电子科技大学 数字逻辑课程设计——流水灯的实现
电子课程设计—电子流水灯设计报告
《电子技术》课程设计报告设计题目：电子流水灯电路设计与制作电子流水灯电路设计与制作报告一、设计目的1.能够全面的巩固和应用“电子技术”课程中所学的基础理论和基本方法，并初步掌握小型数字系统设计的基本方法。
2.能够合理、灵活地应用各种标准集成电路（SSI、MSI、LSI等）器件实现规定的数字系统。
3.培养独立思考、独立准备资料、独立设计规定功能的数字系统能力。
4.培养独立进行实验，包括电路布局、安装、调试和排除故障的能力。
5.培养书写综合设计实验报告的能力。
二、设计任务用中小规模集成电路设计并制作一个能实现8个彩灯正序或反序按1秒依次点亮的电路：1.由晶振电路或555电路产生1HZ标准秒脉冲信号，作为电路的CP。
2.可逆的顺序脉冲发生电路。
3.显示驱动电路4.彩灯。
5.电源。
三、设计方案2、单元电路设计①秒脉冲发生电路由555电路实现秒脉冲，f=1HZ。
②可逆的顺序脉冲发生电路可用74LS1191实现，5号引脚接拨动开关，拨动开关的2个端分别接高电平（接5V电源）和低电平（接地），当开关拨到高电平时，进行减计数，当开关拨到低电平时，进行加计数，这样来实现可逆顺序脉冲发生电路③显示驱动电路可由74ls138实现译码，来控制发光2极管的发光情况74LS138真值表R3-R10电阻起到保护发光二极管的作用。
④电源电路将12V电压整流成5V。
3、整机电路图555集成电路各引脚名称：1地GND，2触发，3输出，4复位，5控制电压，6门限(阈值）7放电，8电源电压VCC。
74ls191各引脚名称：1-3并行数据输入端，2-3输出端，6-7输出端，5加减计数方式控制端，11电源，4地GND，14秒脉冲输入端，12计数控制端，13时钟输出端74ls138各引脚名称：1-3译码地址输入端，7-15译码输出端，16电源，8地GND，4-5选通端（低电平有效），6选通端（高电平有效）四、主要元器件介绍1.通用实验底板2.直流稳压电源（5V）3.集成电路：555、74LS191、74LS1384.电容：47uF/16V，0.01uF/16V5.电阻：10k，1k6.数显：发光二极管7.开关：波动开关五、焊接与调试1、元器件布局图2、焊接步骤1．准备工作：在安装之前，首先对每个元件进行检测，看一看是否合格(包括型号、数值、耐压和极性)，不合格的需及时更换；其次把每只元件的引线用砂纸或小刀刮干净，露出金属光泽，涂上焊剂进行上锡；最后把元件的引线按电路板上位置的长度弯好，弯线时使标记朝外，一手用镊子夹住元件根部附近，另一手弯动引线，拐弯处成弧形。
流水灯的实验原理及步骤
流水灯的实验原理及步骤流水灯（也称为跑马灯）是一种由多个LED灯组成的电子显示器件，常常被用于电子实验、电子产品展示等场合中。
流水灯可以通过变化发光的方式来传递信息或者装饰环境，具有简单、实用、灵活的特点。
下面将详细介绍流水灯的实验原理及步骤。
实验原理：流水灯的实现原理是通过控制每个LED灯的点亮与熄灭来形成一种连续而有序的动画效果，使得LED灯看起来像是在“流水”一样运动。
一般来说，流水灯采用的是LED的时分多路复用技术，即通过定时器控制每个LED点亮和熄灭的时刻，使得它们按照一定的顺序依次发光。
实验步骤：1. 准备材料：LED灯（数量根据需要决定）、电阻（限流电阻，选择合适的阻值）、电路板、导线、面包板或焊接工具等。
2. 连接电路：根据所需的LED数量，设计电路图，按照图上的连线方式将LED 连接到电路板上，注意保持连线的正确性。
3. 添加电阻：根据LED的工作电压和电流需求，计算每个LED对应的限流电阻的阻值，将电阻依次与LED进行串联连接。
4. 供电测试：将电路板连接到电源上，确认电源电压是否符合LED的工作电压要求。
注意检查整个电路的连线是否正确，电阻是否接在了正确位置。
5. 编写程序：使用单片机或其他控制芯片来控制LED的点亮和熄灭。
根据所采用的开发平台和编程语言，编写相应的代码，控制每个LED的状态和时间间隔。
6. 调试程序：将编写好的程序下载到控制芯片中，并连接到电路板上。
通过电脑或其他输入设备控制程序运行，观察LED的点亮和熄灭效果。
根据需要调整程序中每个LED的点亮时间和顺序，使得LED灯看起来像是在流水一样运动。
7. 完善电路：根据实际需求，可以设计并添加其他功能模块，如按键控制、调节亮度等。
总结：流水灯实验是一种常见的电子实验，通过控制LED灯的点亮和熄灭来形成一种连续的流动效果。
实验的原理是利用LED的时分多路复用技术和控制芯片的编程来实现。
实验步骤包括准备材料、连接电路、添加限流电阻、供电测试、编写程序、调试程序和完善电路等。
电子流水灯课程设计
电子流水灯课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解电子流水灯的基本原理，掌握其电路组成及工作流程。
2. 学生能掌握数字电路基础知识，了解触发器、计数器等基本元件的功能及应用。
3. 学生能运用所学知识，分析并设计简单的电子流水灯电路。
技能目标：1. 学生能够独立完成电子流水灯电路的搭建，具备实际操作能力。
2. 学生能够运用所学知识解决实际电路问题，具备一定的故障排查能力。
3. 学生能够通过课程学习，提高动手实践能力，培养创新思维。
情感态度价值观目标：1. 学生在学习过程中，培养对电子技术的兴趣和热情，增强学习动力。
2. 学生通过合作学习，培养团队协作精神，提高沟通与表达能力。
3. 学生能够认识到电子技术在生活中的广泛应用，树立科技改变生活的观念。
本课程旨在结合学生特点和教学要求，通过理论与实践相结合的教学方式，使学生掌握电子流水灯的相关知识，提高动手实践能力。
课程目标具体、可衡量，有助于学生和教师在教学过程中明确预期成果，为后续的教学设计和评估提供依据。
二、教学内容本章节教学内容主要包括以下三个方面：1. 电子流水灯基本原理及电路组成- 介绍电子流水灯的工作原理，如循环点亮LED灯的机制。
- 分析电子流水灯的电路组成，包括电源、控制芯片、LED灯、电阻等元件。
- 引导学生了解教材中相关章节，如数字电路基础、触发器与计数器等。
2. 电子流水灯电路设计与搭建- 讲解如何设计电子流水灯电路，包括电路图绘制、元件选型等。
- 指导学生动手搭建电子流水灯电路，掌握实际操作方法。
- 结合教材内容，安排实践环节，让学生亲身体验电路搭建过程。
3. 故障排查与优化- 分析电子流水灯可能出现的故障及其原因，如电路短路、元件损坏等。
- 教授学生基本的故障排查方法，提高解决问题的能力。
- 引导学生针对电路进行优化，提高电子流水灯的性能。
教学内容按照教学大纲安排，循序渐进，确保学生能够掌握电子流水灯相关知识。
教材章节与教学内容紧密结合，有利于学生理论联系实际，提高学习效果。
NE555流水灯设计报告
目录摘要 (1)Abstract (1)第一章绪论 (2)1.1 流水灯背景 (2)1.2 流水灯的目的及意义 (2)第二章基础芯片介绍 (2)2.1 555振荡电路原理 (2)2.2 CD4017译码电路原理 (3)2.3章节小结 (4)第三章设计方案 (5)3.1 总体设计方案 (5)3.2 章节小结 (6)第四章系统软件设计 (6)4.1 用proteus绘制仿真图 (6)4.2 用DXP画原理和PCB图 (6)4.3 实物PCB电路板制作 (7)4.4 整理制作过程视频 (8)4.5 章节小结 (8)第五章系统调试与测试 (9)5.1 系统调试 (9)5.2注意事项 (9)5.3测试结果 (9)5.4章节小结 (10)第六章总结与展望 (11)第七章辞........................................... 错误!未定义书签。
附件. (12)1.NE555流水灯原理图 (12)2.NE555流水灯PCB图 (12)摘要该创新实验是完成流水灯的制作，通过结合NE555芯片以及CD4017芯片，制作出简易流水灯的过程，并将整个制作流程录制下来。
利用会声会影软件完成制作录像的剪辑，形成视频讲解整个制作流程，本次制作使的是覆铜板，即设计好原理图后用DXP画图软件绘制好电路图。
结合CD4017芯片的功能，将其与555芯片联合使用，从而实现流水灯的效果。
利用dxp软件，进行pcb画图，经过一系列操作完成作品。
本次设计，我充分了解了CD4017和NE555芯片的使用，对于如何实际、制作电路也有了理性上的认识，对于今后的对于新知识的学习以及各种芯片的运用有了提高。
关键字：555芯片 CD4017芯片 DXP画图软件会声会影X5AbstractThe innovative experiment is finished running lights, through a combination of NE555 chip and CD4017 chip, made simple water lights and the process recorded video clips, completed by Ulead Video Studio software, forming a video to explain the production process, the production that is the CCL, namelygood design principle diagram after using DXP drawing the circuit diagram drawing software. Combined with the CD4017 chip's function, the combined with 555 chips, so as to achieve water lamp effect. Using DXP software, PCB drawing, after a series of operations to complete works.This design, I fully understand the use of CD4017 and NE555 chips, to actually,making circuit also have a rational understanding, for the future to learn new knowledge and various chips use has increased.Keywords: 555 chip CD4017 DXP drawing software, video studio X5 .第一章绪论1.1 流水灯背景当今的社会是一个新技术层出不穷的时代，科技迅速发展，在电子领域的发展更是迅速，同时也在影响着我们的生活。
微机原理流水灯
微机原理流水灯流水灯，又称为跑马灯，是一种常见的LED灯效。
它的灯光效果像水流一样流动，非常美观。
在微机原理中，流水灯的实现是一个很好的实践项目，可以帮助学生理解数字电路和微机原理的知识。
本文将介绍如何使用微机原理实现流水灯，并提供相应的代码和电路图供参考。
首先，我们需要准备以下材料：1. 8个LED灯。
2. 8个220Ω的电阻。
3. 一个面包板。
4. 杜邦线若干。
5. 一个Arduino开发板。
接下来，我们来看一下流水灯的原理。
流水灯的实现原理是通过依次点亮LED 灯，然后熄灭前一个LED，点亮下一个LED，以此类推，就形成了灯光像水流一样流动的效果。
在微机原理中，我们可以利用Arduino开发板来实现这一效果。
首先，我们需要将8个LED灯连接到Arduino开发板上。
将LED的长针（阳极）通过220Ω的电阻连接到Arduino的数字引脚2~9上，LED的短针（阴极）接地。
接下来，我们需要编写Arduino的程序来实现流水灯的效果。
以下是流水灯的Arduino代码：```c。
int ledPins[] = {2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9};void setup() {。
for (int i = 0; i < 8; i++) {。
pinMode(ledPins[i], OUTPUT);}。
}。
void loop() {。
for (int i = 0; i < 8; i++) {。
digitalWrite(ledPins[i], HIGH);delay(100);digitalWrite(ledPins[i], LOW);}。
}。
```。
在这段代码中，我们首先定义了8个LED灯的引脚号，然后在setup函数中将这些引脚设置为输出模式。
在loop函数中，我们依次点亮每个LED灯，并通过delay函数控制灯光的流动速度。
接下来，我们将Arduino开发板连接到电脑上，上传这段代码到开发板中。
流水灯的实验原理及步骤
流水灯的实验原理及步骤流水灯是一种用于电子电路实验的简单电路。
它由一组LED灯组成，灯珠逐个点亮，呈现出流水的效果。
以下是流水灯的实验原理及步骤：实验原理：流水灯的实验原理是借助555计时器和数个逻辑门实现的。
555计时器产生的方波信号通过逻辑门的组合，控制LED灯的亮灭顺序，从而实现流水的效果。
实验步骤：1.准备材料和工具：一块实验面板、555计时器、几个逻辑门（如74LS04等）、一组LED灯、几个电阻、导线等。
2.将555计时器、逻辑门、LED灯等器件按照连线图连接在实验面板上。
具体连接方式如下：- 将VCC引脚连接到正电源。
- 将GND引脚连接到地线。
- 连接一个电阻和电容来设置555计时器的频率。
电阻连接到引脚7（DISCHARGE）和引脚8（VCC）之间，电容连接到引脚6（THRESHOLD）和引脚2（TRIGGER）之间。
同时将电容的另一端连接到地线。
- 将555计时器的引脚3（OUTPUT）连接到逻辑门1的一个输入端，再将逻辑门1的输出端连接到一个电阻，电阻的另一端连接到LED灯1的正极。
LED 灯1的负极连接到地线。
- 将LED灯1的负极连接到逻辑门2的一个输入端，再将逻辑门2的输出端连接到一个电阻，电阻的另一端连接到LED灯2的正极。
LED灯2的负极连接到地线。
- 依此类推，将其他LED灯也连接起来，形成流水灯的效果。
3.检查连接是否正确，确保没有短路或接触不良的地方。
4.将正电源接入电路，调整电阻和电容的值，以控制流水灯的速度和亮度。
5.观察LED灯的亮灭顺序，若亮灯顺序与预期不符，可能需要调整逻辑门的输入连接方式。
6.实验完成后，断开电源，注意安全。
以上是流水灯的实验原理及步骤，希望对你有帮助。
数字电子的课程设计流水灯
数字电子的课程设计流水灯一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解数字电路基础，掌握基本逻辑门电路的工作原理及应用。
2. 学生能够掌握流水灯电路的设计原理，理解各部分功能及相互关系。
3. 学生能够了解数字电路在生活中的应用，认识到数字电子技术的重要性。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，设计简单的数字电路，具备实际操作能力。
2. 学生能够使用编程软件编写简单的程序，控制流水灯的显示效果。
3. 学生能够通过实践，培养动手能力、团队协作能力和问题解决能力。
情感态度价值观目标：1. 学生对数字电子技术产生兴趣，激发学习热情，培养积极探索的精神。
2. 学生能够认识到科技发展对生活的影响，增强社会责任感和创新意识。
3. 学生在实践过程中，培养良好的学习习惯，树立正确的价值观。
课程性质：本课程为数字电子技术实践课程，以理论为基础，实践为主，注重培养学生的动手能力和实际操作技能。
学生特点：初三学生，具备一定的物理基础和逻辑思维能力，对新鲜事物充满好奇，喜欢动手实践。
教学要求：结合学生特点，采用启发式教学，引导学生主动探究，注重理论与实践相结合，提高学生的综合素养。
通过课程学习，使学生能够达到上述课程目标，为后续学习打下坚实基础。
二、教学内容1. 数字电路基础知识：逻辑门电路原理、逻辑函数及其表达式、真值表等。
教材章节：第一章“数字电路基础”2. 流水灯电路设计原理：流水灯工作原理、电路组成、编程控制方法等。
教材章节：第三章“组合逻辑电路”及第五章“数字电路应用”3. 实践操作：流水灯电路搭建、编程控制、调试与优化。
教材章节：第六章“数字电路实践”教学安排与进度：第一课时：回顾数字电路基础知识，介绍流水灯工作原理。
第二课时：学习流水灯电路设计，分析电路各部分功能及相互关系。
第三课时：实践操作，学生分组进行流水灯电路搭建和编程控制。
第四课时：调试与优化，学生展示作品，交流心得，教师点评。
教学内容确保科学性和系统性，结合课程目标，注重理论与实践相结合，使学生能够在实践中掌握数字电子技术的基本知识和应用能力。
流水灯课程设计报告
摘要流水彩灯控制器在我门日常生活中有重要的运用，如广告牌的设计和节日彩灯的设计都能运用到它的原理。
本次设计的流水彩灯控制器是其中较简单的，但这是进行复杂设计的基础。
本次课程设计要设计一个流水彩灯控制器〔用8只发光二极管显示，至少三种工作方式〕。
首先要分析设计要求，从要实现至少三种工作方式入手推导出要使用的芯片。
可通过八位右移寄存器74LS164实现八个彩灯的向右移动，从它的右移输入端控制来实现它的流水彩灯的变化。
要控制流水彩灯的变化，可通过一个八位拨码开关，八选一数据选择器74LS151，模十六加法计数器74LS161来实现。
时钟信号由一个555产生，产生周期可由一个滑动变阻器控制。
而彩灯的变化可由拨码开关自行选择。
经实验验证，所设计的流水彩灯控制器能完成题目要求。
关键词 : 时钟脉冲；分频；移位寄存器；数据选择器；拨码开关；目录摘要 (1)1设计课题与要求 (3)1.1设计方案选择 (3)2 系统模块组成 (4)2.1系统组成框图 (4)2.2各模块的组成与功能分析 (4)3 单元电路设计与计算 (5)3.1时钟脉冲产生电路 (5)3.2单种码产生电路 (7)3.3拨码开关控制电路 (8)3.4输出电路设计 (10)4 整机电路设计 (12)整机电路工作原理 (10)5 组装调试 (13)5.1仿真过程 (15)6 总结 (15)结论 (16)参考文献 (16)附录1 流水彩灯控制器原理总图 (17)附录2 PCB总图 (17)附录 2 元器清单 (18)1 设计课题及要求〔一〕题目：流水彩灯控制器〔二〕基本要求：1、用8只发光二极管显示。
2、至少三种工作方式。
1.1 方案选择利用数字芯片实现。
用555做时钟信号，用模十六加法计数器74LS161的输出端的最高位Q3，模十六加法计数器74LS161的输出端的Q1Q2Q3接到八选一的数据选择器74LS151的选择控制端。
74LS151的八个输入端都接到八位拨码开关，由拨码开关和控制端控制输出端，输出端接到移位寄存器74LS164的输入端。
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数字逻辑课程设计
——流水灯的设计
1问题概述：
设计一个可以循环移动的流水灯，灯总数为8盏，具体要求如下：
1、5亮，其余灭，右移三次后全灭
4、8亮，其余灭，左移三次后全灭
4、5亮，其余灭，各向两边移三次后全灭
1、8亮，其余灭，各向中间移三次后全灭
所要求的彩灯电路在某电路板上完成，该电路板能够提供48MHz标准时钟信号，附带有8个共阳的LED管可作为彩灯使用。
2问题分析
本装置可以看作一个具有20个状态的无输入、8个输出的Moore型时钟同步状态机，每一个状态对应依次出现的每一种亮灯情况，用5位状态编码表示。
这里构造一个模20的计数器来循环产生这20种状态。
同时对于输入的48MHz的标准时钟信号，需要将其转化为1HZ的信号，此处同样用计数器来实现分频功能。
8个输出分别控制LED的发光情况。
这里使用5-32的译码器实现输出函数的构造。
电路框图如下：
这里使用一个5位的状态编码Q4Q3Q2Q1Q0，表示20个状态。
8位的输出函数F7F6F5F4F3F2F1F0分别表示由左至右每一个灯的通断情况。
由于本题中LED灯采用共阳极连接方式，所以当Fn为低电平时，对应的LED灯发光。
本电路状态图如下：
本电路的转移/输出表如下：
现针对每一部分设计具体电路
3设计方案
3.11/48MHz分频电路
对于48MHz的信号，一秒钟内有4.8*10^7个周期，而所需1Hz信号，每秒只有一个周期。
使输入信号每经过2.4*10^7个周期，输出信号翻转一次方向，便可获得所需的1Hz信号。
可以构造一个模4.8*10^7的计数器用于计数，并使计数器输出的最高位在一秒之内恰好变化一次，且占空比为50%，故采用7片74x163进行级联。
计数范围为：0110 1001 0001
1100 1010 0000 0000-1001 0110 1110 0011 0101 1111 1111。
这样恰好可以保证最高位输出的信号为1Hz 。
这里采用置位法，电路如下。
3.2 模20计数器。
此处用一个74x163和一个T 触发器来构造模20计数器。
由于没有T 触发器，故用一个JK 触发器74x112代替。
20个状态编码分别为00000~01001,10000~11001。
其中最高位有T 触发器输出，其余4位由74x163输出，74x163设为每计数10次则清零，同时触发T 触发器翻转。
电路图如下所示：
3.3 译码电路
对于由计数器产生的20个状态编码，构造一个5-32译码器，产生最小项，控制灯的开关。
此时可以用5块74x138级联成5-32译码器，根据转移输出表为每一个F 构建对应的最小项组合。
由于译码器的输出是低电平有效，所以当输出通过与非门后，还需要反向后，才能正确驱动共阳极LED 管。
电路如图所示：
CLK
Q0 Q1 Q2 Q3 Q4
将三部分电路级联，便可获得所需电路。
如图所示Q0
Q1 Q2 Q3 Q4。