次熄灭。
（选作）3、有起动、停止控制键。
（选作）4、有流动闪亮效果选择设置键。
（选作）5、对所编写的电路进行编译及正确的仿真。
三、实验条件Quartus II实验环境四、实验与仿真顶层文件如下：Cp为时钟信号R为异步清零端。
当r=1时清零。
S[2..0]为输入端。
根据s的不同取值来实现不同的功能。
D[7..0]为预制数Q[7..0]为输出功能表如下VHDL编码如下library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity traffic isport(clk,enb:in std_logic;ared,agreen,ayellow,bred,bgreen,byellow:buffer std_logic;acounth,acountl,bcounth,bcountl:buffer std_logic_vector(3 downto 0));end traffic;architecture one of traffic isbeginprocess(clk,enb)variable lightstatus:std_logic_vector(5 downto 0);beginif(clk'event and clk='1')thenlightstatus:=ared&agreen&ayellow&bred&bgreen&byellow;if((acounth="0000" and acountl="0000") or(bcounth="0000" and bcountl="0000"))thencase lightstatus iswhen "010100"=>lightstatus:="001100";acountl<="0101";acounth<="0000";bcountl<="0101";bcounth<="0000"; when"001100"=>if(enb='1')thenlightstatus:="100010";acountl<="0000";acounth<="0011";bcountl<="0101";bcounth<="0010";elselightstatus:="010100";acountl<="0101";acounth<="0100";bcountl<="0000";bcounth<="0101"; end if;when "100010"=>lightstatus:="100001";acountl<="0101";acounth<="0000";bcountl<="0101";bcounth<="0000";when"100001"=>lightstatus:="010100";acountl<="0101";acounth<="0100";bcountl<="0000";bcounth<="0101";when others=>lightstatus:="010100";acountl<="0101";acounth<="0100";bcountl<="0000";bcounth<="0101";end case;elseif(acountl="0000")thenacounth<=acounth-1;acountl<="1001";elseacountl<=acountl-1;end if;if(bcountl="0000")thenbcounth<=bcounth-1;bcountl<="1001";elsebcountl<=bcountl-1;end if;end if;end if;ared<=lightstatus(5);agreen<=lightstatus(4);ayellow<=lightstatus(3);bred<=lightstatus(2);bgreen<=lightstatus(1);byellow<=lightstatus(0); end process;end one;仿真：右移：依次点亮灯左移：依次点亮灯循环右移：循环点亮循环左移：循环点亮。
LED流水灯设计
LED流水灯设计流水灯（also known as running lights）是一种常见的LED灯设计，它由一系列LED灯组成，可以连续地亮起和熄灭，就像水流般流动。
流水灯设计常见于节日装饰、舞台演出和彩灯效果等场合，具有独特的美观效果。
下面将介绍流水灯的原理、设计步骤以及相关应用。
一、流水灯原理流水灯的原理基于LED灯的亮灭控制和串并联电路的设计。
LED灯的亮灭控制是通过直流电源及驱动电路实现的，而流水灯的流动效果则是通过不同的亮灭顺序实现的。
具体原理如下：1.LED灯亮灭控制：LED灯是一种直流电源下的电子元件，在正向电流的作用下，LED灯发光；而在反向电流下，LED灯熄灭。
通过控制LED灯的电流流向，可以实现其亮灭控制。
2.串并联电路：将多个LED灯连接在一起时，可以采用串联或并联的方式。
串联时，LED灯依次连接在电路中，电流在各个LED灯之间流动；并联时，LED灯同时连接在电路中，电流在各个LED灯之间分流。
流水灯设计通常采用串联电路，通过控制电流流向的方式，实现LED灯的亮灭顺序。
二、设计步骤流水灯的设计步骤包括电路设计和程序编写两个方面。
具体步骤如下：1.电路设计：首先确定流水灯的LED灯数量和排列方式，然后根据输入电压和LED灯额定电压选择适当的电阻，用于限流并防止过电流。
接下来，根据串联电路的特性，设计LED灯的串联方式和连接顺序。
最后，根据电路设计，连接LED灯和电阻。
2. 程序编写：使用相应的开发工具，编写控制LED灯亮灭顺序的程序。
程序可以通过控制IO口电平的高低实现LED灯的亮灭控制。
流水灯设计中常用的控制方式有定时控制和状态机控制。
定时控制是通过设定每个LED灯的亮灭时间来实现，例如每隔100ms亮灭一个LED灯；状态机控制是通过设置多个状态，根据当前状态判断下一个LED灯的亮灭顺序。
三、相关应用流水灯设计在日常生活和各种场合都有广泛的应用1.节日装饰：流水灯常用于节日装饰，如圣诞节、新年等，给人们带来欢乐和节日气氛。
流水灯电路设计
摘要:本次设计要求采用可编程逻辑器件实现一个流水灯控制电路，8个LED灯能连续发出三种不同的流水显示形式，先是8个LED灯从左到右依次点亮，左边亮四个，右边亮四个，最后从中间往两边亮、两边往中间亮，实现了灯光的移动和闪亮效果，特别是用于夜晚装饰，可以使我们的生活更为丰富多彩，同时也发挥出可编程器件的灵活性特点，可以改动电路实现多种效果。
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。
流水灯控制可用多种方法实现，但对现代可编程控制器而言，基于EDA技术的流水灯设计也是很普遍的。
关键字：EDA,CPLD,LED,状态机；Abstract:The design requirements by using the programmable logic device implements a water light control circuit, eight LED lights out for three different water display form, The first 8 LED lights lit up sequentially from left to right, the left four bright bright,right four, finally from the middle to both sides, both sides to the middle of the brightlight, realize the middle of mobile and ablaze effect, especially used for decoration, night can make our life more rich and colorful, also play a programmable device of flexibility, can change characteristics DuoZhong circuit implementation effect.Water lamp is a string of according to certain rules for shining, like water flowing water light control is a programmable controller, the control application in industrial control technology thought also applies. Water light control method can be used DuoZhong, but for modern programmable controller based on the technology for EDA water lamp design also is very common.Key word: EDA, CPLD, LED, state machine;目录1、前言 (1)1.1EDA技术介绍 (1)1.2 Verilog HDL简介 (1)2、总体方案设计 (2)2.2 设计方案比较 (2)2.3 方案论证 (2)2.4 方案选择 (3)3、单元模块设计 (4)3.1 CPLD系统电路 (4)3.1.1 时钟电路 (4)3.1.2 JTAG下载电路 (4)3.2 LED灯输出电路 (5)3.3 电源模块电路设计 (5)4、特殊器件的介绍 (7)4.1 CPLD器件介绍 (7)5、软件实现 (8)5.1 软件设计的程序 (8)6、系统仿真及调试 (9)6.1仿真 (9)6.2 调试 (11)7.1 设计小结 (12)7.2 设计收获 (13)7.3 致谢 (14)8、参考文献 (14)附录一：CPLD中顶层模块连接图 (16)1、前言1.1EDA技术介绍EDA是电子设计自动化（Electronic Design Automation）缩写，是90年代初从CAD（计算机辅助设计）、CAM（计算机辅助制造）、CAT（计算机辅助测试）和CAE（计算机辅助工程）的概念发展而来的。
流水灯课程设计
第1章设计概述流水灯是一串按一定的规律像流水一样连续闪亮。
流水灯控制可用多种方法实现，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。
本设计用红、黄、绿、白四种颜色的灯在时钟信号作用下按以下规律转换状态。
电路启动后，要求红、黄、绿、白四种颜色的灯在脉冲作用下顺序，循环点亮。
红、黄、绿、白灯每次亮的时间可通过电位器调节。
设计任务：1.输出为4路LED灯；2.要求能实现左移右移功能，左右移自动切换；3.移动速度要可调。
第2章系统框图第3章 单元模块设计3.1 脉冲产生电路由555定时器组成时钟发生电路，为整个电路提供所需要的时钟信号CP 。
时钟脉冲产生电路由NE555定时器、两个电阻和两个电容构成。
555定时器是一种多用途的数字模拟混合集成电路，利用它可以方便的构成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器，由于使用灵活、方便，所以555定时器再波形的产生与变换、测量与控制等多种领域都得到广泛应用。
3.1.1 555管脚介绍555定时器内部机构如图所示，它主要有以下部分组成： (1)电阻分压器。
由3个5 K Ω的电阻组成。
(2)电压比较器。
控制波形的占空比由C1和C2组成，当控制输入端悬空时，C1和C2的基准电压分别是2/3Vcc 和1/3Vcc 。
(3)基本RS 触发器。
由两个与非门G1和G2构成，它的作用是对两个比较器输出的电压进行控制。
(4)放电三极管VT 。
及放电端，用DISC 表示，VT 是集成极开路的三极管，VT 的集成极作为定时器的引出端D 。
NE555时基电路21348765GNDTRIOUT RES VccDISTHRCON(5)缓冲器。
由G3和G4构成，以提高电路的负载能力。
引脚功能:1脚位接地端；2脚是低电平触发端入端；3脚是输出端；4脚是复位端；5脚是电压控制端；6脚是高电平触发端入端；7脚是放电端；8脚是电源端。
3.1.2 周期计算 时钟电路案例图如图时钟电路案例（数据可变）UAL用555定时器构成多谐振荡器,电路输出得到一个周期性的矩形脉冲,其周期为:T=0.7(R1+2R2)C555控制74LS161模十六计数器和八位移位寄存器,要能看到彩灯的流动,其周期设为1秒左右, 电阻值和电容值可设为：R1=20KΩ R2=2.2KΩ（可变） C=100μf由公式计算得： T=1.72s时钟电路的输出一路作为计数脉冲送到模十六计数器74LS161；另一路作为移位时钟脉冲加到移位寄存器74LS194。
彩灯控制器课程设计--流水彩灯控制器
实验题目：流水彩灯控制器一 、实验目的1．进一步掌握数字电路课程所学的理论知识。
2.了解数字电路设计的基本思想和方法，学会科学分析和解决问题。
3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。
4.培养认真严谨的工作作风和实事求是的工作态度。
二 、设计题目与思路本次数字电路课程设计我选择的题目是“彩灯控制器设计“。
设计要求1、控制红、绿、黄一组彩灯循环闪亮，变化的规律是：红→ 红绿 → 绿 → 黄绿→黄→ 全亮 → 全灭 → 红，如此循环，产生“流水”般的效果。
2、彩灯白天不亮，夜晚自动亮。
3、“流水”的速度由快到慢，再由慢到快循环变化。
三、总体方案的设计与选择1．总体方案的设计经过分析问题及初步的整体思考，拟定以下二种方案：方案一：总体电路共分三大块。
第一块实现流水灯的演示，流水灯的控制及节拍控制；第二部分实现彩灯夜亮昼熄。
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。
第一块实现流水灯的演示和控制；第二块实现节拍控制；，第三块实现彩灯夜亮昼熄。
并在部分电路的设计上与方案一采用了完全不同的方法，如流水灯的控制。
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，前者将流水灯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。
如此设计，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。
且可能出现线与线关系。
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。
流水灯控制电路简单，流水灯也比较简单。
基于以上原因，加上为了成功的实现课程设计，我选择了连线少，易于装和调试的方案二。
流水灯设计具体方案
流水灯设计具体方案流水灯是一种以LED灯珠为光源，通过控制电路将不同颜色的光依次流动显示的装饰灯具。
下面我将为大家详细介绍流水灯的设计方案。
一、硬件设计：1.电源部分：流水灯需要一定的电压和电流来驱动LED灯珠，常见的电源方式有直流电源和交流电源。
直流电源能提供稳定的电流，但需要将交流电转换为直流电，可以使用变压器和整流电路来实现；交流电源则无需转换，但需要注意选择适当的功率和频率。
2.控制电路：控制电路是流水灯的核心部分，它能够控制LED灯珠的亮灭状态和颜色。
常见的控制电路有微控制器和逻辑门电路。
微控制器是一种集成电路芯片，具有逻辑控制、时序控制和输出控制等功能，适合实现复杂的流水灯效果；逻辑门电路则通过门电路的组合和控制信号的输入实现LED灯珠的控制，适合实现简单的流水效果。
3.LED灯珠：LED灯珠是流水灯的光源，常见的有单色LED灯珠和彩色LED灯珠。
单色LED灯珠只能发出一种颜色的光，常见的有红、绿、蓝等；彩色LED灯珠则可以发出多种颜色的光，一般由红、绿、蓝三种常用的LED灯珠组合而成。
二、软件设计：1.流水灯效果：流水灯的效果是LED灯珠以一定的速度从一端依次亮起，然后从另一端熄灭，如此循环。
可以通过控制LED的亮灭状态和顺序来实现不同的流水灯效果，如单向流水、双向流水、循环流水等。
2. 控制器程序：控制器程序可以通过编程实现。
对于微控制器来说，可以使用C语言或汇编语言编写程序，在程序中设置LED灯珠的控制状态和顺序；对于逻辑门电路来说，可以使用逻辑门的组合和逻辑电路来实现流水灯的控制，一般使用Verilog或VHDL语言进行描述。
三、组装与调试：1.组装：将电源部分和控制电路按照设计要求进行组装，确保各个部分的连接正确，不发生短路或接触不良等问题。
同时，要注意导线的长度和扎线的方式，避免电路布线混乱或短路。
2.调试：将LED灯珠连接到控制电路的输出端口上，将电源接入电路，然后通过开关或按钮来控制流水灯的亮灭和流动速度。
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基于顺序控制设计法和经验设计法流水灯设计
摘要：PLC在自动化控制中处于首位，而流水灯中蕴藏的设计算法在工业现场、信号指示等很多关键领域都有应用，文章以流水灯为背景，介绍顺序控制设计法和经验设计法两种算法的应用，以期为相关工业现场的设计开拓思路。
关键词：PLC；顺序控制设计法；经验设计法
1 设计要求
合上启动开关后，八盏灯中每盏灯亮0.5 s钟后灭掉，然后下一盏亮0.5 s钟后灭掉，……第八盏灯灭掉后又第一盏灯亮0.5 s，即按以下规律显示：L0—L1—L2—L3—L4—L5—L6—L7—L0……如此循环，周而复始。
断开启动开关，该系统立刻停止工作。
2 硬件设计
从设计要求可以看出，该PLC控制系统需要一个拨动开关，八盏灯，即需要占用一个PLC输入端口，八个输出端口，由于输入输出数量较少，选用小型可编程控制器即可，本文选择了实验室配备的FX2N-48MR。
图1为该PLC控制系统的硬件接线图，表1为该系统的端口分配表。
3 软件设计
软件设计是PLC控制系统的核心，为开拓编程思路，本文用顺序控制设计法和经验设计法完成本文的软件设计。
3.1 顺序控制设计法
该方法简单实用，编程思路清晰，容易调试和修改，可读性也很强，是一种较为通用的设计方法，用改方法首先要画顺序功能图。
根据设计要求，可知该流水灯系统可分为八步，每一步动作有两个分别是点亮一盏灯，并计时点亮的时间，计时时间到下一步激活，因此个步的转换条件是计亮灯时间的计时器T，最后一步结束后又将第一步激活，根据该思路，可得出改系统的顺序功能如图2所示。
根据该顺序功能图便能方便的写出该控制系统的梯形图。
第一步的启动条件
有两个，分别是X0接通，或者M8处于活动状态，并且T7定时时间到，这两个条件只要有一个成立都能让M1处于活动状态。
其他步只要前级步是活动步并且转换条件成立就可以激活后级步了，根据该思路，可得出该控制系统的助记符如图3所示。
3.2 经验设计法
顺序控制设计法完成该控制系统虽然思路清晰，编程方便，但是工作量较大。
就像做数学题，常规方法虽然能很快入手，但是计算往往比较复杂，如果用简便方法，就可以达到事半功倍的效果。
经验设计法，顾名思义，需要设计者有一定的实践经验，该方法对一些简单的典型的系统较为奏效[3]。
如果经过分析，发现可以用左移指令实现流水灯的循环移位，程序就会小很多。
启动按钮按下后将K1赋值给数据寄存器D0，当然为了不影响后面的移位，设置成脉冲执行型。
D0=K1时，Y0输出高电平，灯L0点亮，D0左移一位D0=K2，这时Y1输出高电平，灯L1点亮……，由于数据寄存器是十六位的，D0左移到第八位后还要继续往左移，如果不采取措施的话，当D0左移到第九位时将没有灯亮，所以有了图4第二十四步的内容，当D0大于K128时又将K1赋值给D0，这时灯L0又点亮了，实现了循环移位。
该方法突出优点是程序短小精悍，短短几行就能实现顺序控制设计法几十行的效果，当然缺点是要对功能指令非常熟悉，而且构思要细致，总之前期工作量较大。
4 结语
本文用两种方法，对流水灯控制系统进行了设计，体现了两种不同的设计风格和思路。
顺序控制设计法虽然思路清晰，但是后期编程工作量大；经验设计法虽然程序只有短短几行，但是前期构思复杂，容易遇到瓶颈。
总之两种方法各有利弊，有点省力不省功的味道，希望本文两种方法对同一案例的设计，能为相关工业现场的设计开拓思路。
参考文献：
[1] 孙振强.可编程控制器原理及应用教程[M].北京：清华大学出版社，2008.
[2] 郁汉琪.可编程控制器原理及应用[M].北京：中国电力出版社，2004.
[3] 廖常初.PLC编程及应用[M].北京：机械工业出版社，2002.。