八路彩灯课程设计八路彩灯控制器的设计
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。
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。
数电课程设计报告八路花样灯控制器的设计
数电课程设计报告八路花样灯控制器的设计学校:班级：成员：指导老师:2012.6.24目录一、设计要求 (3)二、设计目的 (3)三、技术指标 (3)四、元件清单 (3)五、电路框图 (4)六、单元电路设计 (4)七、总电路图 (7)八、问题及解决办法 (8)九、心得体会 (9)十、参考文献 (9)十一、附录（此次的课程设计的部分花样变化图） (10)一、设计要求：1、有一个时钟电路。
2、有八个LED发光二极管输出电路。
3、至少16种变化的花样控制。
二、设计目的：1、巩固和加深对电子电路的基本知识的理解，提高综合运用本课程所学的知识的能力。
2、培养根据设计需要选学参考书籍，查阅相关手册，图表和文献资料的自学能力。
3、通过电路的方案分析，论证和比较，设计计算选取元件，电路组装，调试等环节初步掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法。
4、学会简单电路的实验调试和性能指标的测试方法，提高学生动手能力和进行数字电路实验的基本技能三、技术指标:设计一个有八个LED灯输出花样的控制器电路,其中有三个LED灯受74ls194芯片控制，4个LED灯受74ls160芯片控制，最后一个LED灯由两片74ls160芯片组成的二十三进制计数器的进位来控制。
从第十个时钟脉冲开始第一片74LS160的Q0端变成高电平。
此时74LS194开始移位。
通过对电源的通断来控制复位。
另外三个主要芯片统一由一个时钟芯片来控制，进而达到同步工作。
最后加上一个非门和一个与非门等完成了八路花样灯控制器的设计。
进而实现了八路LED的输出。
并且该控制器共有32种变化的花样。
（附录有其中18种花样）四、元器件清单：五、电路框图六、单元电路的设计我们设计的八路花样灯控制器共分为四大模块。
它们分别是：时钟电路模块、74LS194移位寄存器模块、主控制模块（由两片74LS160构成）、显示模块（8个发光二级管LED）（1）时钟电路图(1)图(1)所示是用555定时器接成的多谐振荡器，其分析如下：启动Multisim 11程序，我们从混合器件库（Mixed）中的定时器件（Timer）中取出 555 定时器，从工具栏中找出电阻R、电容C、地及电源VDD信号。
led8路彩灯课程设计
led8路彩灯课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解LED的基础知识，掌握8路彩灯电路的组成与原理。
2. 学生能描述8路彩灯程序设计的基本步骤，了解程序中用到的关键代码和功能。
3. 学生了解电子制作中的安全性知识，认识到安全意识在实践活动中的重要性。
技能目标：1. 学生能够独立完成8路彩灯电路的搭建，并编写控制程序使其正常工作。
2. 学生通过动手实践，培养解决实际问题的能力，提高电子电路故障排查与处理技巧。
3. 学生能够运用所学知识，发挥创意，设计并实现具有个性化的LED彩灯效果。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对电子科学的兴趣，激发探究未知世界的热情。
2. 学生通过合作学习，培养团队协作意识，学会分享与交流。
3. 学生在创作过程中，认识到科技与生活的密切关系，增强环保意识和社会责任感。
二、教学内容本课程以《电子技术基础》教材中关于LED应用的相关章节为基础，结合以下教学内容：1. LED基础知识：介绍LED的发光原理、种类、参数及其在电子电路中的应用。
- 教材章节：第二章第二节“发光二极管”2. 8路彩灯电路设计：讲解8路彩灯电路的组成、工作原理及电路图的识读。
- 教材章节：第三章第三节“数字电路及其应用”3. 程序设计：学习8路彩灯控制程序的基本结构、编程方法和关键代码。
- 教材章节：第五章“微控制器与应用”4. 动手实践：指导学生进行8路彩灯电路搭建、编程及调试。
- 实践内容：按照教学大纲，分阶段完成电路搭建、程序编写及故障排查。
5. 安全制作：强调电子制作过程中的安全意识，教授安全操作方法。
- 教材章节：第一章“电子制作安全常识”教学进度安排：1. 第1课时：LED基础知识学习及电路原理讲解。
2. 第2课时：8路彩灯电路设计及程序设计方法。
3. 第3课时：动手实践，分组完成8路彩灯制作及调试。
4. 第4课时：总结分享，展示作品，交流心得。
教学内容确保科学性和系统性，注重理论与实践相结合，培养学生动手能力和创新意识。
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。
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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: ***********
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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。
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74LS163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74LS163模十六计数器，74LS163A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 S1 S0 CP SL SR D0 D1 D2 D3 Q0 Q1 Q2 Q3
0 ×××××××××0 0 0 0 清零
1 1 1 ↑××d0 d1 d
2 d
3 d0 d1 d2 d3 送数1 0 1 ↑× 1 ×××× 1 Q0n Q1n Q2n 右移1 1 0 ↑0 ×××××Q1n Q2n Q3n 0 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
实验问题与解决方法
问题1:不了解面包板的内部结构，不了解面包板的基本使用方法和技巧；
解决办法：使用万用表的电阻档检查面包板的各个孔的连接关系，两个孔之间没有电阻或者电阻很小则说明内孔相连；
查找面包板的使用资料，学习基本使用方法。
基本使用方是一般不飞线，不相交，一个空不接两条线，只能90度转弯。
使用技巧：一般条形面包板的两侧作为电源端和接地端，可以更方便的连线。
为了加快
和更准确的连接各器件的端口，可以先使用面包板的纸质图纸，在纸上先把各个器件排布好，模拟连线，所有线模拟好在看图连线，
问题二：线路复杂，检查困难。
解决方法：只用万用表的电阻档，两表笔接在相应的端口上，电阻很小或者没有电阻，这说明线路连通。
问题三：怎么检查每个芯片都工作？
解决方法：用万用表的电压档检查每个芯片的电源端是否有vcc一样的电压，接地端是否都接地了，实验图上部分芯片并没有标注电源端和地端的接口，要自行加上。
用led去检查输入输出端是否有相应的响应，例如输入端是5赫兹的脉冲，接上led后应该是每秒闪烁五次，如果现象不对应该检查脉冲输出的芯片，用相同的方法检车脉冲部分，如此类推。
问题四：八个彩灯只渐亮和渐灭，之后就是常亮4秒，不符合闪烁4次的规则。
解决方法：
第一步：闪烁是由clr端控制的，CLR＇＝（ＱE*A+QE＇），彩灯逐渐灭后，QE为1，所以CLR＇=A，把led插在A端，检查A是否为2赫兹的脉冲，led的确每秒闪烁两次，说明了A没问题；
第二步：同样的方法检查QE，QE也正常，在检查起反相作用的74ls04n的1y输出端，1y 为0，74ls09n故没问题；
第三步检查起相加作用的74ls32n的1a，1b，1y，发现1y=0,1a=o，1b=0，这说明相与作用正常，问题发生在1b，1b=ＱE*A，应该是0和1交替出现，所以问题必定在相与的芯片上，即为74ls09n；
第四步，检查74ls09的输出端，没有输出，检查连线也正确，怀疑是芯片有问题。
把芯片独立出来检查芯片功能，芯片没有相与功能，可能是芯片损坏，更换芯片，更换后也没有相与功能，说明74ls09n不能完成相与功能，解决方法是找替代芯片。
经查找，74ls08与74ls09功能一致，引脚排布一致，可替换。
更换以后有了闪烁的现象；
问题五:有时有现象，有时没有，怀疑是接触不良。
解决方法：更换接触不良的线。
大功告成
附录：
元器件清单：555定时器，模十六计数器74LS163，与门74LS08，与非门74LS10，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。