四花样彩灯控制器1
四路彩灯控制系统
2
主要内容
1 引言 2 整体规划与设计 3 各部分单元电路设计 4 系统组装与调试 5 结束语
9/27/2010
连晋平
3
1 引言
传统的电子电路与系统设计方法, 费时费力, 效率低, 周期长,耗材多, 难以满足电子技术飞速发展的要求, 近年来迅速发展并日臻完善的电子设计自动化(EDA) 技术, 将先进的计算机技术应用于电子设计过程, 它 已被广泛应用于电子电路设计、仿真、集成电路版 ( PCB) 的设计以及可编程器件的编程等各项工作之 中, EDA技术的发展, 极大地提高了电子电路与系统 的设计质量与效率。 本文详细论述使用Multisim 10.0 这种EDA 软件设计 四路彩灯控制系统的过程。
M1 M0 CP
Q3Q2Q1Q0 DSR 74194 DSL
0
D3D2D1D0 CR
连晋平
9/27/2010
1
10
4 系统组装与调试
11
1 ~1CLR ~1CLR 6 ~1Q 1CLK 3 ~1Q 1CLK
VCC U2B
3
U2A
1
5V
X1
X2
X3
X4
9
5 1Q ~1PR 4 1D 2
6
2.5 V 2.5 V 2.5 V 2.5 V 16 U4 V1
四花样彩灯控制器课程设计
四花样彩灯控制器课程设计1. 引言彩灯在人们的生活中起到了很重要的作用，特别是在庆祝活动和节日期间。
传统的彩灯只能显示单一的颜色，而现代的彩灯控制器可以实现多种颜色的变化和特效，给人们带来了更加丰富多彩的视觉体验。
本课程设计旨在通过学习四花样彩灯控制器的原理和设计，提高学生的电子电路设计能力和嵌入式系统的应用能力。
2. 学习目标通过本课程的学习，学生将能够： - 了解彩灯控制器的基本原理和工作原理； - 掌握彩灯控制器的硬件设计和电路连接方法； - 学会使用嵌入式系统进行彩灯控制器的编程和调试；- 设计和制作一个四花样彩灯控制器原型。
3. 教学内容3.1 彩灯控制器基础知识•彩灯控制器的概念和基本原理•彩灯控制器的分类和应用场景•彩灯控制器的硬件组成和工作流程3.2 彩灯控制器的硬件设计•彩灯控制器的电路连接方法•彩灯控制器的电源设计•彩灯控制器的按键和显示屏设计3.3 彩灯控制器的编程和调试•嵌入式系统的介绍和基本原理•使用Arduino进行彩灯控制器的编程•彩灯控制器的调试和测试方法3.4 四花样彩灯控制器的设计与制作•四花样彩灯控制器的功能设计•四花样彩灯控制器的电路图设计•四花样彩灯控制器的原型制作和调试4. 教学方法本课程设计采用理论与实践相结合的教学方法。
在理论教学环节，通过教师讲解和课件展示的方式，向学生介绍彩灯控制器的基本原理和设计方法。
在实践环节，学生将分组进行彩灯控制器的硬件设计和编程实验，通过实际动手操作和实验结果的分析，深刻理解彩灯控制器的工作原理和应用技术。
5. 教学评价学生的学习评价主要包括三个方面： - 课堂表现：包括课堂积极性、参与讨论和提问等； - 实验报告：根据实际的硬件设计和编程实验结果，撰写实验报告，评估学生对彩灯控制器的掌握程度； - 设计项目：根据课程要求，学生完成一个四花样彩灯控制器的设计和制作，通过设计方案和实际效果评估学生的设计水平。
6. 参考资料•《嵌入式系统设计与开发技术》•《Arduino编程与应用》•《电子电路设计导论》7. 结语通过本课程设计的学习，学生将能够掌握彩灯控制器的基本原理和设计方法，并能够设计和制作一个四花样彩灯控制器的原型。
四路彩灯控制器电路工作原理
四路彩灯控制器电路工作原理
四路彩灯控制器电路是一种常见的电路，用于控制四个不同颜色的灯光。
它可以通过控制器来实现对灯光的开关、亮度和颜色的调节。
下面我们来了解一下四路彩灯控制器电路的工作原理。
四路彩灯控制器电路主要由三个部分组成：电源部分、控制部分和输出部分。
其中电源部分提供电源，控制部分控制灯光的开关、亮度和颜色，输出部分将控制信号转换为电流输出到灯光上。
电源部分通常采用交流电源或直流电源，通过整流、滤波和稳压等处理，将电源转换为稳定的直流电源，以供控制部分和输出部分使用。
控制部分是四路彩灯控制器电路的核心部分，它通过控制芯片来实现对灯光的控制。
控制芯片通常采用单片机或专用的控制芯片，它们可以通过编程或设置来实现对灯光的控制。
控制芯片可以控制灯光的开关、亮度和颜色，同时还可以实现多种灯光效果，如闪烁、渐变、呼吸等。
输出部分将控制信号转换为电流输出到灯光上。
输出部分通常采用三极管或场效应管等电子元件，它们可以将控制信号转换为电流输出到灯光上，从而实现对灯光的控制。
输出部分还可以通过电阻、电容等元件来实现对灯光的亮度和颜色的调节。
四路彩灯控制器电路是一种常见的电路，它可以通过控制器来实现对灯光的开关、亮度和颜色的调节。
它的工作原理主要由电源部分、控制部分和输出部分组成，通过这三个部分的协作，实现对灯光的精确控制。
四花样彩灯控制器课程设计
四花样彩灯控制器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并掌握四种花样彩灯控制原理，包括亮度调节、颜色变换、闪烁模式和序列控制。
2. 学生能描述常见电子元件（如电阻、电容、二极管等）在彩灯控制器中的作用及相互关系。
3. 学生能运用基础电路知识，分析并解释彩灯控制器电路图。
技能目标：1. 学生能够独立设计并搭建一个简单的四花样彩灯控制电路。
2. 学生通过实际操作，掌握测试和调试电路的技巧，能够解决常见的电路故障。
3. 学生能够运用信息技术工具（如编程软件）对彩灯控制器进行编程，实现个性化效果。
情感态度价值观目标：1. 学生在小组合作中培养团队精神和沟通能力，尊重他人意见，共同完成项目。
2. 学生通过创意设计，激发创新思维，增强解决实际问题的自信心。
3. 学生能够意识到科技与日常生活的紧密联系，培养对电子科技的兴趣和爱好。
本课程针对初中电子技术课程设计，考虑学生年龄特点和认知水平，注重理论知识与实践技能的结合。
课程目标具体明确，可测量，旨在通过动手实践和项目导向学习，提高学生对电子科技的兴趣和实际应用能力。
通过分解课程目标为具体的学习成果，教师可进行有效的教学设计和学习成果评估。
二、教学内容1. 电子元件基础知识：介绍电阻、电容、二极管等基础元件的功能和用途，对应教材第三章第一、二节。
- 电阻的阻值和种类- 电容的充放电特性- 二极管的单向导通原理2. 彩灯控制原理：讲解彩灯的亮度调节、颜色变换、闪烁模式和序列控制技术，对应教材第三章第三节。
- 亮度调节的原理与方法- 颜色变换的电路设计- 闪烁模式和序列控制的实现3. 电路图的识读与分析：学会识读并分析彩灯控制器电路图，对应教材第三章第四节。
- 电路图的常见符号- 彩灯控制器电路图的识读- 电路分析与故障排查4. 实践操作：动手设计并搭建四花样彩灯控制电路，对应教材第三章实验部分。
- 选用合适的电子元件- 搭建电路并进行测试- 调试电路并解决故障5. 编程与控制：运用编程软件对彩灯控制器进行编程，实现个性化效果，对应教材第四章第一节。
四花样彩灯控制器课程设计
四花样彩灯控制器课程设计1. 项目概述本课程设计旨在设计一个四花样彩灯控制器，用于控制灯光的颜色和模式。
通过该控制器，用户可以选择不同的颜色和模式，实现彩灯的灵活变化，为场景创造出不同的氛围和效果。
2. 项目目标本项目的目标是设计一个能够控制四个灯泡的彩灯控制器，实现以下功能：•控制四个灯泡的开关状态；•控制灯泡的颜色；•控制灯泡的闪烁模式和速度；•控制灯泡的亮度。
3. 硬件设计3.1 芯片选择本设计选用Arduino UNO作为主控芯片。
Arduino UNO是一款开源的基于ATmega328P芯片的单板微控制器，广泛用于原型制作和教育领域。
3.2 电路设计根据设计要求，我们需要四个LED灯泡，分别代表四个彩灯。
每个LED灯泡需要一个数字口进行控制，一个模拟口进行亮度调节。
可以通过以下电路连接方式实现控制：四个LED分别通过220欧姆的电阻连接电源的正极，共地接到Arduino UNO的GND 引脚上。
每个LED的控制引脚分别连接到Arduino UNO的数字口2、3、4和5上。
另外，每个LED的亮度控制引脚连接到Arduino UNO的模拟口A0上。
4. 软件设计4.1 软件框架本设计将使用Arduino IDE进行编程。
Arduino IDE是一款简单易用的开发环境，适用于Arduino开发板。
4.2 程序流程下面是程序的主要流程：1.初始化四个灯泡的控制引脚，将其设置为输出模式；2.进入主循环；3.读取用户的输入，包括开关状态、颜色、模式和亮度；4.根据用户输入，控制四个灯泡的状态、颜色和亮度；5.延时一段时间后回到步骤3。
4.3 程序代码以下是程序的示例代码：// 定义LED灯泡的引脚const int ledPins[] = {2, 3, 4, 5};// 定义LED灯泡的亮度控制引脚const int brightnessPin = A0;void setup() {// 初始化LED灯泡的引脚for (int i = 0; i < 4; i++) {pinMode(ledPins[i], OUTPUT);}}void loop() {// 读取用户的输入，包括开关状态、颜色、模式和亮度int switchStatus = digitalRead(SWITCH_PIN);int color = analogRead(COLOR_PIN);int mode = analogRead(MODE_PIN);int brightness = analogRead(brightnessPin);// 控制LED灯泡的状态、颜色和亮度for (int i = 0; i < 4; i++) {digitalWrite(ledPins[i], switchStatus);}analogWrite(brightnessPin, brightness);// 延时一段时间delay(100);}5. 测试与验证为了验证设计的正确性和可行性，需要进行以下测试：•测试开关功能：分别观察每个LED灯泡的状态，在不同的开关输入下进行验证；•测试颜色功能：通过改变颜色输入的模拟值，观察LED灯泡的颜色是否变化，验证颜色控制的正确性；•测试闪烁模式和速度：通过改变模式输入的模拟值，观察LED灯泡的闪烁效果，验证闪烁模式和速度的控制是否正常；•测试亮度功能：通过改变亮度输入的模拟值，观察LED灯泡的亮度变化，验证亮度控制的正确性。
单片机---彩灯控制器
一、概述1.1 单片机的发展1.1.1单片机的概念单片机是一种集成在电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。
1.1.2单片机的发展1976年INTEL公司推出了MCS-48单片机，这个时期的单片机才是真正的8位单片微型计算机，并推向市场。
它以体积小，功能全，价格低赢得了广泛的应用，为单片机的发展奠定了基础成为单片发展史上重要的里程碑。
在MCS-48的带领下，其后，各大半导体公司相继研制和发展了自己的单片机，象Zilog公司的Z8系列。
到了80年代初，单片机已发展到了高性能阶段，象INTEL公司的MCS-51系列，Motorola公司的6801和6802系列，Rokwell 公司的6501及6502系列等等,此外,日本的著名电气公司NEC和HITACHI都相继开发了具有自己特色的专用单片机。
80年代，世界各大公司均竞相研制出品种多功能强的单片机，约有几十个系列，300多个品种，此时的单片机均属于真正的单片化，大多集成了CPU、RAM、ROM、数目繁多的I/O接口、多种中断系统，甚至还有一些带A/D转换器的单片机，功能越来越强大，RAM和ROM的容量也越来越大，寻址空间甚至可达64kB，可以说，单片机发展到了一个全新阶段，应用领域更广泛，许多家用电器均走向利用单片机控制的智能化发展道路。
1982年以后，16位单片机问世，代表产品是INTEL公司的MCS-96系列，16位单片机比起8位机，数据宽度增加了一倍，实时处理能力更强，主频更高，集成度达到了12万只晶体管，RAM增加到了232字节，ROM则达到了8kB，并且有8个中断源，同时配置了多路的A/D转换通道，高速的I/O处理单元，适用于更复杂的控制系统。
四路彩灯控制器设计方案
四路彩灯控制器设计方案1 前言1.1序言随着经济的发展，城市之间的灯光系统花样越来越多，用中规模集成电路设计并制作一个四路彩灯显示系统，可用于节日庆典，医院病房等多处地方，同用单片机控制相比，它具有准确，不易受外界干扰出错，因而得到了广泛的应用。
小到人们日常生活中的电子贺卡，大到宾馆、医院等公共场所的大型数显电子钟。
1.2设计要求用中规模集成电路设计并制作一个四路彩灯显示系统，要求如下：1)开机自动置入初始状态后即能按规定的程序进行循环显示；2)程序由三个节拍组成：第一节拍时，四路输出Q1～Q4依次为1，使第一路彩灯先点亮，接着第二，第三，第四路彩灯点亮。
第二节拍时，Q4～Q1依次为0，使第四路彩灯先灭，然后使第三，第二，第一路彩灯灭。
第三节拍时，Q1～Q4输出同时为1态0.5秒，然后同时为0态0.5秒，使四路彩灯同时点亮0.5秒，然后同时灭0.5秒，共进行4次。
每个节拍费时都为4秒，执行一次程序共需12秒；3)用发光二极管显示彩灯系统的各节拍。
1.3实施计划根据课程设计要求，首先确定总设计方案，然后用EDA软件设计各单元电路并仿真分析，最后完善总体电路写出设计报告。
1.4必备条件编辑说明书：Word 2003绘制框图：SmartDraw 7绘制原理电路：Protel、Altium、Multisim、Tina、Proteus等仿真分析：Altium、Multisim、Tina、Proteus等PCB：Protel、Altium、Multisim、Tina、Proteus等设计所需软件用以上任意即可完成需求。
2 总体方案设计通过查阅大量相关技术资料，并结合自己的实际知识，我主要提出了两种技术方案来实现系统功能。
下面我将首先对这两种方案的组成框图和实现原理分别进行说明，并分析比较它们的特点，然后阐述我最终选择方案的原因。
图2.1 四路彩灯控制流程框图2.1方案比较2.1.1方案1采用单片机控制电路为主实现四路彩灯显示。
数电课设四花样彩灯报告
目录前言 (5)第一章设计内容及要求 (6)1.1课题 (6)1.2设计要求 (6)1.3设计的主要元器 (6)1.4设计思路 (6)第二章系统设计方案选择 (7)第三章系统组成及工作原理 (10)3.1 系统组成 (10)3.2 工作原理 (10)第四章单元电路设计、参数计算、器件选择 (12)4.1 时钟电路 (12)4.2 四种码电路 (12)4.3 开关电路 (14)4.4 数据输出电路 (15)4.5 总电路结构 (16)4.6各种芯片管脚图 (17)第五章实验、调试及测试结果与分析 (19)第六章收获与体会 (20)参考文献 (21)附录一 (22)第一节课程设计的课题和要求1.1 课题：四花样彩灯控制器1.2 设计要求：设计一四花样自动切换彩灯控制器，要求实现1.彩灯一亮一灭.从左向右移动2.彩灯两亮两灭，从左往右移动3.彩灯四亮四灭，从左往右移动4.彩灯从1—8从左往右逐次点亮，然后逐次熄灭5.四种花样自动切换1.3 设计的主要元器555定时器，模十六进制计数器74LS161，双D触发器74LS74，四选一数据选择器74LS153，8位移位寄存器74LS164。
1.4设计思路第一部分，由NE555与相关电容电阻等组成多谐振荡器，用来产生震荡脉冲，调节电位器可以改变震荡频率，即改变灯光的移动速度。
多谐振荡器输出的脉冲非别加在74 LS93与74LS164的cp端。
74LS93被接成16进制计数器，其4个输出端可分别输出对计数脉冲的2、4、8、16分频信号，该信号被传输到74LS153的数据输入端。
第二部分，555产生的脉冲信号输送到D触发器74LS74的cp端，在其输出端可以得到“00”到“11”4个逻辑状态并将其连接到74hc153的公共选择端A0、A1。
这样根据A0、A1端的状态就可以选定不同的输出端。
同时，74LS163在时钟脉冲作用下，数据在输出端QA到QH顺序移动。
这一移动的8位控制信号区驱动8路彩灯，就出现了8路4花样自动循环切换的流水彩灯U1A74LS04D21U1B74LS04D43U1C74LS04D65U1D 74LS04D89U2B74LS08D 456U2C74LS08D9108U42Y92C0102C1112C2122C313A 14B 2~1G 11Y71C061C151C241C33~2G1574LS153DU6QA3QB4QC5QD6A 1B2~CL R 9CLK8QE10QF11QG12QH1374LS164DQA14QB13QC12QD11RCO15A 3B 4C 5D 6ENP 7ENT 10~LO AD 9~CL R 1CLK2U374LS161DU7A1D21Q5~1Q6~1CLR13~1PR474LS74DU7B2D122Q9~2Q8~2CLR1311~2PR1074LS74D第二章 系统设计方案选择方案设计在设计中更多的使用中,大规模集成电路，不仅可以减少电路组件的数目，使电路简捷，而且能提高电路的可靠性，降低成本。
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四花样彩灯控制器1课程设计说明书课程设计名称：电子技术（数字电路部分）课程设计课程设计题目：四花样彩灯控制器学院名称：信息工程学院专业：电子信息工程班级：100415学号：27 姓名：夏亮晶评分：教师：叶臻2012年10月08日目录摘要 (1)第1章前言 (2)第2章系统组成及工作原理 (3)第3章电路方案选择 (5)第4章单元电路设计与计算 (7)4.1时钟脉冲产生电路 (7)4.2四种码产生电路 (9)4.3彩灯自动转换控制电路 (13)4.4花样输出电路设计 (14)第5章整机电路设计 (17)第6章电路仿真 (19)6.1软件介绍 (19)6.2仿真电路 (19)结论 (23)参考文献 (24)附录1 花样彩灯控制器原理总图 (25)附录 2 元器件明细表 (26)摘要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。
本次设计的四花样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四花样彩灯控制器。
首先要分析设计要求，从要实现四花样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，从它的右移输入端输入四种码来实现它的四种花样。
根据四种花样确定这四种码，可通过模十六计数器74LS161的输出端接与门74LS08和非门74LS04产生。
要实现彩灯的自动转换，把四种码输入四选一数据选择器74LS153的四个输入端，它的地址输入端接双D触发器74LS74的两个输出端，74LS74可产生四种循环的状态，从而实现彩灯的自动转换。
时钟信号由两个555产生，一个产生周期为0.721秒的矩形脉冲控制模十六计数器74LS161和八位右移寄存器74LS164,另一个产生周期为14.01秒的脉冲控制双D触发器。
当彩灯完成一种花样时，双D触发器输出状态改变，数据选择器选择另一种码输出，彩灯变为下一种花样，直到完成四种花样再循环变化。
经实验验证，所设计的四花样彩器能完成四花样变换。
关键词时钟脉冲；分频；自动转换；控制器；数据选器第1章前言彩灯控制器有着非常广泛的运用，如：LED彩灯，音乐彩灯控制器，二维彩灯控制器等等。
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虹灯。
LED彩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。
但目前市场上各式样的LED 彩灯控制器大多数用全硬件电路实现，电路结构复杂、功能单一，这样一旦制作成品只能按照固定的模式闪亮，不能根据不同场合、不同时间段的需要来调节亮灯时间、模式、闪烁频率等动态参数。
优易LED全彩灯光控制系统由Color Edit编辑软件、主控器、分控器和LED光源组成，广泛应用于城市景观、风景名胜、道路桥梁、建筑轮廓、娱乐场所、户外广告、室内装饰等美化、亮化工程。
二维彩灯控制器可控制五路彩灯逐行递增点亮，再逐行递减熄灭。
若将一定数量的彩色灯组合联接，就能营造出平面上色彩变化的场景，这比通常控制一条线上的色彩流动更加丰富绚丽。
控制器采用数字集成块，外围元器件少、电路结构简单，只要元器件完好、装接无误，装后无须调试即可一举成功。
音乐彩灯控制器是专用于卡拉ok厅 KTV包房的彩灯控制设备，其最大优点是不与电视音响等设备有任何连接，本设备通过检测包房里的环境音频信号强弱来控制通过彩灯的电流大小（即亮暗程度）来烘托娱乐的兴趣的目的，也就是随着声音的大小而使彩灯闪烁，歌声和彩灯一起跳动，从而让唱歌人激情高涨，留连忘返。
本课题研究的是四花样彩灯控制器，应用的是数字逻辑电路的有关知识，是进行复杂设计的基础，对进行复杂彩灯设计具有指导意义第2章系统组成及工作原理四花样彩灯设计可先对几个独立的功能模块进行设计，每一个模块完成特定的功能,再把它们有机的组织起来构成一个系统完成彩灯控制器的设计。
系统可由四个模块组成，它们分别是：时钟电路、四种码产生电路、自动转换控制电路、数据输出，设计框图如图2-1所示。
图2-1 系统组成框图各模块的组成及功能分析：1.时钟电路：由两个555和电阻电容组成，构成两个多谐振荡器，一个周期为0．721秒，控制计数器和寄存器，另一个周期为14.01秒，控制双D触发器。
2.四种码产生电路:由模十六计数器74LS161、与门74LS08和非门74LS04组成，计数器的四个输出端接组合逻辑门从而产生四种码。
3.自动转换控制电路：由双D触发器74LS74和四选一数据选择器74LS153组成，双D的两输出端接数据选择器的地址输入端，它能产生两位循环二进制码，每改变一种状态，数据选择器选择一种码输出，使彩灯花样自动循环。
4.数据输出电路：由八位移位寄存器74LS164和八个彩灯组成，选择输出的每一种码输入到寄存器的数据输入端，使码在寄存器的八个输出端自左向右移动，实现彩灯的花样。
工作原理分析：从多谐振荡器出来的脉冲信号分为两路：一路作为计数脉冲送到模十六计数器；另一路做为移位时钟脉冲加到移位寄存器。
调节多谐振荡器的电阻可以改变震荡频率，即改变彩灯移动的速度，得到不同的动态效果。
多谐振荡器、双D触发器、数据选择器共同组成一个电子开关。
多谐振荡器输出的计数脉冲经双D触发器两位二进制计数器，在它的两个输出端得到00、01、10、11四种逻辑状态。
这四个状态作为数据选择器的四个数据通道选择信号，对应从模十六计数器输送到数据选择器的QA，QB，QC，QD四个分频信号。
其作用相当于一个受控的一刀四位的机械转换开关。
当双D触发器输出为“00”时，数据选择器输出10000000序列脉冲，为八分频信号，实现花样一；为“10”时，数据选择器输出11000000序列脉冲，为八分频信号，实现花样二；为“01”时数据选择器输出11110000序列脉冲，为八分频信号，实现花样三；为“11”时数据选择器输出1111111100000000序列脉冲，为十六分频信号，实现花样四。
调节开关电路的CP脉冲产生电路的电阻，可以改变开关的切换时间用以选择每种花样出现时间的长短。
数据选择器的输出端接移位寄存器的输入端，在时钟脉冲的作用下，数据在移位寄存器的八位并行输出端从Q0到Q7顺序移动。
移动的八位控制信号直接控制发光二极管的亮灭，就出现了八路四花样自动循环切换的流水彩灯。
第3章电路方案选择循环彩灯电路设计方案有多种，这里考虑了以下两种方案：方案1作为双D触利用数字芯片实现。
用模十六计数器74LS161的输出端的最高位QD发器的时钟，可以少用一个555定时器。
计数器每计八个数，Q由低电平变为高电平，D双D触发器的状态改变，四选一数据选择器74LS153选择下一种码输出，彩灯变为另一种花样，以后四种花样循环改变。
如图3-1所示。
3-1 比较方案1电路图方案1的优点是省了一个555脉冲产生电路，使电路更清晰，增强了电路的可靠性；缺点是如果按此方案连接电路，彩灯无法完成第四种花样（依次点亮，依次熄灭），只能完成一半，依次点亮或依次熄灭，部分实现了设计要求，所以不采用。
方案2用多谐振荡器的输出端作为双D触发器的时钟。
计数器每计八个数，Q D由低电平变为高电平，双D触发器的状态改变，四选一数据选择器74LS153选择下一种码输出，彩灯变为另一种花样，以后四种花样循环改变。
如图3-2所示。
图3-2 比较方案2电路图优点:本电路图设计简单、结构清晰，可分为四种码产生电路、开关电路、输出电路和时钟电路这四个模块。
四种码产生电路由模十六计数器和组合逻辑门构成，开关电路由双D触发器和数据选择器构成，输出电路由移位寄存器和彩灯构成，时钟电路由两个555构成。
通过改变多谐振荡器的电阻可改变彩灯流动的速度和各花样持续的时间，实现了彩灯花样的动态变化，增强了控制器的灵活性。
缺点：原因可能是数据选择器输出的两种码之间的间隔大于彩灯每一种状态持续的时间，使彩灯的一种花样完成后并没有进入另一种状态，当进入另一种状态时上一种状态的多余码进入下一个状态，故出现了混乱的状态，可改变双D触发器的CP脉冲，即改变多谐振荡器的电阻，使得一种花样完成后，数据选择器地址输入端状态改变，正好选择另一组码输出，彩灯花样改变。
所以选择第二种方案。
第4章单元电路设计与计算4.1时钟脉冲产生电路时钟脉冲产生电路由NE555定时器、两个电阻和两个电容构成。
555定时器是一种多用途的数字模拟混合集成电路，利用它可以方便的构成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器，由于使用灵活、方便，所以555定时器再波形的产生与变换、测量与控制等多种领域都得到广泛应用。
时钟脉冲产生电路主要由555定时器芯片来实现，555芯片管脚图如图4-1所示。
图4-1 NE555定时器555定时器内部机构如图4.1所示，它主要有以下部分组成：(1)电阻分压器。
由3个5 KΩ的电阻组成。
(2)电压比较器。
由C1和C2组成，当控制输入端悬空时，C1和C2的基准电压分别是2/3Vcc和1/3Vcc。
(3)基本RS触发器。
由两个与非门G1和G2构成，对两个比较器输出的电压进行控制。
(4)放电三极管VT。
VT是集成极开路的三极管，VT的集成极作为定时器的引出端D。
(5)缓冲器。
由G3和G4构成，以提高电路的负载能力。
引脚功能:1脚位接地端；2脚是低电平触发端入端；3脚是输出端；4脚是复位端；5脚是电压控制端；6脚是高电平触发端入端；7脚是放电端；8脚是电源端。
时钟电路图如图4-2所示。
图4-2 时钟电路用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 (4-1)要用两个555产生两个时钟脉冲,两个时钟电路是相同的。
一个控制74LS161模十六计数器和八位移位寄存器,要能看到彩灯的流动,其周期设为1秒左右, 电阻值和电容值可设为：R1=1KΩR2=51KΩC=10μf由公式（4-1）计算得：T=0.721s时钟电路的输出一路作为计数脉冲送到模十六计数器74LS161；另一路做为移位时钟脉冲加到移位寄存器74LS164。
另一个555产生的矩形脉冲控制彩灯的自动转换,其周期设为模十六计数器的20倍,改变R1、R2的阻值即可，可设为：R1=1KΩR 2=1MΩUALC=10μF由公式（4-1）计算得：T=14.42s工作原理:多谐振荡器的输出波形图，如图4-3所示。
图4-3 多谐振荡器的输出波形接通电源后，VCC经R1，R2给电容C充电。
由于电容上电压不能突变，电源刚接通时Vc=0，当Vc上升到大于Vcc／3时，RD=1，SD=1，基本RS触发器状况不变，即输出端Q仍为高电平，当VC上升到略大于2VCC／3时，Rn=0，SD=1，基本RS触发器置0，输出端Q为低电平。