多功能流水

课程设计说明书

课程设计名称：数字逻辑

课程设计题目：多功能流水灯

学院名称：信息工程学院

专业：计算机科学与技术班级： 110451 学号： 11045106 姓名：曹海潮

评分：教师：

20 13 年 6 月 16 日

数字逻辑课程设计任务书

20 11 －20 12 学年第二学期第 15 周－ 16 周

题目多功能流水灯

内容及要求

〖基本要求〗

1.设计一个彩灯控制电路，能使彩灯的流向可以变化。

2.实现彩灯流速可以改变；

3.彩灯可以间歇流动；

〖提高要求〗

1.按下开关，在彩灯频率比较低的情况下，开关可使彩灯依次暂停。

2.实现流水灯的显示图案循环的控制电路，如间隔一盏灯实现循环，单向流水。进度安排：

1、根据任务要求，查阅相关资料，完成设计的前期工作；（两天）

2、根据资料，进行方案设计并对比论证，完成参数计算；（三天）

3、库房领取元器件，联接电路，完成电路调试；（五天）

4、检查完毕后，撰写实验报告。

学生姓名：曹海潮

指导时间：2013年6月3日到2013年6月13日指导地点：综合楼509室

任务下达2013年6月3日任务完成2013 年6月13日

考核方式 1.评阅□ 2.答辩□ 3.实际操作√ 4.其它□

指导教师彭嵩系（部）主任康密军

注：1、此表一组一表二份，课程设计小组组长一份；任课教师授课时自带一份备查。

2、课程设计结束后与“课程设计小结”、“学生成绩单”一并交院教务存档。

摘要

这次设计的多功能流水灯是CC4510芯片,CD4013芯片，CC4028芯片NE555芯片的集成电路，是CC4510芯片,CD4013芯片，CC4028芯片和NE555芯片的综合运用。该流水灯的功能是能够根据需要实现自动或手动控制彩灯的正逆流向。

本次设计的方案中利用555定时电路组成一个多写振荡器，发出脉冲，作为计数器的时钟脉冲源。通过分频器改变时钟脉冲的频率，从而改变流速；CC4510计数器和CC4013触发器进行计数和控制流向实现正逆向流水，配合二极管，进而形成相应的多功能流水灯电路。在整个课题设计的准备和调试过程中，通过与同组人的共同努力，顺利地完成了课程的设计和制作。准备工作主要是收集信息，通过互联网查找一些相关的资料，并向学长虚心学习一些经验。调试过程中发现了一些问题，通过共同的分析研究得到的解决，此次的课程设计巩固了前阶段所学的理论知识，增强了动手时间能力。

在这次设计过程中，采用了模块设计，使得电路能更简洁，在排除障碍过程中也能很好的找到问题的根源。根据原理图，领好元器件，排好版后，连接线路。

关键字：多功能，流水，正逆

目录

前言 (1)

第一章设计要求及系统组成 (2)

1.1要求设计 (2)

1.2系统组成 (2)

第二章系统设计方案选择 (3)

2.1方案一 (3)

2.2方案二 (4)

2.3方案三 (4)

第三章设计方案及工作原理 (5)

3.1时钟信号电路 (5)

3.2计数译码电路 (7)

3.3控制电路 (8)

3.4总体电路 (9)

第四章实验，调试及测试结果与分析 (11)

结论 (12)

参考文献 (13)

附录一芯片管脚功能图 (14)

附录二元件清单 (18)

附录三电路原理总图 (19)

前言

随着电子技术的快速发展尤其是数字技术的突飞猛进，多功能流水灯凭着简易，高效，稳定等特点得到普遍的应用。在各种娱乐场所、店铺门面装饰、家居装潢、城市墙壁更是随处可见，与此同时，还有一些城市采用不同的流水灯打造属于自己的城市文明，塑造自己的城市魅力。目前，多功能流水灯的种类已有数十种，如家居装饰灯、店铺招牌灯等等。所以，多功能流水灯的设计具有相当的代表性。

多功能流水灯，就是要具有一定的变化各种图案的功能，主要考察了数字电路中一些编码译码、计数器原理，555定时器构成时基电路，给其他的电路提供时序脉冲，设计过程中需要了解相关芯片（NE555、CC4510）的具体功能，引脚图，真值表，认真布局，在连接过程中更要细致耐心。

现在在国内外，彩灯流水控制技术已经相当成熟。但是这一点并不能否认我们对其进行数字逻辑课程设计。因为其中对逻辑电路进行设计分析的思路仍然值得我们去学习和研究。

故本次的设计课题为设计一个彩灯流水控制电路，其主要部分实现定时功能，通过可逆计数器和译码器来实现正、逆流水功能，利用组合电路实现自控、手控、流向控制等功能。

主要使用555定时电路、CD4510、CD4013和CD4028来实现，通过调节电阻阻值可以使实验现象更明显。

通过这次课程设计，明白了一般的电子产品的设计及制作过程的复杂，加深了对所学知识的了解和掌握了许多芯片的使用方法。

第一章设计要求及系统组成

1．1 设计要求

1、功能要求：

设计一个彩灯流水控制电路，其主要部分实现定时功能，即在预定的时间到来时，如何产生一个控制信号控制彩灯的流向、间歇等，可通过利用中规模集成电路中可逆计数器和译码器来实现正、逆流水功能，利用组合电路实现自控、手控、流向控制等功能。

2、工作原理：

555定时电路组成一个多谐振荡器，发出脉冲，作为计数器的时钟脉冲源。通过滑动变阻器改变阻值从而改变时钟脉冲的频率；使用CD4510加/减计数器和CD4013触发器加上一个非门进行计数和控制流向实现正逆向流水，CD4028译码器进行译码。

1．2系统组成

原理框图如图1-1所示：

图1-1 等功能流水灯原理框图