三种图案霓虹灯控制器课程设计说明书

学号：27

课程设计

题目三种图案霓虹灯控制器

学院自动化

专业自动化

班级1104

姓名傅晓通

指导教师林伟莉

2013 年7 月 5 日

课程设计任务书

学生：傅晓通专业班级：1104

指导教师：林伟莉工作单位：自动化1104

题目: 三种图案霓虹灯控制器设计

初始条件：

1．运用所学的模拟电路和数字电路等知识；

2．用到的元件：实验板、电源、连接导线、74系列芯片、555芯片等。

要求完成的主要任务:

1．现有4只彩灯，红－绿－蓝－黄，试设计控制器，要求彩灯能实现如下追逐图案，彩灯控制器的三种图案及其状态转换如下所示：

2．摇摆状态0101←→1010，重复6次。

3．暗点循环0111→1011→1101→1110→0111→这样重复循环3次。4．逐个点亮，逐个熄灭，0000→1000→1100→1110→1111→0111→0011→0001→0000→这样重复循环2次。

5．霓虹灯控制工作状态按照上述2至4步自动重复循环。时间间隔为1秒。6．严格按照课程设计说明书要求撰写课程设计说明书。

时间安排：

第1天下达课程设计任务书，根据任务书查找资料；

第2～4天进行方案论证，软件模拟仿真并确定设计方案；

第5天提交电路图，经审查后领取元器件；

第6～8天组装电路并调试，检查错误并提出问题；

第9～11天结果分析整理，撰写课程设计报告，验收调试结果；

第12～14天补充完成课程设计报告和答辩。

指导教师签名：2011年6月26日

系主任（或责任教师）签名：2011年6月26日

目录

引言 (1)

1. 设计意义及要求 (2)

1.1 设计意义 (2)

1.2 设计要求 (2)

2. 方案设计 (3)

2.1 系统方案 (3)

2.11 方案思路 (3)

2.2 具体方案 (4)

2.21 个人方案：单片机编码法和移位法 (4)

2.22 小组方案：门电路法 (5)

2.3 方案比较 (9)

3. 部分电路及程序设计 (9)

3.1部分电路说明 (9)

3.2 部分程序设计 (10)

3.2.1 摇摆图案单元 (10)

3.2．2 暗点循环单元 (11)

3.2.3 逐个点亮逐个熄灭单元 (11)

3.2.4 时间间隔单元 (12)

4 .调试与检测 (13)

5. 仿真操作步骤及使用说明 (14)

结束语 (15)

参考文献 (16)

附录 (17)

本科生课程设计成绩评定表 (20)

引言

电工电子课程设计是一项极为锻炼学生动手能力和课本知识迁移能力的学生自主设计实践活动。课程设计为学生提供了设计命题，让学生以学过的知识为基础进行设计和仿真、答辩，最后形成设计成果。

在本次课程设计中，学生通过自由分组的方式，组成一个设计小组，并从提供的设计题目中选择其中之一或者发挥自己的创造力，自行拟定设计课题，个人思考设计，完成一套个人设计方案，并通过Protues完成仿真、调试，同时小组成员互相互学习，相互讨论，集思广益，形成并优化出一套小组方案，并通过Protues完成仿真，最后进行答辩、验收，形成最终的设计成果，意在过程中激发学生的设计创想，学会迁移课本知识，培养细致耐心谨慎的品质，学会团队合作与优化方案，巩固知识与能力，同时在创新和动手能力上力求达到一个新的高度。

1. 设计意义及要求

1.1 设计意义

本次设计旨在帮助学生进一步巩固书本所学的模拟电路和数字电路知识，促使其学会分析设计命题，自主思考，独立设计个人方案，并交流合作形成小组方案，以达到强化知识，训练思维，激发创造力，提高实践动手能力的目的。

三种图案霓虹灯控制器属于基础的一种自动控制电路组合，成型后将形成以三种图案循环变换的闪烁图案，可以广泛用于各种舞会装饰、商店装修以及活动现场装扮等场合，用途广泛，设计难度适中，具有较强的操作性。

1.2 设计要求

1）用4只红－绿－蓝－黄的彩灯设计控制器，要求彩灯能实现如下追逐图案，彩灯控制器的三种图案及其状态转换如下所示：

1）摇摆状态0101←→1010，重复6次；

2）暗点循环0111→1011→1101→1110→0111→这样重复循环3次；

3）逐个点亮，逐个熄灭，0000→1000→1100→1110→1111→0111→0011→0001→0000→这样重复循环2次；

4）霓虹灯控制工作状态按照上述2至4步自动重复循环。时间间隔为1秒。

2）自主设计，并进行方案论证和软件模拟仿真，并讨论形成小组方案；

3）提交电路图，经审查后领取元器件；

4）组装电路并调试，检查错误并提出问题；

5）进行结果分析和整理，严格按照课程设计说明书要求撰写课程设计报告，验收调试结果；

6）补充完成课程设计报告和答辩。

2. 方案设计

2.1 系统方案

2.11 方案思路

系统框图如图2-11所示，本设计以控制电路为核心，以四个颜色分为红、黄、蓝、绿的LED灯作为工作部分，预期当输出为低电平0时使LED灯处于熄灭状态，当输出为高电平1时使LED灯为点亮状态，通过设置控制部分的电路，采取如单片机或者门电路、集成芯片等器件组成控制三种亮暗图案循环变换的控制电路，其控制方式以输出1010、0101或0001等电平组合的形式来实现。

设计的关键在于控制部分，具体电路由具体方案的选择决定，采用单片机控制则控制部分主要为单片机及其最小电路，若选用数电门电路，则控制部分主要有74系列集成芯片和555定时器芯片构成，其控制核心都在于构建控制电路，使得连接四个LED 工作灯的输出端能够持续循环地按照要求输出0、1的高低电平，以实现设计要求中的三种图案显示。

考虑到个人方案设计中器件限制较少，加之为了简化电路，因此个人方案选用单片机控制电路来实现设计要求，采用51系列单片机及其最小应用系统组成其核心控制部分；而对于小组方案，则采用74LS90，74LS193,74LS154,74LS08，74L139集成芯片和逻辑门共同组成电路的控制部分。