彩灯控制器数电课程设计报告
彩灯控制器课程设计报告
数字电子技术课程设计报告专业名称：班级：姓名：学号：日期：目录一、设计要求 (1)二、设计的作用、目的 (1)三、设计的具体实现 (1)1、系统概述 (1)2、单元电路设计、分析与仿真 (2)3、电路的安装与调试 (6)四、心得体会及建议 (7)五、附录 (7)六、参考文献 (8)设计报告一、设计要求说明：1.以十个指示灯作为显示器件，能自动的从左到右、从右到左的依次被点亮，如此周而复始，不断循环。
2.打开电源时可自动清零，每个指示灯被点亮的时间约为0.5S—2S 范围内。
3.用计算机画出电路设计图，进行仿真分析验证其正确性。
4.写设计说明书一份。
二、设计的作用、目的1、为了培养学生运用相关课程的基础理论和技能解决实际问题，并进一步提高学生抓也基本技能、创新能力的重要实践教学环节。
2、培养学生正确的设计思想与方法、严谨的科学态度和良好的工作作风。
3、通过课程设计，学生受到设计与写作方法的初步训练，能用文字、图形和现代设计写作方法系统地、正确地表达课程设计。
4、巩固、深化和扩展学生的理论知识与初步的专业技能。
5、熟悉各种芯片的功能和应用。
6、完成彩灯控制器的设计，绘出电路原理图。
7、调试电路，是否能正常工作。
重庆理工大学课程设计：彩灯控制器三、设计的具体实现1）系统概述此电路主要由三部分组成，其整体框图如图（一）所示。
振荡电路计数译码驱动电路显示电路图（一）2）方案论证与实现（1）振荡电路主要用来产生时间基准信号（脉冲信号）。
因为循环彩灯对频率的要求不高，只要能产生高低电平就可以了，且脉冲信号的频率可调，所以采用555定时器组成的振荡器，其输出的脉冲作为下一级的时钟信号，电路如图二所示。
图（二）（2）计数器/译码分配器计数器是用来累计和寄存输入脉冲个数的时序逻辑部件。
在此电路中采用十进制计数/分频器4017，它是一种用途非常广泛的电路。
其内部由计数器及译码器两部分组成，由译码输出实现对脉冲信号的分配，整个输出时序就是O0、O1、O2….O9依次出现与时钟同步的高电平，宽度等于时钟周期。
数电课设彩灯控制器的设计报告
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重要环节。
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，可以帮助我们巩固和加强数电课程的理论知识，掌握电子电路的一般设计方法及电子电路安装与调试方法和故障排除方法，同时也可以培养我们的创新思维。
本次课程设计的题目十分贴近日常生活。
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，还可以用于娱乐场所和电子玩具中，绝大多数的彩灯控制电路都是用数字电路来实现的。
本次设计的彩灯控制电路就是用计数器、存储器、译码器等来实现。
将存储器中的图案用发光二极管点阵显示，同时具备频率调节、手动复位及选画功能。
整个电路可分为脉冲发生电路、图形控制电路、数码管显示电路和存储电路。
通过课本中的知识及翻阅资料可知，脉冲发生电路需要产生低频和高频脉冲。
图形控制电路中需要用74LS160设计一个计数器，用74LS138构成译码器。
数码管显示电路需要用两块数码管显示计数，存储电路中需要写入图案的二进制编码。
初步设计好各单元电路之后，首先要单独调试，再将各模块连接起来，完成电路的整体功能。
第一章系统概述1、实践要求通过对硬件编程，将图形、文字、动画存储在ROM中，通过计数器控制图形、文字、动画的地址，再利用显示矩阵显示出来。
系统所显示的内容可反复循环，直至手动或加压清零，便可回到初始地址。
（1）以8×8的发光二极管点阵作为控制器的显示器件（含单色或三色）；（2）要求显示的图案不少于50幅；（3）每幅图案的显示时间基本相等，这个时间在20ms、1s、2s三档步进预置；（4）具有手动复位及加电自动复位功能。
2、原理分析与程序设计框图通过对实验要求的解读可知，本次实践需要通过对ROM的编程来控制一个8*8的LED点阵输出存在ROM中的各种图形或者文字。
因此需要用ROM的八根数据线来控制点阵的行，用74LS138的输出控制点阵的列。
由于点亮点阵是一行行或一列列亮的，所以需要74LS138译码器搭配着74LS161使用，接1000HZ以上的高频，再接点阵，不断地刷新点阵，这样人眼才能看到一幅画。
数电课程设计_彩灯控制器
数字电子电路课程设计报告书专业：电子信息科学与技术题目：彩灯控制器姓名：王小军石浩浩学号：2010142220 2010142224指导老师:陈明2012/6/18目录一、课程设计的题目与要求课程设计题目要求 (2)二、所需实验器材所需实验器材 (2)三、题目分析与原理设计1、总体思路 (3)2、真值表 (3)四、电路制做 (5)五、仿真结果1、奇数灯依次亮 (4)2、偶数灯依次亮 (7)六、心得体会 (10)七、参考文献 (11)一、课程设计的题目与要求课程设计题目：彩灯控制器题目要求：1．有十只LED，L0……L92．显示方式：①先奇数灯依次灭②再偶数灯依次灭③依次循环变化3．显示间隔0.5s 1s可调二、所需实验器材器材名称所需数量74161N芯片1个与非门1个时钟信号脉冲源1个+5V电源1个与门10个LED灯10个非门4个三、题目分析与原理设计1、总体思路按课程设计题目来看，要求实现彩灯的11 种状态（奇数的灯依次亮5种状态，，偶数的灯依次亮5种，然后74161的清零状态一种，再开始循环，总共11种），此处可以用一个11 进制的计数器实现，从0 到10 种状态来控制这11 种状态（0000－1010），然后把计数器进过与门和非门变成高电平，使其进过发光二极管使二极管发光。
再写出这11 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11进制的计数器，直接进过门电路连接LED灯。
2.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：L1L2L3L4L5L6L7L8L9L100 1 0 0 0 0 0 0 0 0 01 0 0 1 0 0 0 0 0 0 02 0 0 0 0 1 0 0 0 0 03 0 0 0 0 0 0 1 0 0 04 0 0 0 0 0 0 0 0 1 05 0 1 0 0 0 0 0 0 0 06 0 0 0 1 0 0 0 0 0 07 0 0 0 0 0 1 0 0 0 08 0 0 0 0 0 0 0 1 0 09 0 0 0 0 0 0 0 0 0 110 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0四、电路制作11进制计数器是由一个16进制计数器构成，并且将11进制计数器的每个状态输出，令其对应LED的每一种状态，电路原理图如下图五、仿真结果1、奇数灯依次亮2、偶数灯依次亮六、心得与体会该电路的设计基本上完成了课程设计题目所要求的功能，但仅仅是一种很简化的过程。
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。
彩灯控制数电实验报告
数字电子技术课程设计报告题目：专业：班级：学号：姓名：指导教师：设计日期：目录一、设计目的作用――――――――――――――（1）二、设计要求――――――――――――――――――（1）三、设计的具体实现―――――――――――――――（1）四、总结――――――――――――――――――（10）五、附录――――――――――――――― (11)六、参考文献――――――――――――――― (12)彩灯控制电路一.设计目的作用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。
二.设计要求1．控制红、绿、黄一组彩灯循环闪亮，变化的规律是：红→红绿→绿→黄绿→黄→全亮→全灭→红，如此循环，产生“流水”般的效果。
2．“流水”的速度由快到慢，再由慢到快循环变化。
三、设计的具体实现1、系统概述彩灯控制电路由三个模块构成，显示电路﹑秒脉冲电路和维持电路。
秒脉冲电路全程为电路提供矩形波信号使彩灯定时发亮；显示电路为维持电路提供电源：维持电路在显示电路部分提供电源的情况下为电路提供一段较长的高电平，使彩灯在全部变亮后保持一段时间。
同时结合显示电路部分所带元件（主要是74LS194）的性质，使彩灯从右到左依次由暗变亮，亮后维持一段时间，然后熄灭，并且不断重复。
设计及框图如下2、单元电路设计与分析(1)﹑秒脉冲电路图 1、秒脉冲发生电路本电路秒脉冲电路由一个集成的555定时器够成，当电源接通后，VCC通过对R1﹑R2向电容器充电。
电容上得到电压按指数规律上升，当电压上升到2/3VCC时，输出电压V0为零，电容器放电。
当电压下降到1/3VCC时，输出电平为高电平，电容器放电结束。
这样周而复始形成了振荡。
脉冲发生器由NE555与R1，R2，RP，C1，C2组成的多谐振荡器组成,它是为灯光流动控制器提供流动控制脉冲的，多谐振荡器的振荡频率可根据所需要的灯光流动速度，通过RP进行调节，由于RP阻值较大，所以有较大的调速范围。
课程设计报告—多路彩灯控制器
课程设计报告—多路彩灯控制器一、项目介绍多路彩灯控制器是一款具有多种颜色控制功能的控制器，可以实现多种灯光图案的显示。
它的主要功能是控制多脚灯泡的变化和状态，使其产生不同颜色的灯光，构成不同的图案或者变换模式。
二、主要功能1.控制部件：该控制器采用通用数字微处理器作为控制元件，它可以控制多种灯光，包括白色、红色、绿色和蓝色等，还可以同时控制多个LED，实现不同灯光图案的显示。
2.控制算法：在算法上，多路彩灯控制器采用“时序控制”算法，它可以控制灯泡在某一秒内的时间序列，从而实现不同图案的表现效果。
3.连接部件：它还具有外界输入部件，可以连接电脑，便于使用者设计和控制灯光图案，也可以更改和重置控制器，以设计新的灯光图案。
三、困难点1.多灯光多变显示：多路灯光的多变显示要求控制器具有良好的时序管理能力，以及良好的判断力，能够实时根据外部特征环境、光源特性等，控制灯泡成某种特定的灯光图案。
2.多模式控制：多模式控制要求控制器具有嵌入式内部控制算法，以实现不同的相关控制功能。
3.可视化编程：多模式控制还要求可视化编程，使用者可以通过可视化编程界面来设计灯光图案。
四、实现方案1.硬件系统：由数字微处理器、多路输出控制器、LED灯光、外界输入部件（如按键、鼠标、USB 等）等组成。
2.控制软件：控制程序和用户界面设计，将硬件设计和实现，以及灯光显示软件结合起来，实现灯光图案的控制。
五、总结多路彩灯控制器的主要功能是控制灯泡在某一秒内的时序变化，以及实现多种灯光图案的显示。
它的实现方案主要由硬件系统、控制软件和外界输入组成，它的主要困难点包括多灯光多变显示、多模式控制和可视化编程等。
数字彩灯控制器课程设计
数字彩灯控制器课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解数字彩灯控制器的基本工作原理，掌握其电路组成和功能。
2. 学会使用数字彩灯控制器进行简单的编程，以实现不同的灯光效果。
3. 掌握数字彩灯控制器相关术语和概念，如：亮度调节、模式切换、定时控制等。
技能目标：1. 能够独立完成数字彩灯控制器的组装和调试。
2. 能够运用所学的编程技巧，设计并实现个性化的彩灯效果。
3. 能够通过实际操作，解决数字彩灯控制器使用过程中遇到的问题。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子技术的兴趣，激发创新精神和实践能力。
2. 培养学生团队合作意识，学会在团队中发挥个人作用，共同完成任务。
3. 增强学生对科技与生活的联系的认识，体会科技带来的便捷和美好。
课程性质：本课程为实践性较强的电子技术课程，结合学生年级特点，注重理论与实践相结合，提高学生的动手能力和创新能力。
学生特点：学生处于好奇心强、求知欲旺盛的年级，喜欢探索新事物，具备一定的电子技术基础。
教学要求：教师应注重启发式教学，引导学生主动探究，培养学生的实践操作能力。
同时，关注学生的个体差异，提供个性化的指导和支持，确保课程目标的达成。
通过课程学习，使学生能够将所学知识应用于实际生活和创新实践中。
二、教学内容1. 数字彩灯控制器基础知识：介绍数字彩灯控制器的基本原理、电路组成及其功能，关联课本第三章内容。
- 原理：微控制器的基础知识，数字信号与模拟信号转换。
- 电路组成：微控制器、电源模块、驱动模块、按键和显示模块等。
- 功能：亮度调节、模式切换、定时控制等。
2. 数字彩灯控制器编程技巧：学习控制器编程方法，设计不同的灯光效果，关联课本第四章内容。
- 编程环境：介绍控制器编程软件的使用方法。
- 编程技巧：基础编程语法，灯光控制指令的使用。
- 效果设计：实现追逐、闪烁、渐变等灯光效果。
3. 实践操作：动手实践，组装和调试数字彩灯控制器，关联课本第五章内容。
- 组装：按照电路图组装控制器，熟悉各个模块功能。
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。
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五邑大学
数字电路课程设计报告题目：彩灯控制器
院系信息工程学院
专业电子信息工程
学号
学生姓名
指导教师王玉青
彩灯控制器
一、 设计的要求和意义 1、设计的要求
使用中小型集成电路和门电路设计彩灯控制器要求完成以下功能：
● 使用555定时器产生一个10Hz 的周期信号作为时钟信号 ● 显示方式由L0到L7逐行递增点亮
可选用的器件与元件：
74LS138、NE555、74LS161各1块，发光二极管8支，电阻、电容任选。
2、设计的意义
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，设计可改变流速的流水灯电路图，分析与设计时序控制电路。
利用所学过的知识，通过设计计算﹑元件选取﹑电路板制作调试等环节，初步掌握工程设计的技能。
掌握常用仪表的正确使用方法，学会简单电路的实验调试和整机指标测试方法，巩固和加深对数字逻辑电路的理论知识，锻炼动手能力。
了解与课程有关的电子电路以及元器件工程技术规范，能按课程设计任务书的技术要求，编写设计说明，能正确反映设计和实验成果，能正确绘制电路图。
二、 硬件电路设计
1、方案设计
本设计采取的方案是：用NE555一个、74LS161一片、74LS138一片、74LS04一片、电阻、电容、发光二极管和门电路。
由555多谐振荡器提供时钟脉冲，74LS161二进制加/减计数器一片用来计数和输出信号，通过译码器74LS138直接输出控制彩灯。
如图1所示：
2、555多谐振荡器电路设计
555多谐振荡器的电路连接方式已确定的，只需根据所要产生的频率来确定外围的电阻和电容的大小。
电阻R1和R2的确定：
因为要产生10Hz 的时钟信号，先假定电容C 的值为0.1uF ，再根据公式：
)
1(2
ln )221(1
⋅⋅⋅⋅⋅⋅+=
C R R f
估算出R2和R2的值，如果计算出的阻值太大或太小，可以适当调整电容C的值从而得比较合适的R1和R2。
从而得到R1、R2和C的取值分别为：R1=R2=47K，C=0.1uF。
到
通过protues仿真后，证明该555多谐振荡器是可以产生10Hz的脉冲信号的，其仿真图如图1所示：
图1
3、74LS161加法计数器电路设计
74LS161是同步4位二进制计数器，模长为16，其引脚图如图2所示，功能表如图3所示：
图2
图3
要使74LS161呈计数状态，根据功能表可知：引脚7、9和10要接高电平，另外，要点亮8个彩灯，则要设计一个模长为8的加法计数器，用反馈回零法来实现，具体如下：当输出Q3Q2Q1Q0为1000时，将引脚11（Q3）通过一个非门74LS04接到引脚1（清零端）。
该计数器电路如图4所示：
图4
3、74LS138译码器电路设计
74LS138是集成CMOS 3线—8线译码器，其引脚图和功能图如图5所示：
图5
由其功能表可知：当输入控制端G1为高电平且A G 2和B G 2同为低电平时，允许译码；A 、B 、C 为地址输入端，Y0~Y7为输出端且为低电平有效，故译码器电路如图6所示：
图6
4、发光二极管电路设计
由于译码器的输出为低电平有效，8个发光二极管要采用共阳极接法，发光二极管正常工作电压一般为2V ，工作电流为3mA~20mA ，为防止电流过大，需要与发光二极管串联一个限流电阻R ，限流电阻的计算如下：
)2(202
53⋅⋅⋅⋅⋅⋅<=-<=mA R
mA
由公式（2）可得：150Ω<=R<=1K，在这里，我们选择1K的限流电阻。
其电路如图7所示：
图7
5、将上面4个模块连接起来就可得到总电路，protues仿真结果如图8所示：
三、调试过程遇到的问题与解决的方法
在设计过程中，还是出现了比较多的问题，在调试的过程中，发现有些led不能亮，经过多次排查才发现有些引脚虚焊，要很认真才能找出来。
觉得自己的焊接技术还要好好练习才行。
还有就是对芯片引脚不熟悉，在画pcb的时候就画错了线路图，导致最后在焊接的时候要跳线。
四、课程设计体会
在设计过程中，经常会遇到这样那样的情况，就是心里想老着这样的接法可以行得通，但实际接上电路，总是实现不了，因此耗费在这上面的时间用去很多。
做课程设计同时也是对课本知识的巩固和加强，由于课本上的知识太多，平时课间的学习并不能很好的理解和运用各个元件的功能，而且考试内容有限，所以在这次课程设计过程中，我们了解了很多元件的功能，并且对于其在电路中的使用有了更多的认识。
平时看课本时，有时问题老是弄不懂，做完课程设计，那些问题就迎刃而解了。
而且还可以记住很多东西。
比如一些芯片的功能，平时看课本，这次看了，下次就忘了，通过动手实践让我们对各个元件映象深刻。
认识来源于实践，实践是认识的动力和最终目的，实践是检验真理的唯一标准。
通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。
五、附件
1、电路原理图
2、PCB图
3、元件清单
元件名称数量
NE555 1
74LS161 1
74LS138 1
74LS04 1
发光二极管8
1K电阻8
47K 电阻 2
0.01uF 电容 1
100uF 电容 1
开关 1
参考文献
【1】徐秀平，数字电路与逻辑设计电子工业出版社.2010,7。