数字电路 彩灯流水的设计
数字电子课设报告双向流动彩灯控制器设计
一、概述此设计的目的是控制五路彩灯双向流动，设计的主要要求如下：1. 用中规模计数器设计该双向流动彩灯控制器。
2. 要求彩灯双向流动点亮，其闪烁频率在1~10Hz内连续可调。
3. 要求用555定时器设计时钟脉冲，五路彩灯采用五个发光二极管代替。
二、方案论证设计一个双向流动彩灯控制器，控制五路彩灯双向流动，这里采用两种方案。
1.方案一图1 方案一原理框图原理图如图1 通过可控硅器件SCR加至各彩灯两端，当可控硅导通时，彩灯被点亮，否则熄灭。
可控硅的导通与否是由其可控极是否加入触发信号来决定的。
这些触发信号是由顺序脉冲发生电路给出的。
时钟发生器产生的时钟脉冲CP送入顺序脉冲发生电路。
随着时钟脉冲的不断输入，顺序脉冲发生电路的各输出端依次变成高电平，形成时序控制信号。
时序控制信号经驱动电路送入可控硅的控制极，使各可控硅依次导通，于是各彩灯被依次点亮。
2.方案二多谐振荡器八进制加法计数器译码器彩灯图2 方案二原理框图原理框图如21所示，方案二采用555定时器连接成多谐振荡器产生频率在1~10Hz内连续可调的时钟信号，然后将时钟信号输出通过计数器接受。
然后，经过八进制加法计数器的循环计数实现双向流动功能。
最后，通过译码器译码，选择某一彩灯进行亮灯。
3.方案确定由于第一种方案的彩灯方向控制电路较为复杂，且依据课题所给要求及实验元器件，最终确定方案二为最终方案。
三、电路设计根据设计要求和原理中介绍的彩灯控制电路的基本组成，可以确定双向流动彩灯控制器电路应包含多谐振荡电路、八进制加法计数器电路模块、译码器与彩灯电路模块。
1 . 多谐振荡器电路在实际连接时，555定时器的外引线排列图如图3所示。
图3 555定时器的外引线排列图由555定时器构成的多谐振荡器电路如图4所示。
图4 由555构成的多谐振荡器多谐振荡电路由555定时器及其外接元件R1，R2，R3，C1构成，电位器R1用来调节振荡频率，以改变彩灯流动点亮的速度。
《数字电子技术》学习情境4任务四 流水彩灯的制作与调试
2. 运行电路，完成电路逻辑功能分析，观察波形。单击 工具栏仿真启动按钮，运行电路。 3.注意事项 1). 连接的电路、参数的设置应认真检查、逐一确认， 无误后再做仿真运行。 2). 连接CD4017的接线端子时，合理布线，以使电路简 捷清楚，并注意空余接线端子的处理。 3). 当LED不停闪动时，应检查时钟的频率是否为10Hz或 再次予以确认。
议一议:
1. 为什么每个发光二极管不加一个限流电阻，而由R4统 一完成限流？ 2. 二极管D1不接电路能否正常工作？若能工作为什么还 要接D1？ 3. 你能将发光二极管排出哪些闪烁花样？
表4-14循环彩灯的元件清单
制作步骤及操作要领： 1. 制作过程：要求按电子产品的装配工艺完成。一般应 注意以下几点： 首先，在安装前应对元件的好坏进行检查，防止已损坏 的元件被装上印制板。 其次，元件引脚若有氧化膜，则应除去氧化膜，并进行 搪锡处理。 再次，安装时，要确保元件的极性正确，如二极管和的 正、负极，电解电容的正、负极，集成电路的引脚顺序。 最后，安装时，应先安装小型元件（如电阻），然后安 装中型元件，最后安装大型元件，同一种元件的高度应当尽 量一致，这样便于安装操作。 流水灯的PCB的接线图如图4-70所示，其中a与a`之间为 一跳线。 图4－71和图4－72为循环流水彩灯元件排布和焊接参考 图
读一读：
图4-63是同步十进制约翰逊码计数器/脉冲分配器CC4017芯 片。内部是由五个触发器和一些门电路构成的译码器组成。 CR为异步清零端，高电平有效，CR＝1时计数被清零为0000 状态，强制译码器输出Y1-Y9全为低电平，而Y0和进位输出CO为 高电平。CP为时钟端。 为时钟允许控制端，低电平有较， ＝0时，在CP上升沿进行计数，由于上此器件的CP输入端具 有施密特性，对CP脉冲的上升沿和下降沿均无特殊要求。当CP ＝1时，在 的下降沿也能进行计数。Y1-Y9是十个译码输出 端，高电平有效，其中的每一个输出仅在十个CP计数脉冲周期 的一个周期内能有序地变为高电平。CO为进位输出端，当计数 到5～9时CO输出为低电平，当计数到0 ～ 4或者在CR＝1时，CO 输出高电平，进位输出CO出可以作为十分频输出，也可以用级 联输出，以扩展其功能。CC4017的时序图如图4-64所示。
流水彩灯的设计与制作
2.石英晶体多谐振荡器
1）
串联式振荡器
2）并联式振荡器来自四、施密特触发器施密特触发器具有回差电压特性，能将边沿变化缓慢的电压 波形整形为边沿陡峭的矩形脉冲，成为适合于数字电路需要的脉 冲，而且由于具有滞回特性，所以抗干扰能力也很强。施密特触 发器在脉冲的产生和整形电路中应用很广。
1
无触发信号输入时电路工作在稳定状态
2
vI下降沿触发
3
暂稳态的维持时间
4
自动返回（暂稳态结束）时间
5
恢复过程
1
输出脉冲宽度tW
2
恢复时间tre
3
最高工作频率fmax
（二）主要参数估算
三、多谐振荡器
1.电路组成
（一）用555定时器构成的多谐振荡器
2.主要参数的估算
（1）
电容充电时间T1
（2） （3）
（二）工作原理
二、单稳态触发器
单稳态触发器具有下列特点：第一，它有一个稳定状态和一 个暂稳状态；第二，在外来触发脉冲作用下，能够由稳定状态翻 转到暂稳状态；第三，暂稳状态维持一段时间后，将自动返回到 稳定状态。暂稳态时间的长短，与触发脉冲无关，仅决定于电路 本身的参数。
（一）电路组成及工作原理
流水彩灯的设计 与制作
了解555定时器的逻辑功能； 了解单稳态触发器、多谐振荡器、施密特触发器的 工作原理。
掌握555定时器的仿真测试； 掌握555定时器的简单应用； 能使用仿真软件进行555应用电路的设计。
流水彩灯的设计要求完成的技术指标如下。 （1）彩灯能够自动循环点亮。 （2）彩灯循环显示且频率快慢可调。 （3）该控制电路具有8路以上输出。 流水彩灯控制电路主要由三部分组成，其整体框图如图9-1所示。
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。
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。
数电课程设计 16路彩灯循环电路
数电课程设计__16路彩灯循环电路数字电路流水灯的设计与制作任务书一、设计目的1、掌握基于数字集成电路芯片的数字系统设计与制作；2、掌握采用EDA软件绘制电路原理图的技术；3、熟悉基本的电子系统焊接、加工技术；4、掌握555定时器、计数器、译码器等芯片的原理与应用技术。
二、设计内容设计一个基于数字集成电路芯片的流水灯演示系统，采用EDA软件绘制电路原理图，并完成器件选型、焊接，系统调试任务。
三、设计要求1、通电后，该流水灯系统的16支发光二极管能从一端至另一端依次亮起，循环进行，形成“流水”效果。
2、根据要求完成系统设计，确定所需元器件。
3、采用EDA软件绘制电路原理图。
4、采用所选器件在通用线路板上安装、焊接、调试，实现所需的功能。
四、设计步骤1、实验方案：555多谐振荡器附加电容、电阻产生实验所用脉冲信号，74ls191进行计数，两片74ls138扩展成4-16译码器，将计数器所得结果译码成高低电平，用来驱动LED灯。
从而产生循环控制的效果。
2、实验原理：①555多谐振荡器时序模块NE555器件详释NE555是属于555系列的计时IC的其中的一种型号，555系列IC的接脚功能及运用都是相容的，只是型号不同的因其价格不同其稳定度、省电、可产生的振荡频率也不大相同；而555是一个用途很广且相当普遍的计时IC，只需少数的电阻和电容，便可产生数位电路所需的各种不同频率之脉波讯号。
图1 NE555内部功能框图Pin 1 (接地) -地线(或共同接地) ，通常被连接到电路共同接地。
Pin 2 (触发点) -这个脚位是触发NE555使其启动它的时间周期。
触发信号上缘电压须大于2/3 VCC，下缘须低于1/3 VCC 。
Pin 3 (输出) -当时间周期开始555的输出输出脚位，移至比电源电压少1.7伏的高电位。
周期的结束输出回到O伏左右的低电位。
于高电位时的最大输出电流大约200 mA 。
Pin 4 (重置) -一个低逻辑电位送至这个脚位时会重置定时器和使输出回到一个低电位。
深圳大学数电实验3[1].14_彩灯流水电路的设计
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深圳大学实验报告
课程名称：数字电路
实验项目名称：彩灯流水电路的设计
学院：信息工程学院
专业：电子信息工程
指导教师：张志鹏
报告人：学号：2011130 班级：电子3
实验时间：2012.12.16
实验报告提交时间：2012.12.29
一、实验目的
设计一电路驱动8只灯，使其七亮一暗，且这一暗灯按一定节拍循环右移。
二、实验内容和步骤
使用一片4位二进制同步计数器（74LS161）、一片3线——8线译码器（74LS138）和一片六合反向器（74LS04）来实现彩灯流水电路。
（一）.4位二进制同步计数器（74LS161）的引脚排列图如图1所示：（二）.3线——8线译码器（74LS138）的引脚排列图如图1所示：（三）.六合反向器（74LS04）的引脚排列图如图3所示：
三、实验结果和数据分析
接线图如下：
四、实验结论
实验思路并不复杂，但是接线过程中一定要细心，否则会因为一小点的差错导致整个实验无法进行，实验过程中，仪器的性能的好坏对实验的实现也有影响。
指导教师批阅意见：
成绩评定：
指导教师签字：
年月日。
彩灯流水电路(流水灯)的设计
彩灯流水电路(流水灯)的设计对于彩灯流水电路的设计，我们一般采用LED流水灯的形式。
LED流水灯的原理是通过输入一个时钟信号，来控制LED灯的亮灭顺序，从而实现LED灯的流水效果。
下面就以一个8位LED流水灯电路为例，来分步骤介绍如何进行彩灯流水电路的设计。
1. 材料与元器件的准备该8位LED流水灯电路所需要的材料与元器件如下：（1）芯片：AT89C51（2）时钟：11.0592MHz（3）LED数码管：8款（4）电阻：九个330欧姆电阻（5）电容：两个22pF陶瓷电容（6）稳压管：7805（7）热熔胶枪（8）面包板2. 电路原理图设计接下来，我们需要根据电路的设计要求，来进行电路原理图的设计。
如下图所示，该电路原理图包含了AT89C51芯片、时钟、稳压管、电容以及LED数码管等元器件。
其中，AT89C51芯片作为电路的主控制芯片，时钟则用来控制电路的工作频率。
LED数码管则是用来实现LED灯的罗列效果。
3. 电路焊接装配电路原理图完成后，进入电路焊接与装配环节。
首先，我们需要将元器件逐一地焊接在面包板上。
这里，我们需要注意焊接的顺序和脚位。
接着，将电路连线固定在面包板上，然后接上电源线，即可启动LED数码管。
4. 代码编写最后，我们需要编写AT89C51芯片的代码。
该代码用来控制LED数码管的流水效果。
该代码的编写需要考虑以下几个方面：（1）如何将LED数码管控制程序放入芯片中？（3）如何实现不同的流水显示模式？（4）如何使用时钟来控制LED数码管的刷新速度？经过以上步骤的设计后，我们便可成功地制作出一款功能完善的彩灯流水电路产品。
如需实现更高级别的彩灯效果，还需不断探究和创新。
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预习
பைடு நூலகம்（20分）
操作及记录
（40分）
数据处理
20分
结果与讨论10分
思考题
10分
总分
1、报告内的项目或内容设置，可根据实际情况加以调整和补充。
2.可以用一片或几片51单片机来控制。用程序来控制彩灯的形状，亮度，循环次序等。
七、实验结论与讨论：
本次实验是设计一个彩灯流水电路，在实验中主要是熟悉74LS161芯片的结构和逻辑功能功能，并利用该芯片设计电路。在实验时要做到仔细、认真，用课本理论知识验证实验结果，通过实验更加深入地学习门电路。
指导教师批阅意见：
因为74LS161是一个十六进制的计数器，从0000~0111和1000~1111这两个范围内第三位都是逐项相等的。所以可以直接把74LS161的第三位作为8进制输出。
这里把74LS161的三低位个输出端分别接到74LS138译码器的三个输入端上。同时把74LS138的8个输出端分别接到8个发光二极管上。给74LS161一个1Hz的时钟脉冲，这时74LS138的输出端就会从0~7不断地输出信号。这样就会看到发光二极管的暗灯从左到右地移动。接线图如图2所示。
六、思考题
1.如果本设计题改为八只灯七暗一亮，且这一亮灯按一定节拍循环右移，那电路该如何改动？
2.现代城市有各种复杂的、变化异彩的彩灯图案（有左移的、右移的、有圆的、有方的、有上移的、有下移的），你能构思出现实中这些彩灯图案的电路框图吗？
答：1.只要按图2的接线，最后在74LS138的输出端接上一些反向器就行了，这样就可以实现七暗一亮向右按一定节拍循环右移。接线图如图3所示。
得分
教师签名
批改日期
深 圳大 学 实 验 报 告
课程名称：数字电路与逻辑设计
实验名称：实验一逻辑门电路功能及测试
学院：信息工程学院
组号：指导教师：
报告人：学号：
实验地点：
实验时间：年月日星期
实验报告提交时间：
一、设计题目
设计一电路驱动8只灯，使其七亮一暗，且这一暗灯按一定节拍循环右移
二、实验仪器与材料
2.用一片四位二进制计数器（74LS161）和3/8线译码器（74LS138）实现。
五、实验内容和步骤
选择用一片四位二进制计数器（74LS161）和3/8线译码器（74LS138）实现：
当计数器74LS161的四个使能端CTP、CTT、 、 都为高电平时，计数器才进行计数工作。当 为0时，对74LS161进行异步清零，不管其他使能端的输入。
1.RXS-1B数字逻辑电路实验箱;
2.74LS90(十进制计数器)、74LS161（4位二进制同步计数器（异步清零））、74LS138（3线—8线译码器）、74LS04(六反向器)、74LS20（双四输入与非门）。
三、实验集成元件
四、设计方案
1.用一片十进制计数器（74LS90）接成八进制计数器和3/8线译码器（74LS138）实现。