彩灯控制器的设计实验报告
微机原理课程设计报告彩灯控制器
专业班级：计算机1301姓名：学号：指导老师：2016年 1 月15 日彩灯控制器一、实验要求、设计目的及功能实现实验要求：现在有8盏彩灯，4个开关作为输入，控制4种闪烁方式。
当没有开关闭合时，4种花型依次轮流闪烁，每种花型闪烁时间持续2分钟，每盏灯点亮的时间为1秒。
只有某一个开关闭合时，对应的花型连续不断的闪烁。
设计实现该功能的电路，并编写完整的代码。
设计目的：（1）巩固和加深微机原理所学知识；（2）学习掌握一般的软硬件的设计方法和查阅、运用资料的能力。
所实现的功能：本课程设计所设计的彩灯控制器的主要功能有：向外发散显示、向中递推显示、0-7依次显示、奇数灯显示，偶数灯显示等功能。
输出采用8个二极管显示，每个灯亮1秒。
二、实验原理在这次课程设计中主要用到了8255A可编程并行接口芯片可用程序来设置芯片的工作方式，通用性强，使用灵活，可为CPU与外设之间提供并行输入/输出的通道。
8254给1S的信号送到8259，再送到8255A控制灯亮的时间。
三、硬件原理图0 0000000000000000000000000008255工作原理及内部结构1.8255A内部结构8255A的内部结构如图2所示，它由4部分组成：(1) 数据总线缓冲器它是一个双向三态8位缓冲器,用作与系统总线连接是的缓冲部件.CPU与8255A之间所有的数据的发送与接收以及CPU向8255A发送的控制信息和8255A向CPU回送的状态信息都是通过它传送的(2)三个8位端口PA、PB、PC端口A(PA口)：有一个8位数据输入锁存器和一个8位数据输入锁存/缓冲器;端口B(PB口)：有一个8位数据输入缓冲器和一个8位数据输入/输出,锁存/缓冲存储器器;端口C(PC口)：有一个8位数据输入缓冲存储器器和一个8位数据输出锁存/缓冲器。
通常PA口与PB口用作输入/输出的数据端口,PC口用作控制和状态信息端口。
PC口可以分为两个四位的端口,每个端口包含一个四位锁存器,可分别同PA 口和PB口配合使用,用作控制信号(输出)或作为状态信号(输入)。
课程设计报告(彩灯控制器)
西安文理学院机械电子工程系课程设计报告专业班级电子信息工程（1）班课程数字电子技术题目彩灯控制器学号学生姓名指导教师2010年 1月西安文理学院机械电子工程系课程设计任务书学生姓名专业班级学号指导教师职称教授教研室课程数字电子技术题目彩灯控制器任务与要求1.掌握NE555定时器的原理及使用方法。
2.学习74LS138译码器的使用方法。
3.掌握CD4040计数器的使用方法。
4.按照设计图连好电路，实现所需功能。
5.攥写课程设计报告开始日期 2009年12月28日完成日期2010年1月8日2010年1月8日目录设计目的 (1)设计任务和要求 (1)总体设计方案 (2)功能模块设计与分析 (5)电路的安装与调试 (8)实验仪器及元器件清单 (11)心得体会 (10)附录一系统电路图 (9)一、设计目的用CD4040芯片、LS138芯片、NE555芯片完成彩灯控制器。
二、设计要求和任务通过循序渐进地独立完成数字电路的设计任务，加深对理论知识的理解，有效地提高了动手能力，独立分析问题、解决问题能力，协调能力和创造性思维能力。
重点提高在数字电路应用方面的实践技能，树立严谨的科学作风，培养综合运用理论知识解决实际问题的能力。
通过电路的设计、安装、调试、整理资料等环节，初步掌握工程设计方法和组织实践的基本技能，逐步熟悉开展科学实践的程序和方法。
基本要求：（一）．掌握数字逻辑电路分析和设计的基本方法1.根据设计任务和指标，初选电路；2.通过调查研究、设计计算，确定电路方案；3.选测元器件，安装电路，独立进行试验，并通过调试改进方案；4.分析课程设计结果，写出设计报告。
（二）．培养一定自学能力和独立分析问题、解决问题能力1.学会分析、找出解决问题的方法；2.对设计中遇到的问题，能独立思考，查阅资料，寻找答案；3.掌握一些测试电路的基本方法，课程设计中出现一般故障，能通过“分析、观察、判断、试验、再判断”的基本方法独立解决；4.能对课程设计结果进行分析和评价。
彩灯控制器实验报告.
电工电子课程设计实验报告题目名称：彩灯控制器指导教师：姓名：学号：专业班级：日期：前言电子技术课程设计是配合电子技术基础课程与实验教学的一个非常重要的教学环节。
它是电气信息类专业学生的重要基础实践课，也是工科专业的必修课，能巩固电子技术的理论知识，提高电子电路的设计水平，加强综合分析问题和解决问题的能力，进一步培养学生的实验技能和动手能力，启发学生的创新意识及创新思维。
完成本次课程设计，对进行毕业设计及毕业后从事电子技术方面的工作都有很大的帮助。
近年来，由于集成电路的迅速发展，使得数字逻辑电路的设计发生了根本性的变化。
在设计中更多的使用中规模集成电路，不仅可以减少电路组件的数目，使电路简捷，而且能提高电路的可靠性，降低成本。
因此用集成电路来实现更多更复杂的器件功能则成为必然。
现代生活中，彩灯越来越成为人们的装饰品，它不仅能美化环境，渲染气氛，还可用于娱乐场所和电子玩具中，现以该课题为例进行分析与设计可编程的彩灯控制的电路很多，构成方式和采用的集成片种类、数目更是五花八门，而且有专门的可编程循环彩灯控制电路。
绝大多数的彩灯控制电路都是用数字电路来实现的，例如，用中规模集成电路实现的彩灯控制器主要用计数器，译码器，分配器和移位寄存器等集成。
本次设计的可编程彩灯控制电路就是用寄存器、计数器和译码器等来实现，其特点是用发光二极管显示，实现可预置编程循环功能。
目录前言 1一、课题设计任务及要求 .3二、设计目的 3三、优选设计方案 4四、整体设计思想及原理框图 5五、各模块设计与分析 61、脉冲发生电路 72、控制电路和译码电路 103、存储电路 124、数码管显示电路 .14六、元器件清单 15七、安装及调试中出现的问题和解决方法 15八、设计感想 17附录一、实验电路图 20二、实验电路连接图 .21三、参考文献 21一、课题设计任务及要求课题名称：可编程彩灯控制器设计任务及要求：通过对硬件编程，将图形、文字、动画存储在E2PROM中，通过计数器控制图形、文字、动画的地址，在利用显示矩阵显示出来。
数电课程设计报告彩灯控制器
一、设计题目彩灯控制器 要求：1、有10只LED ，L 0、L 1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8、L 9； 2、显示方式：① 先奇数灯依次熄灭； ② 再偶数灯依次熄灭； ③ 再由L 0 到L 9 灯依次熄灭； 3、显示间隔可自定。
注意：由于本题在Multisim10上做的仿真，所以此题仿真电路只能在Multisim10版本或以上运行。
二、实验器材74161 2个 与非门 1个 函数信号发生器1个+5V 电源 2个 74LS138 5个 与门 若干LED 灯10个非门10个三、设计方案 1、按课程设计题目来看，要求实现彩灯的23 种状态，此处可以用一个23 进制的计数器实现，从0 到22 种状态来控制这23 种状态（00000－10110），然后把计数器用译码器译成可以实现的高低电平。
再写出这23 种状态和计数器数字对应的真值表，计算出逻辑式，便可实现题目要求的彩灯控制。
由上分析可知需要一个23进制的计数器，然后需要一个5-32译码器，然后在由门电路连接LED 灯。
如下图所示：2、各个模块的原理（1）、 23 进制计数器：用2 个74161进行并行连接成23 进制计数器； （2）、5-32 译码器：用5 个74LS138 实现5-32 译码功能； （3）、各门电路的连接：根据真值表，用与门将各个电路和LED 灯连接起来。
3、真值表由23进制计数器输入一个五位二进制数（00000－10110），输出彩灯所对应的状态（1表示灯亮，0表示灯灭），对应的真值表如下：10个LED灯各个门电路的连接5-32译码器函数信号发生器23进制计数器L0L1L2L3L4L5L6L7L8L90 1 1 1 1 1 1 1 1 1 11 1 0 1 1 1 1 1 1 1 12 1 0 1 0 1 1 1 1 1 13 1 0 1 0 1 1 1 1 1 14 1 0 1 0 1 0 1 1 1 15 1 0 1 0 1 0 1 0 1 16 1 0 1 0 1 0 1 0 1 07 1 1 1 1 1 1 1 1 1 18 0 1 1 1 1 1 1 1 1 19 0 1 0 1 1 1 1 1 1 110 0 1 0 1 0 1 1 1 1 111 0 1 0 1 0 1 0 1 1 112 0 1 0 1 0 1 0 1 0 113 1 1 1 1 1 1 1 1 1 114 0 1 1 1 1 1 1 1 1 115 0 0 1 1 1 1 1 1 1 116 0 0 0 1 1 1 1 1 1 117 0 0 0 0 1 1 1 1 1 118 0 0 0 0 0 1 1 1 1 119 0 0 0 0 0 0 1 1 1 120 0 0 0 0 0 0 0 1 1 121 0 0 0 0 0 0 0 0 0 122 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0四、各个模块的制作1、23进制计数器23进制计数器是由两个16进制计数器构成，并且将23进制计数器的每个状态输出，令其对应LED的每一种状态，计数器实现如下图:图1 23进制计数器注：上图中左侧的5个输出从左到右电位依次升降低。
彩灯控制程序设计实验
彩灯控制程序设计实验本实验主要是为了让学生掌握单片机的GPIO控制输入输出嵌入式系统的基本原理，了解彩灯的控制原理，掌握运用彩灯控制的相关知识和技能。
在本实验的过程中，学生需要运用STM32F103单片机进行彩灯控制程序设计，通过模拟输入控制、中断服务控制、定时器控制、串口控制和PWM控制等方式，控制LED及RGB彩灯等外设，实现各种彩灯效果。
实验器材：1. STM32F103单片机开发板2. USB转串口线3. 彩灯开发板4. 杜邦线若干根实验环境：MCU开发环境：Keil5串口调试工具：SecureCRT实验步骤：1、搭建硬件环境将STM32F103单片机开发板和彩灯开发板连接起来。
连接方式如下：将单片机的PB9引脚连接在彩灯的DOUT引脚上；2、编写程序程序设计的主要思路在于，利用单片机的GPIO控制输入输出，通过串口调试工具与STM32F103单片机进行通信，实现彩灯的各种控制效果。
2.1控制LED输出例如，为了控制LED闪烁，可以将GPIOB的输出模式设置为高速推挽输出模式，可以利用HAL库中的GPIO_Init()函数进行配置，代码如下：void LED_GPIO_Config(void){GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};//使能GPIO口的时钟__HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();//GPIO配置GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_12;GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);}在主函数中调用该函数后，即可控制LED的灯光频闪，代码如下：2.2通过按钮控制彩灯开启/关闭在彩灯板上有两个按钮，分别是PLAY和MODE。
彩灯的控制实训报告
实训题目：彩灯的控制1.整机设计1.1 设计要求1.1.1 设计任务设计由几种常用集成数字芯片组成的彩灯控制电路，彩灯用8个发光二极管代替，设置外部操作开关，它具有控制彩灯亮点的右移、左移、全亮及全灭等功能。
1.1.2 性能指标要求一、设置外部操作开关，它具有控制彩灯亮点的右移、左移、全亮及全灭等功能二、彩灯亮点移动时间间隔取1秒三、占空比约等于50%四、彩灯的布图形状随意1.2 整机实现的基本原理及框图1.2.1 基本原理通过两片集成双向移位寄存器74LS194和拨码开关控制右移﹑左移和一个拨码开关进行预置端让其全亮﹑全灭和一个由555芯片构成的CP产生电路。
移位寄存器74LS194是一个具有移位功能的寄存器，寄存器中所存的代码能够在一位脉冲的作用下依次左移或右移，555芯片是一种产生时间延迟和多种脉冲信号的电路，并且集成芯片74LS04是非门，能进行循环。
所以此电路的基本原理是由555芯片产生脉冲，传给移位寄存器74LS194，再经过非门与拨码开关实现循环、左移、右移、全亮、全灭的功能。
1.2.2 总体框图总体框图2．各功能电路实现原理及电路设计 整个电路的设计电路图:（1） 电源输入接口由一个接口和一个发光二极管（如果接入正确则灯亮）和一个300欧的电阻保护。
其电路图如下：电 源 输 入 接 口彩 灯 控 制 电 路555 芯 片 CP 产 生 电 路彩 灯 演 示 电 路电源输入接口（2）555芯片CP产生电路方案一：由555定时器接成多谐振动器。
其图如下：555定时器接成多谐振动器图振动周期： T=0.7（R1+2R2）C输出脉冲占空比： q=(R1+R2)/(R1+2R2)方案二：由555定时器接成多谐振动器但其占空比可调。
其图如下555定时器接成多谐振动器占空比可调图在这次电路设计中我选择的CP产生电路是第2中方案，是为了便于调占空比。
电容取：4.7μf 0.01μf电阻取：两个47kΩ 50kΩ精密电位器：50kΩ精密电位器其原理图如下：555芯片CP产生电路（2）彩灯控制电路2片移位寄存器74LS194级联实现。
实验三彩灯控制器设计实验
实验三彩灯控制器设计实验一、实验目的1、通过实验初步了解实验箱上的频率源的基本使用方法。
2、通过阅读彩灯实验程序，了解编程并行处理的思维方式。
3、初步掌握EDA开发软件的调试方法。
二、实验要求1、阅读和了解彩灯的编程思路。
2、验证彩灯实验。
三、实验设备1、计算机一台2、EDA——Ⅳ实验箱一台四、实验原理在本实验中（如附录1-NO.4所示），8个彩灯共阴接地，阳极分别为10k10的8个I/O相连，I/O输出变化的电平，来控制彩灯的点亮。
五、实验连线1 将实验板正中上方，JPLED1（数码管右下方）的短路帽右插；JPLED的七个短路帽全部上插；2 实验板右下方频率选择区中CLK5(即JP153)的短路帽接1Hz或23Hz；五、实验内容与步骤1、打开MAX+plusⅡ软件，编辑项目文件“File →Project →Name →light,”。
2、打开文本文件，light.vhd。
3、阅读原文件：--彩灯显示实验library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity light isport(clk1: in std_logic; ---时钟信号light: buffer std_logic_vector(7 downto 0)); --输出end light;architecture behv of light isconstant len: integer:=7;signal banner: std_logic:='0'; ----定义信号banner为两种节拍转换信号；signal clk,clk2: std_logic; ----信号CLK1，CLK2作为辅助时钟beginclk<=(clk1 and banner) or (clk2 and not banner);process(clk1)beginif clk1'event and clk1='1' then ---CLK1二分频得CLK2 clk2<=not clk2;end if;end process;process(clk) ----variable flag: bit_vector(2 downto 0):="000";beginif clk'event and clk='1' thenif flag="000" thenlight<='1' & light(len downto 1); ----顺序循环移位if light(1)='1' then ----依次点亮flag:="001";end if;elsif flag="001" then ———依次熄灭light<=light(len-1 downto 0) & '0';if light(6)='0' thenflag:="010";end if;elsif flag="010" thenlight(len downto 4)<=light(len-1 downto 4)&'1'; ---从中间向两边点light(len-4 downto 0)<='1'&light(len-4 downto 1);if light(1)='1' thenflag:="011";end if;elsif flag="011" thenlight(len downto 4)<='0'&light(len downto 5); ----从两边向中间熄light(len-4 downto 0)<=light(len-5 downto 0)&'0';if light(2)='0' thenflag:="100"; end if;elsif flag="100" thenlight(len downto 4)<='1'&light(len downto 5); ----奇偶位循环点亮light(len-4 downto 0)<='1'&light(len-4 downto 1);if light(1)='1' thenflag:="101";end if;elsif flag="101" thenlight<="00000000";flag:="110";elsif flag="110" then ----从新开始banner<=not banner; ---banner信号转换，实现第二种节拍flag:="000";end if;end if;end process;end behv;4、选择器件：点击”Assign→Device”然后选择EPF10K10LC84-4。
彩灯控制器的设计报告(标准完整版)含程序电路图.
目录1 设计任务与方案选择 (2)1．1 设计任务与指标 (2)1．1．1 设计任务 (2)1．1．2 设计指标 (2)1．2 系统方案选择 (2)2 系统设计 (2)2．1 系统硬件设计 (2)2．1．1 控制器模块 (3)2．1．2 按键模块 (4)2．1．3 LED显示模块 (4)2．1．4 硬件元件清单 (4)2．2 软件设计与仿真 (5)2．2．1 LED主程序设计 (5)2．2．2 仿真软件简介 (7)2．2．3 仿真结果 (7)3 系统调试 (10)3．1 程序问题 (10)3．2 误差分析 (10)4 总结 (11)参考文献： (11)附录A：程序清单 (11)附录B：仿真电路 (14)附录C：实物图 (14)彩灯控制器的设计通信工程专业学生xxx、xxx、xxx指导教师xxx摘要：随着人们生活环境的不断改善和美化，在许多场合可以看到彩色霓虹灯。
LED 彩灯由于其丰富的灯光色彩，低廉的造价以及控制简单等特点而得到了广泛的应用，用彩灯来装饰街道和城市建筑物已经成为一种时尚。
特别是每当节日的到来，节日彩灯更是到处都看的到。
节日彩灯已成为生活中不可缺少的装饰物。
它集中地运用了单片机、LED、，自动控制等技术，是典型的基于单片机的电子产品。
本文以AT89C51单片机为控制核心，采用模块化的设计方案，运用LED彩灯、按键等组成电路，实现彩灯在开启时满足不一样的闪亮方法。
关键词：LED 单片机AT89C51按键控制Lantern Controller DesignStudent majoring in Communication Engineering xxx、xxx、xxxTutor xxxAbstract：As people's living environment of continuous improvement and landscaping, on many occasions can see color neon lamp. LED lantern due to its rich color of light, low cost and easy control and widely used, decorated with lanterns to streets and buildings of the city has become a kind of fashion. Especially when the arrival of the festival, Lantern Festival is everywhere to see. Lantern Festival has become indispensable in the life of the decoration. It focuses on use of SCM, LED,, the automatic control technology, is a typical electronic products based on single chip microcomputer. This paper takes AT89C51 MCU as the control core, modular design, use LED lights, keyboard circuit, realizes illumination when opened to meet different flashing method.Key words:Landscaping；SCM；A T89C51；Keyboard引言随着人们生活环境的不断改善和美化，在许多场合可以看到彩色霓虹灯。
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专业班级
院系物理与电子信息学院
姓名学号同组人
实验室组号日期
成绩
课程单片机原理与应用指导老师肖鹏程
试验项目编号
试验项目名称多功能彩灯控制器的设计一、实验目的
1．熟悉Keil uVision2软件的安装和应用；
2．熟悉Proteus7.8软件的安装和应用；
3．掌握《单片机多功能彩灯控制器的设计》的编程、仿真和调试方法。
二、实验环境
1．微机一台；
2．Proteus7.8电路设计和仿真软件；
3．Keil uVision2编译和调试软件；
三、实验原理
图1是单片机多功能彩灯控制器的电路原理图，P2接8只LED，限流电阻为220Ω，时钟电路接在单片机的DIP18、DIP19，复位电路接在单片机的DIP9, DIP31接Vcc。
要求用C语言编写程序，使该电路的功能为，上电后8只LED的显示状态为：【○○○○○○○●】→【○○○○○○●○】→【○○○○○●○○】→【○○○○●○○○】→【○○○●○○○○】→【○○●○○○○○】→【○●○○○○○○】→【●○○○○○○○】→【○○○○○○○○】，
时间间隔为300mS，循环往复。
图1单片机输出控制电路原理图
多功能彩灯控制器的参考程序如下：
#include <AT89X51.H>
unsigned char code table001[]={128,64,32,16,8,4,2,1,0};
void delay300ms();
main()
{
unsigned char m;
while(1)
{
for(m=0;m<=8;m++)
{
P2=~table001[m];
delay300ms();
}
}
}
void delay300ms()
{
unsigned char i,j,k;
for(i=3;i>0;i--)
for(j=200;j>0;j--)
for(k=248;k>0;k--);
}
四、实验步骤
1．安装Keil uVision2；
2．安装Proteus 7.8；
3．在Proteus ISIS环境下设计一个用单片机的I/O口（P2）作为Output控制8只LED的电路；
4．在Keil uVision2环境下，用C语言编写多功能彩灯控制器的程序，编译生成hex文件。
当出现错误时，使用Debug调试和修改程序，直到生成hex文件。
5．将生成的hex文件加载到单片机，运行仿真，观察现象，记录结果；
五、实验记录与处理
1. 多功能彩灯控制器的实验结果（仿真）如下：
时间LED工作状态时间LED工作状态
0 0。