多彩循环彩灯控制器设计
循环彩灯控制器的设计课程设计

循环彩灯控制器的设计课程设计循环彩灯控制器设计课程设计设计目的:本课程设计的目的是让学生学习如何设计一个简单的循环彩灯控制器。
通过学习这个课程,学生将了解控制器的工作原理、电路设计、软件编程等方面的知识,并且掌握一定的实践操作能力。
课程目标:1. 理解循环彩灯控制器的工作原理;2. 掌握电路设计原理和方法;3. 掌握单片机程序设计方法;4. 能够独立设计循环彩灯控制器电路和程序。
课程大纲:第一章循环彩灯控制器的工作原理1.1 循环彩灯的基本原理;1.2 循环彩灯控制器的基本原理;1.3 循环彩灯控制器的分类。
第二章电路设计2.1 循环彩灯控制器电路的组成;2.2 电路元件的选型和参数计算;2.3 建立例程进行电路仿真;2.4 布局设计;2.5 原理图绘制。
第三章单片机程序设计3.1 概述C语言程序设计基础;3.2 循环彩灯控制器程序的基本流程;3.3 控制器的主程序设计;3.4 IO口和定时器的编程;3.5 中断优化程序设计。
第四章循环彩灯控制器的实现4.1 控制器电路板的焊接和测试;4.2 单片机软硬件程序烧录;4.3 硬件调试;4.4 软件调试。
设计流程:1. 理解循环彩灯控制器的工作原理。
在听讲、课外阅读和答疑互动等多种形式下,加强对循环彩灯、循环彩灯控制器的工作原理、分类等方面的理解。
2. 电路设计。
采用理论教学和实践操作相结合的方式,按照课程大纲的要求,进行电路设计,包括电路元件的选型和参数计算、建立例程进行电路仿真、布局设计、原理图绘制等环节。
3. 单片机程序设计。
理解C语言程序设计的基本概念和流程,在掌握单片机程序设计方法以后,独立完成循环彩灯控制器程序的编写,并利用仿真软件进行调试。
4. 循环彩灯控制器的实现。
根据设计流程,焊接电路板并进行测试,根据需要对电路板和程序进行调试和优化,最终实现循环彩灯控制器。
实验教学:在课程教学中,通过多样化的实验教学方式,激发学生的学习兴趣和主动性,提高学生的实践操作能力。
彩灯控制器

七进制计数器®--Q0逻辑电路数字电路课程设计彩灯控制器的设计1设计要求设计一个彩灯控制器。
1•要求能控制红、黄、蓝、绿各色LED灯循环闪烁,并可变换闪烁图案。
2.彩灯白天不亮,夜晚自动亮。
2设计方案原理框图如图1所示1、控制红、黄、蓝、绿各色LED灯循环闪亮,则按照红一红黄一黄一黄蓝一蓝一蓝绿一绿一红的方式循环闪亮。
彩灯的灯灭有七种状态,可设计一个七进制的计数器,用计数器的状态来控制彩灯的亮灭;计数器应能够自启动。
2、用555定时器构成多谐振荡器,作为脉冲信号源;3、用光敏器件(光敏电阻、光敏二极管等)来检测周围环境的光强,以区分白天和夜晚,实现彩灯白天不亮、晚上自动亮的控制要求。
光敏器件检测电路整体结构为脉冲信号源输出一定频率的脉冲给七进制计数器,七进制计数器受脉冲控制输出Q3、Q2、QI、Q0的不同状态,从而控制逻辑电路,逻辑电路输出控制彩灯的亮灭,达到要求。
根据所学内容,可分别确定所需元件,脉冲信号源有很多种,但要频率可控,可采用CB555定时器组成的多谐振荡器完成,多谐振荡器是常用的一种矩形波发生器,原理框图脉冲信号源通过改变R1和R2的电阻值即可改变其输出矩形波的频率。
七进制计数器可通解原理。
①脉冲信号源DT5q=(R1+R2)/(R1+2R2)=2/3T=1ms 令C1=0.1UF求得TD-Ijnim.555TIIVIER RATEDC1O.luFd.oi|jr74LS16QDr 1—*|U2AI 17WN过74LS160型同步十进制计数器改接而得。
逻辑电路可使用74LS138型译码器控制彩灯,最后通过与非门获得彩灯的逻辑控制关系。
74LS160型同步十进制计数器改接成七进制计数器的同时,在七进制计数器的输出端接一个数码管,仿真时可检测十进制改接成七进制的正确性,以及灯亮灯灭和计数器的输出如何对应,更好地理脉冲信号源②七进制计数器采用置数法改接74LS160同步十进制计数器上图是由74LS160型同步十进制计数器改接而成的七进制计数器。
彩灯循环控制器的设计

《数字逻辑系统》设计报告设计题目:彩灯循环控制器的设计专业:电气工程及其自动化班级:姓名:学号:指导教师:设计日期:年月目录一、任务书•• (1)1.设计任务目的•• (1)2.设计任务要求•• (1)3.设计框图•• (1)二、设计过程 (3)1.设计目的 (3)2.设计任务 (3)3.设计方案 (3)4.电路设计 (4)4.1NE555 (4)4.274LS161 (5)4.374LS138 (6)4.4电路总图 (7)5.制作及调试过程 (7)6.结论 (8)致谢 (9)参考文献 (10)附录:元器件清单 (10)一、任务书1.设计任务目的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.设计任务要求1.8路彩灯循环控制电路2.该彩灯电路可以实现自动循环点亮3.彩灯亮暗能实现右移、流水移动3.设计框图1.1电路原理图二、设计过程1.设计目的掌握555多谐振荡器、译码器、十六进制加/减计数器的逻辑功能和工作原理,设计流水灯电路图,分析与设计时序控制电路。
画出流水灯的整机逻辑电路图,掌握流水灯工作原理及其设计方法,并对各种元器件的功能和应用有所了解。
并能对其在电路中的作用进行分析。
另外,还要掌握电路原理和分析电路设计流程,每个电路的设计都要有完整的设计流程。
这样才能在分析电路中有良好的思路,便于查找出错的原因。
2.设计任务要求(1)用 8个发光二极管作为彩灯显示,设计一个彩灯控制电路,能使彩灯的流向可以变化。
具有彩灯亮点的右移、左移、全亮及全灭等功能。
灯流动的方向可以手控也可以自控,自控往返变换时间为5秒。
(2)彩灯可以间歇流动,10秒间歇1次,间歇时间1秒。
3.设计方案本设计方案使用的元器件是:555多谐振荡器一个、74LS161D(二进制同步计数器)一片、74LS138D一片、LED灯、电阻、电容。
循环彩灯控制电路设计

循环彩灯控制电路设计1. 任务背景在日常生活和娱乐活动中,我们经常会看到各种颜色鲜艳、循环变化的彩灯。
通过控制电路的设计,可以实现彩灯的自动循环变换,提供更加丰富多样的视觉效果。
本文将介绍循环彩灯控制电路的设计原理、硬件实现和软件编程等方面的内容。
2. 设计原理循环彩灯控制电路的设计原理基于以下关键要素:2.1. 电源供电循环彩灯的运行离不开稳定的电源供应。
一般情况下,采用直流电源供电,电压稳定在5V或12V。
2.2. LED彩灯选择适合的LED彩灯作为光源,一般选择RGB LED灯。
RGB LED灯具有红、绿、蓝三种基本颜色的发光二极管,可以通过调节电压来调整不同颜色的亮度,同时通过控制三个通道的电压来生成各种颜色。
2.3. 控制电路控制电路负责通过控制信号来实现彩灯的循环变换。
一般常用的控制电路有微控制器、Arduino等。
2.4. 软件编程使用软件编程来控制彩灯的循环变换。
通过编写程序来控制控制电路的输出信号,实现彩灯颜色和模式的切换。
3. 硬件实现循环彩灯控制电路的硬件实现需要以下元件:•电源模块:用于提供稳定的直流电源,确保彩灯正常运行。
•RGB LED灯:作为光源,提供不同颜色的发光。
•控制电路模块:负责接收控制信号,并控制LED灯的亮度和颜色。
•控制设备:如Arduino等,用于编程和控制控制电路模块。
3.1. 连接电源将电源模块连接到电网,确保提供稳定的电源供应。
根据实际需求选择适当的电压和电流。
3.2. 连接RGB LED灯将RGB LED灯的各个引脚依次连接到控制电路模块的输出端口。
一般情况下,红色针脚连接到红色通道,绿色针脚连接到绿色通道,蓝色针脚连接到蓝色通道。
3.3. 连接控制电路模块将控制电路模块的输入端口连接到控制设备上,如Arduino的数字输出引脚。
4. 软件编程软件编程是实现彩灯循环变换的关键步骤。
以下是一个示例程序,使用Arduino编写。
void setup() {// 设置控制引脚为输出模式pinMode(redPin, OUTPUT);pinMode(greenPin, OUTPUT);pinMode(bluePin, OUTPUT);}void loop() {// 红色亮digitalWrite(redPin, HIGH);digitalWrite(greenPin, LOW);digitalWrite(bluePin, LOW);delay(1000); // 延迟1秒// 绿色亮digitalWrite(redPin, LOW);digitalWrite(greenPin, HIGH);digitalWrite(bluePin, LOW);delay(1000); // 延迟1秒// 蓝色亮digitalWrite(redPin, LOW);digitalWrite(greenPin, LOW);digitalWrite(bluePin, HIGH);delay(1000); // 延迟1秒}通过上述程序,可以实现彩灯的红、绿、蓝三种颜色之间的循环变换。
数电课程设计-循环彩灯控制器

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(2)动作要求:先红灯,后绿灯,再黄灯,分别按0.5S的速度跑动一次,然后,全部红灯亮5S,再黄灯,后绿灯,各一次。
以此循环。
(3)对各组灯的控制,要求有驱动电路。
(4)对跑动电路,可以每3个一组,交叉安装,分别点亮每一组,利用视觉暂停,达到跑动的效果。
1.2 设计思路提供的元件有4017——十进制计数器,555定时器。
3个一组红、黄,绿灯依次0.5s跑动循环电路9个一组红、黄,绿灯各持续亮5s跑动图1.1根据此框架图设的实现方案该任务要求:先红灯,后绿灯,再黄灯,分别按0.5S的速度跑动一次,然后,全部红灯亮5S,再黄灯,后绿灯,各一次。
以此循环。
根据此要求电路总体上可以分为三部分:一部分电路为控制0.5s的跑动。
一部分电路为控制5s 的跑动。
一部分电路为实现这两种跑动的循环。
因些可以选用一个555多谐振荡器(周期为0.5秒,然后使用4017实现十分频,使周期为5秒)用来控制跑动的速度,再选两个4017芯片,因为4017芯片在正常工作下,连续送入时钟脉冲时,其十个输出端会依次输出高电平。
这样可以用一个4017芯片点亮0.5s的跑动,用一个4017芯片来点亮5s的跑动。
因为在两个周期恰好为10倍关心,故5s周期的4017的Q0端口可以实现控制0.5s周期的4017的开通与关闭,选用一个9014NPN改装成非门从而来实现循环功能,即用9014来控制4017芯片的开通和关闭,最后加上复位电路即可实现实验目的。
彩灯控制器课程设计

彩灯控制器课程设计彩灯控制器课程设计引言:彩灯控制器是一种用于控制彩色灯光变化的设备,广泛应用于舞台演出、建筑照明、节日庆典等场合。
本课程设计旨在通过学习彩灯控制器的原理和实现方式,培养学生对电路设计、嵌入式系统开发和信号处理的能力。
本文将从课程目标、教学内容、教学方法和评价方式四个方面详细介绍彩灯控制器课程设计。
一、课程目标本课程设计的目标是让学生掌握以下能力:1. 理解彩灯控制器的基本原理,包括LED驱动电路、信号处理和通信协议等;2. 掌握彩灯控制器的硬件设计方法,包括电路图设计、PCB布局和焊接技术等;3. 掌握彩灯控制器的软件开发方法,包括嵌入式系统编程和信号处理算法实现等;4. 运用所学知识设计和实现一个具有一定功能的彩灯控制器原型。
二、教学内容本课程设计包括以下几个主要内容:1. 彩灯控制器的基本原理:介绍LED的工作原理、驱动电路的设计和信号处理的基本概念;2. 彩灯控制器的硬件设计:包括电路图设计、PCB布局和焊接技术等;3. 彩灯控制器的软件开发:包括嵌入式系统编程和信号处理算法实现等;4. 彩灯控制器的功能实现:设计和实现一个具有一定功能的彩灯控制器原型;5. 实验与调试:通过实验和调试,验证彩灯控制器的性能和稳定性。
三、教学方法1. 理论讲解:通过课堂讲解,介绍彩灯控制器的基本原理和相关知识点;2. 设计实践:学生分组进行彩灯控制器硬件和软件设计,并完成一个小型彩灯控制器原型;3. 实验演示:教师进行实验演示,展示彩灯控制器的功能和效果;4. 课堂讨论:引导学生进行课堂讨论,分享彩灯控制器设计中遇到的问题和解决方案;5. 项目评审:对学生设计的彩灯控制器原型进行评审,评价其性能和创新性。
四、评价方式本课程设计的评价方式包括以下几个方面:1. 课堂表现:包括学生的参与度、提问和回答问题的能力等;2. 设计报告:学生需编写彩灯控制器设计报告,详细介绍硬件和软件设计过程;3. 原型演示:学生需演示自己设计的彩灯控制器原型,并展示其功能和效果;4. 项目评审:教师对学生设计的彩灯控制器原型进行评审,评价其性能和创新性。
多彩循环彩灯控制器设计

1设计意义及要求1.1 设计意义(1)通过此次课程设计,加深同学们对理论知识的理解,培养同学们的动手动脑能力以及解决实际问题的能力。
(2)培养同学们之间相互学习、相互交流合作共同解决问题的能力。
(3)培养同学们对电子设计的兴趣,查阅相关资料解决疑难的能力。
(4)同学们自学protues仿真软件画电路图并进行仿真操作,培养学生的自学能力。
(5)增强同学们的创新能力,鼓励同学们设计出属于自己的方案。
1.2 设计要求现有8只彩灯,试设计一控制器,要求彩灯能实现如下追逐图案:(1)使8只彩灯从右到左逐一循环点亮。
(2)使8只彩灯按照 1110 1110左移循环点亮。
(3)使8只彩灯交替闪烁。
(4)接着重复以上的动作,这样一直循环下去。
时间间隔为0.5秒。
(5)严格按照课程设计说明书要求撰写课程设计说明书。
2 方案设计2.1 设计思路2.1.1 设计方案一设计要求彩灯完成三个可以循环的功能,于是就把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。
由555多谐振荡器产生脉冲,再用74LS161进行分频,为电路提供脉冲信号。
彩灯花样控制电路由74LS198和门电路构成。
循环选择控制电路由74LS161和门电路组成。
图2.1 多彩循环彩灯控制器设计方案一系统框图具体设计步骤:先将每个设计的功能要求的单独电路画出来,通过74LS198双向移位寄存器来实现对彩灯的直接控制。
在完成单个功能要求之后,通过计数器74LS161配合相应的门从而选择哪一个门电路结构工作,把预先存在相应门电路结构输入端的数据送到移位寄存器74LS198的数据输入端,并对其进行置数。
给移位寄存器加上相应的反馈,配合脉冲工作,当移位寄存器输出一种彩灯花样结束后,就重新置一次数,切换一种工作状态,从而实现在三种彩灯花样之间的循环。
2.1.2 设计方案二(小组方案)此方案运用AT89S52单片机,通过IO口直接驱动LED灯。
多花样自动切换的彩灯控制器设计 精品

多花样自动切换的彩灯控制器设计1 设计意义及要求1·1设计意义(1)让学生懂得设计的一些思想,培养学生的创新能力和探索知识的思路。
(2)让学生学会独立分析问题和解决问题。
(3)在课程设计过程中,学生需要计算参数和查阅设计资料、学习仿真软件,这让学生综合能力得到提高。
(4)巩固、深化了学生的理论知识。
1·2设计要求(1) 现有8只彩灯,试设计一控制器,要求彩灯能实现如下追逐图案:(2)第1种花样为彩灯从右到左,然后从左到右逐次点亮,全灭全亮,(3) 第2种花样为彩灯两边同时亮1个逐次向中间移动再散开;(4) 2种花样自动变换,循环往复。
时间间隔为1秒。
2·1设计思路依照实验要求,需要彩灯从右到左,然后从左到右逐次点亮,全灭全亮,然后彩灯两边同时亮1个逐次向中间移动再散开,所以电路需要两个四位双向移位寄存器74LS194,然后将两个以为寄存器进行扩展成实验要求的八位。
由于是四位移位寄存器,所以计数电路就要实现四进制计数,因此选择两个74LS161计数器。
由于两个移位寄存器,并且按照实验要求,因此需要控制电路两个数据选择器74LS151分别控制移位寄存器。
实验要求时间间隔为1秒,因此选用555定时器来实现。
最后在根据要求运用门电路来实现控制。
2·2·1设计方案一及电路图原理分析:电路有四部分组成。
第一部分是脉冲产生电路。
其他三部分是计数电路、控制电路、移位寄存显示电路。
计数电路有两片74LS161组成,下面一片计数器实现四进制计数,从0000到0011,然后回到0000,上面一片计数器的使能端与下面一片计数器输出端通过门电路相连,。
这样每次下面的计数器从0011变为0000时,上面的计数器就计数一次。
对应的74LS151数据选择器就会选择不同的电平,从而改变移位寄存器的选择功能,实现左移、右移、并行输入等功能。
当彩灯从右到左,然后从左到右逐次点亮后需要全灭全亮,此时就需要运用计数器各个输出端的门电路来控制计数器清零或者置零,并且让移位寄存器实现并行送入数据的功能,而且送入高电平全亮后立即改变为送入低电平全灭。
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方案比较
方案一电路连接比较复杂,连线很多,需要的元器件很多,连接实物时由于导线和元件较多,某一个出现错误就可能导致得不到正确的结果,所以实物较难实现,连接时一定要细心、认真,要有一定的排除故障的能力。不过这种方案模块比较清晰,仿真调试比较容易找出问题所在,易于理解。这种方案也能锻炼自己的画图能力,以及对芯片的功能的理解能力。
四、
01110111,01010101时使移位寄存器预置数。开始工作时,对移位寄存器进行清零。当地一个秒的脉冲到来时,第一组门结构被选通数据00000001到达移位寄存器数据输入端,并保持八个周期4秒,与此同时,移位寄存器预置数使输出为00000001。而后进入左移工作状态,依次显示00000010,0000010
移位寄存器重新进行预置数,
图多彩循环彩灯控制器设计方案一电路原理图
设计方案二电路图
多彩循环彩灯控制器设计方案二电路原理图如图所示:
工作原理:先用keil软件将C代码生成HEX文,件,将HEX文件下载到单片机AT89S
52里面运行,就会出现彩灯的三种工作花样变化。单片机电路中晶振用来产生脉冲,开关用来复位,单片机工作时应先进行复位操作。
(5)增强同学们的创新能力,鼓励同学们设计出属于自己的方案。
设计要求
现有8只彩灯,试设计一控制器,要求彩灯能实现如下追逐图案:
(1)使8只彩灯从右到左逐一循环点亮。
(2)使8只彩灯按照 1110 1110左移循环点亮。
(3)使8只彩灯交替闪烁。
(4)接着重复以上的动作,这样一直循环下去。时间间隔为秒。
图555多谐振荡器内部原理图
它含有两个电压比较器,一个基本RS触发器,一个放电开关T,比较器的参考电压由三只5KΩ的电阻器构成分压,它们分别使高电平比较器A1同相比较端和低电平比较器A2的反相输入端的参考电平为 和 。A1和A2的输出端控制RS触发器状态和放电管开关状态。当输入信号输入并超越 时,触发器复位,555的输出端3脚输出低电平,同时放电,开关管导通;当输入信号自2脚输入并低于 时,触器置位,555的3脚输出高电平,同时放电,开关管截止。
设计方案二(小组方案)
此方案运用AT89S52单片机,通过IO口直接驱动LED灯。通过编写相应的程序从而实现在三种工作状态之间的切换。
设计框图如图所示:
图多彩循环彩灯控制器设计方案二系统框图
方案设计
设计方案一电路图ห้องสมุดไป่ตู้
多彩循环彩灯控制器设计方案一电路原理图如图所示:
工作原理:
一、接通电源,555多谐振荡器产生周期为秒的脉冲信号,将脉冲信号分别送给计数器74LS161(1)和移位寄存器74LS198。计数器74LS161(1)按照反馈置数法连接成8进制计数器从而实现对脉冲信号周期的扩展,即将原脉冲进行8分频,得到周期为4秒的脉冲信号。用周期为4秒的脉冲信号触发下一个计数器74LS161(2),把74LS161(2)连接成3进制计数器,Q1Q0就有三种循环状态00,01,10,00……
二、将8个二输入与门7408作为一组,每个与门的选出一个输入端口连接在一起,接控制信号,一共放置3组,组成3个与门结构。每组的二输入与门的另一个输入端分别接上移位寄存器74LS198所需要的预置数,3组分别为00000001,111011
三、74LS161(2)的数据输出端Q1Q0有三种循环状态00,01,10。Q1Q0输出通过一个二输入或非门7402接到第一组与门结构的控制信号输入端;Q0通过反相器4069取反与Q1接到第二组门结构的控制信号输入端;Q1通过反相器4069取反与Q0接到第三组门结构的控制信号输入端。这样当计数器74LS161(2)的输出Q1Q0在00,01,10间循环变化时。三组门结构分别循环被选通,预先存在输入端的预置数被送到移位寄存器的数据输入端。每组门结构工作的周期为4秒,恰好为彩灯一种工作状态的时间。
多彩循环彩灯控制器设计
1 设计意义及要求
设计意义
(1)通过此次课程设计,加深同学们对理论知识的理解,培养同学们的动手动脑能力以及解决实际问题的能力。
(2)培养同学们之间相互学习、相互交流合作共同解决问题的能力。
(3)培养同学们对电子设计的兴趣,查阅相关资料解决疑难的能力。
(4)同学们自学protues仿真软件画电路图并进行仿真操作,培养学生的自学能力。
图多彩循环彩灯控制器设计方案一系统框图
具体设计步骤:先将每个设计的功能要求的单独电路画出来,通过74LS198双向移位寄存器来实现对彩灯的直接控制。在完成单个功能要求之后,通过计数器74LS161配合相应的门从而选择哪一个门电路结构工作,把预先存在相应门电路结构输入端的数据送到移位寄存器74LS198的数据输入端,并对其进行置数。给移位寄存器加上相应的反馈,配合脉冲工作,当移位寄存器输出一种彩灯花样结束后,就重新置一次数,切换一种工作状态,从而实现在三种彩灯花样之间的循环。
(5)严格按照课程设计说明书要求撰写课程设计说明书。
2 方案设计
设计思路
设计方案一
设计要求彩灯完成三个可以循环的功能,于是就把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。由555多谐振荡器产生脉冲,再用74LS161进行分频,为电路提供脉冲信号。彩灯花样控制电路由74LS198和门电路构成。循环选择控制电路由74LS161和门电路组成。
方案二由于单片机具有以下优点
(1)、具有优异的性价比
(2)、集成度高、体积小、可靠性高
(3)、控制功能强
(4)、低电压、低功耗
使得电路简单,器件少,连线简单,但是使用单片机,程序调试复杂,且不利于锻炼硬件调试能力。
由于方案一实物器件不足,实现连线等起来有一定难度,且本实验主要要求仿真出正确结果,并熟练使用protues进行画图和仿真,因此我们小组方案选择实验二实现实物连接,同时也锻炼同学们读程序、写程序的能力。
3部分电路设计
多谐振荡器的设计
555定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件,电源电压范围宽,可在~16V工作,其中7555可在3~18V工作,输出驱动电流约为200mA,因而其输出可与TTL、CMOS或者模拟电路电平兼容。其成本低,性能可靠,只需要外接几个电阻、电容,就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。其内部原理图如下所示: