八路彩灯控制器的设计上课讲义
EDA课程设计：八路彩灯控制器
EDA课程设计：八路彩灯控制器第一篇：EDA课程设计：八路彩灯控制器EDA课程设计设计题目：基于VHDL的8路彩灯控制器设计一、课程设计的目的1．熟悉QuartusⅡ软件的使用方法,使用VHDL 文本输入设计法进行任务设计。
2．增强自己实际动手能力,独立解决问题的能力。
3．通过课程设计对所学的知识进行更新及巩固.二、课程设计的基本要求本次课程设计是设计一个8路彩灯控制器，能够控制8路彩灯按照两种节拍，三种花型循环变化。
设计完成后，通过仿真验证与设计要求进行对比，检验设计是否正确。
三、课程设计的内容编写硬件描述语言VHDL程序，设计一个两种节拍、三种花型循环变化的8路彩灯控制器，两种节拍分别为0.25s和0.5s。
三种花型分别是：（1）8路彩灯分成两半，从左至右顺次渐渐点亮，全亮后则全灭。
（2）从中间到两边对称地渐渐点亮，全亮后仍由中间向两边逐次熄灭。
（3）8路彩灯从左至右按次序依次点亮，全亮后逆次序依次熄灭。
四、实验环境PC机一台；软件Quartu sⅡ6.0五、课程设计具体步骤及仿真结果1、系统总体设计框架结构分频模块：把时钟脉冲二分频，得到另一个时钟脉冲，让这两种时钟脉冲来交替控制花型的速度。
二选一模块：选择两种频率中的一个控制彩灯的花型。
8路彩灯的三种花型控制模块：整个系统的枢纽，显示彩灯亮的情况。
2、系统硬件单元电路设计1.分频模块设计实验程序：library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity fenpin2 isport(clk:in std_logic;clkk:out std_logic);end fenpin2;architecture behav of fenpin2 is beginprocess(clk)variable clkk1:std_logic:='0';beginif clk'event and clk='1' thenclkk1:= not clkk1;end if;clkk<=clkk1;end process;end behav;RTL电路图：波形图：2.二选一模块设计实验程序：library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity mux21 is port(a,b,s:in std_logic;y:out std_logic);end mux21;architecture behave of mux21 is begin process(a,b,s)begin if s='0' then y<=a;else y<=b;end if;end process;end behave;RTL电路图：波形图：3.8路彩灯的三种花型控制模块设计程序: library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity color8 is port(clk,rst :in std_logic;q:out std_logic_vector(7 downto 0));end;architecture a of color8 is signal s:std_logic_vector(4 downto 0);begin process(s,clk)begin if rst='1' then s<=“00000”;elsif clk'event and clk= '1' then if s=“11111” thens<=“00000”;else s<=s+1;end if;case s is when “00000”=>q<=“00000000”;when“00001”=>q<=“10001000”;when“00010”=>q<=“11001100”;when“00011”=>q<=“11101110”;when “00100”=>q<=“11111111”;when “00101”=>q<=“00000000”;when“00110”=>q<=“00011000”;when“00111”=>q<=“00111100”;when“01000”=>q<=“01111110”;when“01001”=>q<=“11111111”;when“01010”=>q<=“11100111”;when“01011”=>q<=“11000011”;when“01100”=>q<=“10000001”;when“01101”=>q<=“00000000”;when“01110”=>q<=“10000000”;when“01111”=>q<=“11000000”;when“10000”=>q<=“11100000”;when“10001”=>q<=“11110000”;when“10010”=>q<=“11111000”;when“10011”=>q<=“11111100”;when“10100”=>q<=“11111110”;when“10101”=>q<=“11111111”;when“10110”=>q<=“11111110”;when“10111”=>q<=“11111100”;w hen“11000”=>q<=“11111000”;when“11001”=>q<=“11110000”;when“11010”=>q<=“11100000”;when“11011”=>q<=“11000000”;when“11100”=>q<=“10000000”;when“11101”=>q<=“00000000”;when others=>null;end case;end if;end process;end;RTL电路图：波形图：4.综合程序library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity fenpin2 isport(clk:in std_logic;clkk:out std_logic);end fenpin2;architecture behav of fenpin2 is beginprocess(clk)variable clkk1:std_logic:='0';beginif clk'event and clk='1' thenend if;clkk<=clkk1;end process;end behav;library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity mux21 is port(a,b,s:in std_logic;y:out std_logic);end mux21;architecture behave of mux21 is begin process(a,b,s)begin if s='0' then y<=a;else y<=b;end if;end process;end behave;library ieee;clkk1:= not clkk1;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity color8 is port(clk,rst :in std_logic;q:out std_logic_vector(7 downto 0));end;architecture a of color8 is signal s:std_logic_vector(4 downto 0);begin process(s,clk)begin if rst='1' then s<=“00000”;elsif clk'event and clk= '1' then if s=“11111” thens<=“00000”;else s<=s+1;end if;case s is when “00000”=>q<=“00000000”;when“00001”=>q<=“10001000”;when“00010”=>q<=“11001100”;when“00011”=>q<=“11101110”;when“00100”=>q<=“11111111”;when“00101”=>q<=“00000000”;when“00110”=>q<=“00011000”;when“00111”=>q<=“00111100”;when“01000”=>q<=“01111110”;when“01001”=>q<=“11111111”;when“01010”=>q<=“11100111”;when“01011”=>q<=“11000011”;when “01100”=>q<=“10000001”;when “01101”=>q<=“00000000”;when“01110”=>q<=“10000000”;when“01111”=>q<=“11000000”;when“10000”=>q<=“11100000”;when“10001”=>q<=“11110000”;when“10010”=>q<=“11111000”;when“10011”=>q<=“11111100”;when“10100”=>q<=“11111110”;when“10101”=>q<=“11111111”;when“10110”=>q<=“11111110”;when“10111”=>q<=“11111100”;when“11000”=>q<=“11111000”;when“11001”=>q<=“11110000”;when“11010”=>q<=“11100000”;when“11011”=>q<=“11000000”;when“11100”=>q<=“10000000”;when“11101”=>q<=“00000000”;when others=>null;end case;end if;end process;end;library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity balucaideng is port(clk,s,rst:in std_logic;q:out std_logic_vector(7 downto 0));end;architecture one of balucaideng issignal h0,h1:std_logic;component fenpin2port(clk:in std_logic;clkk:out std_logic);end component;component mux21 port(a,b,s:in std_logic;y:out std_logic);end component;component color8 port(clk,rst :in std_logic;q:out std_logic_vector(7 downto 0));end component;begin u1: fenpin2 port map(clk=>clk，clkk=>h0);u2: mux21 port map(a=>h0，b=>clk，s=>s;y=>h1);u3: color8 port map(clk=>h1，rst=>rst，q=>q);end;波形图：六、实验总结第二篇：eda课程设计-彩灯控制器1.设计目的学习EDA开发软件和MAX+plus Ⅱ的使用方法，熟悉可编程逻辑器件的使用，通过制作来了解彩灯控制系统。
8路彩灯控制器说课讲解
8路彩灯控制器8路彩灯控制器一课程设计题目（与实习目的）（1）题目：多路彩灯控制器（2）实习目的：1．进一步掌握数字电路课程所学的理论知识。
2．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。
3．了解数字系统设计的基本思想和方法，学会科学分析和解决问题。
4．培养认真严谨的工作作风和实事求是的工作态度。
5．作为课程实验与毕业设计的过度，课程设计为两者提供了一个桥梁。
二任务和要求实现彩灯控制的方法很多，如EPROM编程、RAM编程、单板机、单片机等，都可以组成大型彩灯控制系统。
因为本次实习要求设计的彩灯路数较少，且花型变换较为简单，故采用移位寄存器型彩灯控制电路。
（1）彩灯控制器设计要求设计一个8路移存型彩灯控制器，要求：1. 彩灯实现快慢两种节拍的变换；2. 8路彩灯能演示三种花型（花型自拟）；3. 彩灯用发光二极管LED模拟；4. 选做：用EPROM实现8路彩灯控制器，要求同上面的三点。
（2）课程设计的总体要求1．设计电路实现题目要求；2．电路在功能相当的情况下设计越简单越好；3. 注意布线，要直角连接，选最短路径，不要相互交叉；4. 注意用电安全，所加电压不能太高，以免烧坏芯片和面包板。
三总体方案的选择（1）总体方案的设计针对题目设计要求，经过分析与思考，拟定以下二种方案：方案一：总体电路共分三大块。
第一块实现花型的演示；第二块实现花型的控制及节拍控制；第三块实现时钟信号的产生。
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。
第一块实现花型的演示；第二块实现花型的控制；第三块实现节拍控制；第四块实现时钟信号的产生。
并在部分电路的设计上与方案一采用了完全不同的方法，如花型的控制。
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，前者将花型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。
这样设计，其优点在于：设计思想比较简单。
八路彩灯课程设计
八路彩灯课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并掌握八路彩灯的基本电路原理和电路连接方式。
2. 学生能够运用所学的电子元件知识，正确选择和连接八路彩灯所需的元器件。
3. 学生能理解并解释八路彩灯控制过程中涉及的电子技术概念，如电压、电流、电阻等。
技能目标：1. 学生能够独立完成八路彩灯电路的设计与搭建，展示动手实践能力。
2. 学生能够运用问题解决策略，分析和解决在搭建八路彩灯过程中遇到的技术问题。
3. 学生通过小组合作，培养团队协作和沟通能力。
情感态度价值观目标：1. 学生通过参与八路彩灯的制作，培养对科学技术的兴趣和好奇心，增强学习动力。
2. 学生在实践过程中，培养耐心、细致、勇于尝试和创新的科学精神。
3. 学生能够关注电路在生活中的应用，认识到科技与生活的紧密联系，提高环保意识和节能意识。
课程性质：本课程为实践性强的电子技术课程，旨在通过学生动手实践，将理论知识与实际应用相结合。
学生特点：五年级学生，具有一定的电子元件知识基础，好奇心强，喜欢动手实践。
教学要求：注重理论与实践相结合，关注学生的个体差异，鼓励学生思考、提问，培养解决问题的能力。
通过课程目标的设定，分解学习成果，使学生在实践中掌握知识，提升技能，培养情感态度价值观。
二、教学内容本课程依据课程目标，结合教材内容，组织以下教学大纲：1. 电子元件知识回顾：复习之前学过的电阻、电容、二极管等电子元件的基本原理和功能。
2. 八路彩灯电路原理：讲解八路彩灯电路的设计思路，包括串联、并联电路的特点及其在彩灯中的应用。
3. 元器件选择与连接：详细介绍如何根据电路需求选择合适的电子元件，并教授正确的连接方法。
4. 搭建八路彩灯电路：指导学生动手搭建八路彩灯电路，掌握电路连接和调试技巧。
5. 故障分析与解决：教授学生在搭建过程中遇到问题的分析方法，培养解决问题的能力。
教学内容安排与进度：第一课时：回顾电子元件知识，介绍八路彩灯电路原理。
第二课时：学习元器件选择与连接，进行电路搭建前的准备工作。
八路彩灯课程设计八路彩灯控制器的设计
八路彩灯课程设计--八路彩灯控制器的设计课程设计报告课程: 数字电路题目:八路彩灯控制器的设计院系: 物理与电子信息学院专业: 2011级电子信息科学与技术学号: 20111302031姓名: 李俊完成日期: 2008 年 6 月 22 日摘要：本次八路彩灯电路的制作主要采用74LS194芯片接成扭环形结构的移位寄存器来实现，通过555定时电路组成多谢振荡电路。
整个电路主要由移位寄存器、控制电路、脉冲发生器构成8个彩灯的循环控制，并且可以组成多种花型。
关键词：控制、循环、555定时电路一、设计内容与设计要求1.设计目的⑴学会将一个实际情况抽象为逻辑电路的逻辑状态的方法。
⑵掌握计数、译码、显示综合电路的设计与调试方法。
⑶掌握实际输出电路不同要求的实现方法。
2.设计任务八路彩示系统，该系统实现以下功能：⑴八路彩灯从左向右逐次渐亮，间隔为1秒。
⑵八路彩灯从右向左逐次渐灭，间隔为1秒。
⑶八路彩灯同时亮，时间为0.5秒，然后同时变暗，时间为0.5秒，反复4次。
3.设计要求⑴确定总体设计方案画出总方框图，确定各单元电路的功能，进行单元电路的设计，画出逻辑图。
⑵选择元器件型号。
⑶画出总逻辑图和装配图，并在实验板上组装电路。
⑷进行电路调试，使其达到设计要求。
⑸写出总结报告。
4.参考器件555定时器、计数器、双向移位寄存器、显示译码管、数码显示管、发光二极管及一些门电路等。
二、总体设计思路根据课程设计课题要求，要实现本系统，需要设计时钟脉冲产生电路，循环控制电路和彩灯花样输出电路。
时钟脉冲产生电路由74LS163分频实现，循环控制电路由74LS163和74LS10实现，彩灯花样输出电路由74LS194和相关逻辑电路实现。
三、总体设计原理1.基本原理由设计要求出发可知彩灯的三个节拍可以用移位寄存器74LS194实现，通过控制S0和S1实现右移、左移和送数，通过控制CLR ＇控制清零。
第一节拍为1右移，第二节拍为0左移，第三节拍全亮为置数1，全灭为清零。
8彩灯控制器课程设计
8彩灯控制器课程设计一、课程目标知识与理解：1. 学生能理解8彩灯控制器的基本原理，掌握其电路组成及功能。
2. 学生能描述8彩灯控制器的编程方法，了解与掌握相关编程语言的运用。
3. 学生了解8彩灯控制器在现实生活中的应用，认识到其在科技领域的重要性。
技能与运用：1. 学生能够独立完成8彩灯控制器的组装，并运用所学知识进行调试。
2. 学生能够运用编程语言对8彩灯控制器进行编程，实现不同的灯光效果。
3. 学生能够运用8彩灯控制器解决实际问题，培养创新意识和动手能力。
情感态度与价值观：1. 学生在课程学习中培养对电子科技的兴趣，激发学习热情。
2. 学生通过团队合作，培养沟通、协作能力和集体荣誉感。
3. 学生在创作过程中，体验科技与艺术的结合，提高审美情趣。
课程性质：本课程为电子技术与编程实践课程，注重理论知识与实际操作相结合，培养学生的动手能力、创新意识和实际问题解决能力。
学生特点：学生处于中学阶段，具备一定的电子基础和编程知识，对新鲜事物充满好奇心，喜欢动手实践。
教学要求：教师需引导学生通过理论学习和实践操作，掌握8彩灯控制器相关知识，注重培养学生的实际操作能力和创新精神。
同时，关注学生的情感态度价值观的培养，使学生在课程学习中获得全面发展。
二、教学内容1. 8彩灯控制器基础知识：- 电路原理与组成：介绍8彩灯控制器的电路结构、元件功能及其相互关系。
- 控制器编程语言：学习控制器编程的基础语法，掌握编程方法。
2. 实践操作：- 8彩灯控制器组装：按照电路图完成控制器组装，学习使用相关工具和仪器。
- 灯光编程与调试：运用编程语言，设计不同的灯光效果，并进行调试。
3. 应用与创新：- 实际案例分享：分析8彩灯控制器在现实生活中的应用案例，激发学生创新意识。
- 创意设计实践：指导学生运用所学知识，完成创意8彩灯控制器设计。
教材章节关联：1. 电路原理与组成：对应教材第3章“电子电路基础”。
2. 控制器编程语言：对应教材第5章“编程基础与技巧”。
八路彩灯控制器 课程设计
目录第一章总体设计 (5)1.1设计目的 (5)1.2设计任务与要求 (5)1.3基本工作原理 (5)1.4设计方案 (5)第二章单片机简介 (6)2.1单片机结构 (6)2.2单片机的封装形式、引脚定义及功能 (7)2.3单片机的工作原理 (8)2.4 CPU的工作原理 (8)2.5存储器结构 (9)2.6 CPU时序及时钟电路 (10)2.7复位操作 (12)第三章硬件设计 (14)3.1整体硬件接结构 (14)3.2功能模块电路 (14)3.3系统硬件原理电路图 (16)第四章软件设计 (17)4.1软件总体结构设计 (17)4.2各功能模块设计 (18)总结与心得 (25)参考文献： (26)第一章总体设计1.1设计目的1)了解单片机的基本原理及相关的简单应用。
2)掌握用单片机设计系统的一般步骤。
3)了解LED数码管的基本知识和驱动方法。
4)掌握单片机系统各个组成部分的作用以及分布位置。
5)学会运用单片机的硬件资源。
1.2设计任务与要求8个彩灯的控制电路的任务为：用AT89S51单片机设计设计一个8个彩灯控制电路。
要求：完成以下花形变化：1) 从左到右依次点亮，8个灯全亮；从右到左依次熄灭，8个灯全灭。
时间节拍为1秒。
2)从两边向中间依次点亮，8个灯全亮；从中间向两边依次熄灭，8个灯全灭。
时间节拍为1秒。
3)循环往复，用LED管模拟彩灯。
4)用汇编语言编程，用proteus仿真。
1.3基本工作原理此次使设计一个能控制八路彩灯的控制器，其中彩灯用发光二极管模拟。
由P1.6和P1.7口控制电路启动与停止，根据彩灯的亮灭要求，利用数据指针查表，将查到的内容送给P2口进行显示，然后调用1s延时程。
若查到的内容为跳出代码就重新开始循环。
1.4设计方案软件方面：通过汇编语言编程实现不同要求的状态，由延时程序实现1秒的延时时间。
硬件方面：彩灯启动与停止由P1.6和P1.7口进行控制，彩灯的显示状态由AT89C51的P2口输出显示。
8彩灯控制器课程设计
8彩灯控制器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并掌握8彩灯控制器的基本原理，包括电路组成、工作流程及功能特点。
2. 学生能描述8彩灯控制器的编程方法，运用相关指令实现不同灯光效果的切换。
技能目标：1. 学生能够独立完成8彩灯控制器的组装和调试，具备实际操作能力。
2. 学生能够运用已学知识，设计出具有创意的8彩灯控制程序，实现个性化灯光效果。
情感态度价值观目标：1. 学生通过学习8彩灯控制器，培养对电子技术和编程的兴趣，激发创新意识和探索精神。
2. 学生在团队合作中，学会相互沟通、协作，培养集体荣誉感和责任感。
课程性质：本课程为电子技术实践课程，注重理论与实践相结合，强调学生的动手能力和创新能力。
学生特点：六年级学生具备一定的电子技术基础，对新事物充满好奇心，喜欢动手实践，但需引导培养团队合作意识。
教学要求：教师应关注学生的个体差异，提供个性化指导，鼓励学生积极参与，充分发挥学生的主观能动性。
同时，注重培养学生的安全意识，确保实践活动顺利进行。
通过本课程的学习，使学生将理论知识与实际操作相结合，提高综合素养。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分：1. 8彩灯控制器原理介绍：讲解控制器的基本组成、工作原理及功能特点，对应教材第3章“智能控制器原理与应用”。
2. 电路组成与连接：学习如何识别并连接8彩灯控制器所需元器件，掌握电路搭建方法，对应教材第4章“电子电路的搭建与调试”。
3. 编程方法与指令：学习8彩灯控制器的编程方法，掌握相关指令，实现灯光效果的切换，对应教材第5章“控制器编程与应用”。
4. 实践操作：分组进行8彩灯控制器的组装、调试与编程，培养实际操作能力，对应教材第6章“实践项目：智能控制器应用”。
5. 创意设计与展示：鼓励学生运用所学知识，设计具有创意的8彩灯控制程序，进行作品展示，对应教材第7章“创新设计与实践”。
教学进度安排如下：1. 第1课时：8彩灯控制器原理介绍，电路组成与连接。
8路彩灯控制器设计详细讲解(附图)
8路彩灯控制器设计详细讲解（附图）学校:北华大学班级:信息 11-2姓名:王杰学号:28号指导教师:曲萍萍实验日期:2013.5.20—5.24一、软件内容二、实习目的和任务三、设计原理过程四、最终设计方案五、实习心得六、参考文献一、软件内容MAX-Plus?开发软件是美国Altera公司自行设计的第三代课编程逻辑器件的EDA开发工具。
它是一种与器件结构无关的集成设计环境，提供了灵活和高效的界面，允许设计人员选择各种设计输入方法和工具，能够支持Altera公司的MAX、Classic、FLEX以及ACEX系列的PLD器件。
MAX-Plus?开发软件丰富的图形界面和完整的、可即时访问的在线帮助文档，使设计人员能够轻松愉快地学习和掌握MAX-Plus?开发软件，方便地实现设计目的。
MAX-Plus?的特点:1、支持多种操作平台;2、提公开发性的界面;3、提供与PLD 器件结构无关的设计环境;4、提供丰富设计库;5、支持多种输入方式;6、具有高度集成化的开发环境;7、具有模块化的设计工具;8、提供Megacore功能;9、具有Opencore特性MAX-Plus?的主要功能:1、支持PLD器件;2、支持的设计输入方式;3、提供设计编译;4、提供设计验证;5、提供器件的编程和配置MAX-Plus?的设计流程:1、设计输入;2、设计检查;3、设计便衣;4、设计仿真;5、器件编程;6、测试验证;7、修改设计。
二、实习目的和任务实习目的:1、进一步掌握数字电路课程所学的理论知识。
2、熟悉几种常用集成数字芯片的功能和应用，并掌握其工作原理，进一步学会使用其进行电路设计。
3、了解数字系统设计的基本思想和方法，学会科学分析和解决问题。
4、培养认真严谨的工作作风和实事求是的工作态度。
5、数点课程实验是大学中为我们提供的唯一一次动手实践的机会，增强动手实践的能力。
实习任务:设计一个能实现8路彩灯循环显示的彩灯控制器。
具体要求如下:1、8路彩灯的循环花型如下表所示;2、节拍变化的时间为0.5s和0.25s，两种节拍交替运行;3、三种花型要求自动循环显示移存器输出状态编码表节拍序号花型1 花型2 花型3 1 00000000 00000000 00000000 2 10000000 00011000 10001000 3 11000000 00111100 11001100 4 11100000 01111110 11101110 5 11110000 11111111 11111111 6 11111000 11100111 01110111 7 11111100 11000011 00110011 8 11111110 10000001 00010001 9 11111111 10 11111110 11 11111100 12 1111100013 1111000014 1110000015 1100000016 10000000三、设计原理过程(1)总体方案的设计; 在方案一的基础上将整体电路分为四块。
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八路彩灯控制器的设
计
论文提要
彩灯，又名花灯，是我国普遍流行的传统的民间的综合性的工艺品。
彩灯艺术也就是灯的综合性的装饰艺术。
彩灯的产生，是从人类运用火、发明灯、制造灯具等发展而来的。
随着我国科学技术的发展，彩灯艺术更是花样翻新，奇招频出，传统的制灯工艺和现代科学技术紧密结合，将电子、建筑、机械、遥控、声学、光导纤维等新技术、新工艺用于彩灯的设计制作，把形、色、光、声、动相结合，思想性、知识性、趣味性、艺术性相统一的典范。
现今生活中，许多户外商业广告、公益广告、节日彩灯等大多采用循环灯控制形式，它们通过巧妙构思与创作，可以做到广告、彩灯等作品色彩鲜艳，富有创意，变化形式丰富，起着宣传和美化环境的作用，营造文明亮丽氛围。
本设计的彩灯能成为现实的一种，但技术上日后将会有更大的改善和提高。
本设计以555定时器，模十六计数器74LS161，74LS194双向移位寄存器，发光二极管等器件实现，具有电路简洁、工作可靠，控制形式多样，使用安全方便的特点。
八路彩灯显示电路的设计
摘要：本次八路彩灯电路的制作主要采用74LS194芯片接成扭环形结构的移位寄存器来实现，通过555定时电路组成多谢振荡电路。
整个电路主要由移位寄存器、控制电路、脉冲发生器构成8个彩灯的循环控制，并且可以组成多种花型。
关键词：控制、循环、555定时电路
一、设计内容与设计要求
1.设计目的
⑴学会将一个实际情况抽象为逻辑电路的逻辑状态的方法。
⑵掌握计数、译码、显示综合电路的设计与调试方法。
⑶掌握实际输出电路不同要求的实现方法。
2.设计任务
八路彩示系统，该系统实现以下功能：
（1）从左向右逐次亮，间隔为0.5秒。
（2）从右向左逐次灭，间隔为0.5秒。
（3）左四同时亮，然后右四同时亮；左四同时灭，然后右四同时灭，间隔1秒，重复四次（4）八个同时全亮，时间为1秒，然后同时全灭，时间为1秒，重复4次。
3.设计要求
⑴确定总体设计方案画出总方框图，确定各单元电路的功能，进行单元电路的设计，画出逻辑图。
⑵选择元器件型号。
⑶画出总逻辑图和装配图，并在面包板上组装电路。
⑷进行电路调试，使其达到设计要求。
⑸写出总结报告。
4.参考器件
555定时器、计数器、双向移位寄存器、显示译码管、数码显示管、发光二极管及一些门电路等。
二、总体设计思路
根据课程设计课题要求，要实现本系统，需要设计时钟脉冲产生电路，循环控制电路
和彩灯花样输出电路。
时钟脉冲产生电路由74LS161分频实现，循环控制电路由74LS161和7420实现，彩灯花样输出电路由74LS194和相关逻辑电路实现。
三、总体设计原理
1.基本原理
由设计要求出发可知彩灯的三个节拍可以用移位寄存器74LS194实现，通过控制S0和S1实现右移、左移和送数，通过控制CLR＇控制清零。
第一节拍为1右移，第二节拍为0左移，第三节拍全亮为置数1，全灭为清零。
由于程序循环一次要20秒，故需要一个20进制的计数器控制循环。
第三节拍时要求1秒内全灭全亮各一次，故脉冲信号频率比先前两节拍时脉冲频率要快一倍，而且要以相同频率控制CLR’。
可以用一个16进制计数器产生脉冲信号，一路送到控制20进制的计数器，一路经逻辑电路送到移位寄存器。
2.设计框图
图1 3.总逻辑电路原理图
图2
四、各单元电路设计
1时钟脉冲产生电路
用555定时器构成多谐振荡器,电路输出便得到一个周期性的矩形脉冲,其周期为: T=0.7(R1+2R2)C………………………(5-1)
控制74LS161模十六计数器电阻值和电容值可设为：
R1=1KΩ， R2=17.4KΩ， C=0.01μF
由公式（1-1）计算得：T=0.2506S
图3
2.多谐振荡器
用555定时器构成多谐振荡器,电路输出便得到一个周期性的矩形脉冲,控制74LS161模十六计数器，74LS161A输出2倍T的脉冲信号，B输出4倍T的脉冲信号，大约为1S。
图4
3.20进制循环控制电路
图5
4.具体实现：
如果模N计数器的计数序列从最小0到最大数N-1，那么N是多余的，可用与非门检
测N,当N出现时，与非门输出为低，用它控制清零端CLR’，将计数器清零。
此处工作状
态从00000~10011，检测10100（异步清零）。
5.彩灯花样输出电路：
⑴运用到74LS194功能表
输入输出功能/CR S1S0CP SL SR D0 D1 D2 D3Q0 Q1 Q2 Q3
0×××××××××0000清零111↑××d0d1d2d3d0d1d2d3送数101↑×1××××1Q0n Q1n Q2n右移110↑0×××××Q1n Q2n Q3n0左移
表1
⑵通过20进制计数器的输出端的E、D信号控制移位寄存器的S0和S1及其ＣＬＲ＇端真
值表
表2由上表得：
Ｓ０＝ＱD＇
Ｓ１＝ＱE＋ＱD
CLR＇＝（ＱE*A+QE＇）
进一步分析可知７４ＬＳ１９４脉冲控制：
ＣＬＫ＝（ＱE*A+QE＇）*ＱE+B
五、实验、调试及测试结果分析
1结果的调试及分析
⑴调试使用的主要仪器: 数字万用表直流稳压电源示波器函数信号发生器
⑵测试电路的方法和技巧:
先检查各芯片的电源和地是否接上，检查线路是否连好；前面的检查无问题后，再根据彩灯的变化情况，确定可能的原因，分析是哪个功能模块出了问题，用数字万用表检查各模块的功能，发现并改正错误，直到符合要求为止。
2.调试中出现的故障、原因及排除方法：
⑴彩灯只有一种花样变化，没有其它的花样：
可能是移位计数器的S0，S1端控制出现问题，应该检查循环控制逻辑电路。
还可能是20进制循环控制计数器没正常工作，检查是否正确接线，芯片是否功能完好。
特别注意不能把非门的输入与输出接反了。
⑵彩灯无规律变化：
原因可能是20进制循环控制电路不能产生符合要求的控制码，检查模十六计数器的CP脉冲是否稳定，看74LS161是否能计数，即Q A、Q B、Q C、Q D、 Q E是否周期性的高低电平变化，前面没问题，再检查与非门74LS２０和非门74LS04是否能实现它们逻辑功能。
⑶彩灯的四种花样都有，但一次循环结束到另一次循环开始中间有段时间彩灯不亮：
原因可能是控制循环的20进制计数器没有正确接线，实际控制循环的进制大于20进制，导致有放空时间。
应该检查3输入与非门是否正常工作，确保能实现20进制计数。
六、总结
在这段时间中自己学会了很多东西，如设计电路最重要的是思路要清晰，一旦有了自己的思路就应该有层次有条理的探索下去，只要坚持自己的观点和判断，就一定能实现，即便最后发现走进了死胡同，但是探索设想与求证的过程却是通往另一条道路必不可少的环节。
在完成这次设计的过程中，我也有参考相关的设计课题，甚至还花了很长的时间去弄清楚别人的设计，以至于后来被束缚住，对自己的设计没有了头绪。
学习吸收别人的长处是应该的，但是不能完全沉浸进去，要有自己的思路和观点，并且努力去实现。
这就是快乐的最大源泉。
在完成本次课设的过程中开始的头几天一直在纠结于用74LS194实现移位寄存器，因
为它的原理是很简单的，可是在实际连电路的过程中，一下子遇到了很大的困难，因为外界的干扰因素实在太多了，稍不注意就碰到某个导线了，结果发光二极管就不亮，于是自己得检查到底哪里出现了问题，有得费很长时间去检查管脚是否连错，导线是否松动，或者导线是否坏掉等等情况。
经过这次试验，终于感觉到了理论与实际的差别有多大了，当然这个过程也是非常的考验人的，不仅仅是考察你的理论知识，动手能力，以及检查问题并解决问题的能力，更是在考验一个人的耐心，细心。
在连接电路的过程中，丝毫不得马虎，必须清楚的了解每个芯片的管脚分布图，功能表。
说实话，在实验过程中出现问题并不可怕，可怕的是在反复的受挫中没有革新，不能改进自己的方法和思路。
因此自己应该具有创新思维。
通过这次课程设计，我对电子技术中的诸多知识有了更深层次的理解，也初步学会了如何将理论知识有机地与实际结合加以运用。
这次学习使我获益匪浅。
附录：
元器件清单：555定时器，模十六计数器74LS161，与门74LS09，与非门74LS20，非门74LS04，或门74LS32，74LS194双向移位寄存器，发光二极管等。
参考文献
[1]欧阳星明：数字逻辑，华中科技大学出版社，2005年3月第2版。
[2] 王玉龙：数字电路，高等教育出版社，2004年6月第一版。
[3]阎石：数字电子技术基础，高等教育出版社，第五版。