四路彩灯报告
4路彩灯控制器课程设计数电
电子技术课程设计---彩灯控制器学院：电子信息工程学院班级：姓名学号：指导教师：彩灯控制器一、设计任务与要求：设计一个彩灯控制器，要求：1.四路彩灯从左向右逐次渐亮，间隔为1秒。
2.四路彩灯从右向左逐次渐灭，间隔为1秒。
3.四路彩灯同时点亮，时间间隔为1秒，然后同时变暗，时间为1秒，反复4次。
二、总体框图图（1）总体框图根据设计要求，电路设计大体思路如下：由脉冲发生器发出频率脉冲信号，利用计数器加法计数功能输出0000~1111的脉冲信号，经过数据选择器分别在0000~0011，0100~0111，1000~1111三个时段输出不同的高低电平，控制移位寄存器实现右移→左移→置数功能，从而控制彩灯按照设计要求实现亮灭。
三、选择器件本次课程设计所用器件如表一：表一本次课程设计所用器件1.同步二进制计数器74LS163表二7-3 74LS163功能表输入输出CP EP ET Q↑×0 ××全“L”↑0 1 ××预置数据↑ 1 1 1 1 计数× 1 1 0 ×保持× 1 1 ×0 保持根据逻辑图、波形图、功能表分析，74LS163具有如下功能：管脚图逻辑符号1)1是同步4位二进制加法计数器，M=16，CP上升沿触发2)2既可同步清除，也可异步清除。
同步清除时，清除信号的低电平将在下一个CP上升沿配合下把四个触发器的输出置为低电平。
异步清除时，直接用清除信号的低电平把四个触发器的输出置为低电平。
3)3同步预置方式：当LD = 0时，在CP作用下，计数器可并行打入预置数据.当LD = 1时，使能输入PT同时为高电平，在CP作用下，进行正常计数。
4)PT任一为低时，计数器处于保持状态。
5) 5 CO为进位输出，可用来级联成n位同步计数器。
2．四位双向移位寄存器74LS19474LS194内部原理图74LS194四位双向移位寄存器具有左移、右移、并行数据输入、保持、清除功能。
四花样彩灯报告结论及心得感悟
结论及心得感悟
本次所设计的是四花样循环彩灯电路的设计，主要结合了大二所学的数字电子技术与模拟电子技术。
此次设计电路关键在于对设计要求的理解分析以及对基本电路相关知识的熟练掌握。
设计电路时，将总体的功能分成若干个部分来实现，是简化电路设计思路的很好方法；且搞清各个模块的功能与实现要求操作的具体方法，对电路故障的检查也是很有帮助。
通过这次设计，学到了很多东西，如如何使用multisim。
也吸取了很多教训。
教会了我们连接电路过程不应急于求成，而应一个模块连接成功后检查相应的输出是否正确。
这为以后的专业学习与设计提供了宝贵的经验。
真正提高了动手能力，学会获取资料，活跃了自己的思维，巩固了所学知识。
花样彩灯控制器的设计是对数字电路逻辑设计知识的实践运用，加深了对知识的理解。
对我们而言，知识上的收获重要，精神上的丰收更加可喜。
深刻理解了“失败乃成功之母”这句话。
挫折是一份财富，经历是一份拥有。
这次课程设计必将成为我们人生旅途上一个非常美好的回忆！
课设是学习阶段一次非常难得的理论与实际相结合的机会，通过这次设计，摆脱了单纯的理论知识学习状态，与实际设计的结合锻炼了综合运用所学的专业基础知识的能力，解决实际工程问题的能力，同时也提高查阅文献资料、设计手册、设计规范以及电脑制图等其他专业能力水平，我们的能力得到了锻炼，经验得到了丰富，并且意志品质力、抗压能力及耐力也都得到了不同程度的提升。
最后，对老师细心地指导表示衷心地感谢。
电子技术实验四路彩灯
《电子技术实验》四路彩灯显示电路设计报告年级学院：2014级工程学院专业班级：电气类1班姓名：***学号：************指导老师：***目录一、课程设计内容与要求分析1.1实验目的 (3)1.2实验内容 (3)二、设计总思路2.1 基本原理 (3)2.2实验流程图 (3)三、模块化设计3.1 555时基电路3.1.1555芯片结构及引脚图 (3)3.1.2555引脚功能表 (4)3.1.3555构成多谐振荡器 (4)3.1.4多谐振荡器参数计算 (5)3.2 74LS161脉冲分频电路3.2.174LS161芯片结构及引脚图 (5)3.2.274LS161功能表 (6)3.2.374LS161组成分频电路 (6)3.2.4 74LS161组成12进制循环计数器 (6)3.3 74LS194时间控制电路3.3.174LS194芯片结构及引脚图 (7)3.3.274LS194功能表 (8)3.3.374LS194组成时间控制电路 (8)四、全局电路设计4.1 电路功能表 (9)4.2基于Multisim14.0的全局电路仿真 (10)五、电路调试及仿真结果分析5.1电路调试的仪器 (10)5.2 电路故障及分析5.2.1 彩灯无法点亮 (10)5.2.2 彩灯闪烁功能缺失 (11)5.2.3 彩灯无规律闪烁 (11)六、课程设计总结 (11)七、参考文献 (11)八、附录：元器件清单 (12)一、课程设计内容与要求分析1.1实验目的：1、了解电子电路设计的过程2、掌握电子线路的调试方法3、系统掌握时序电路的设计与调试1.2实验内容：要求开机后彩灯按四个节拍循环工作1、Q1、Q2、Q3、Q4依次为1，相应灯依次亮，间隔为1秒2、Q4、Q3、Q2、Q1依次为0，相应灯依次灭，间隔为1秒3、Q1、Q2、Q3、Q4同时为1，四灯同时亮，间隔为0.5秒4、Q1、Q2、Q3、Q4同时为0，四灯同时灭，间隔为0.5秒5、第（3）和（4）过程重复，共4秒。
四路彩灯显示系统逻辑电路设计
步集成计数器 74LS161，因其是
的计数器，并且有异步清零的功能，因此
采用反馈复位信号使清零输入端 为零的方法，可以使计数器在按自然态序计 数的过程中，跳过无效状态，构成 12 进制的计数器。
为完成要求，列出十二进制计数器的状态表，寻找清零是 态，表 为自然态序 12 进制计数器的状态表。
计数 N
四路彩灯状态显示 四路彩灯共有十二个状态，使用实验箱上的显示译码器可以显示 0~11 来表
示状态，由于一片 74LS161 为十二进制计数器，可以采用 74LS161 的输出
作为输入，输出为两片显示译码器的 入，可列真值表 。
的输
表 彩灯显示状态真值表
输入
数码管 1
输出
数码管 0
数码 数码 管1 管0
使用 74LS194 来控制四路彩灯的基本功能实现以及对电路进行的暂停保持和 继续功能由我的合作者宋浩宇完成。
实物连线由我们共同完成，图 为系统实物图。
图 系统实物照片
4 总结
通过四路彩灯电路的设计与实现，使我对芯片功能、一般组合逻辑电路和时 序逻辑的设计有了更深的认识，巩固了在此之前已在课堂和书本上学到有关知 识。
系统测试
在整个电路完成之后，进行的测试有： 进行仿真测试，检查电路逻辑是否存在问题，如存在问题，则修改；
将构成十二进制计数器的 74LS161(电路中 U1)的输出
连接实验箱上
的显示灯，检测输出是否为自然态序的十二进制计数，且正确循环，如不正常， 则重新检查反馈复位逻辑电路是否接错；
如 1 正常，将 74LS194 的输入
00000000000000
00010100000001
00100200000010
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。
四路彩灯设计实验报告
四路彩灯设计实验报告1. 引言彩灯设计实验是电子实践课程中的一项基础实验，通过设计和搭建电路，控制四路彩灯的亮灭和颜色变化，培养学生对电路原理和电子元件的实际运用能力。
本实验报告将详细介绍实验的设计思路、实验过程和实验结果，并对实验中遇到的问题进行分析和总结。
2. 设计思路本实验的主要目标是设计一个能够控制四个灯泡亮灭和变化颜色的电路。
基于这个目标，我们采用了以下设计思路：1. 使用Arduino开发板作为控制中心，通过编程实现对彩灯的控制。
2. 运用PWM (脉宽调制)技术来控制灯泡的亮度和颜色变化。
3. 使用LED灯泡作为彩灯的光源，通过调整电流来控制亮度和颜色。
3. 实验过程3.1 实验器材和元件- Arduino开发板- 面包板- 杜邦线- RGB LED灯泡x 4- 电阻x 4- 电阻箱- 电源3.2 实验步骤3.2.1 电路搭建首先，我们将Arduino开发板和面包板连接起来，并将四个RGB LED 灯泡和电阻连接到面包板上。
连接电路的示意图如下：3.2.2 程序编写接下来，我们使用Arduino开发软件编写程序。
程序的基本思路是通过控制PWM输出来控制灯泡的亮灭和颜色变化。
程序的核心代码如下：int redPin = 9;int greenPin = 10;int bluePin = 11;void setup() {pinMode(redPin, OUTPUT);pinMode(greenPin, OUTPUT);pinMode(bluePin, OUTPUT);}void loop() { analogWrite(redPin, 255); analogWrite(greenPin, 0); analogWrite(bluePin, 0); delay(1000);analogWrite(redPin, 0); analogWrite(greenPin, 255); analogWrite(bluePin, 0); delay(1000);analogWrite(redPin, 0); analogWrite(greenPin, 0); analogWrite(bluePin, 255); delay(1000);analogWrite(redPin, 255);analogWrite(greenPin, 255);analogWrite(bluePin, 0);delay(1000);}3.2.3 实验验证完成电路搭建和程序编写后，我们将Arduino开发板连接到电脑上，上传程序，并将电源接入电路。
数字逻辑四路彩灯设计
电子课程设计-四路彩灯显示系统学院：电气信息工程学院专业班级：姓名：学号：指导老师：2011年12月1、设计任务与要求1、设计任务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、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1、用发光二极管显示彩灯系统的各节拍；2、 功能扩展（自选）2、设计要求1、设计思路清晰，给出整体设计框图；2、设计各单元电路，给出具体设计思路、电路器件；3、总电路设计；4、计算机仿真5、安装调试电路；6、写出设计报告；二、总体框图1、框图移位计数器74LS19112进制循环控制器多谐振荡器彩灯显示输出16进制分频计数器图12、设计方案分析以上设计任务，该控制系统完成如图3-4所示的控制流程，系统结构框图如图3-5所示。
其中脉冲源采用秒脉冲发生器，用以提供频率为1Hz的时钟信号；分频器将1Hz的时钟信号四分频，用以产生0.25Hz（即4S）的时钟信号；节拍控制器产生三个节拍循环的控制信号；节拍程序执行器完成在每个节拍下的系统动作，即数据的左移、右移和送数功能，可以使用双向通用移位寄存器74LS194完成；显示电路完成系统循环演示的指示，可以用发光二极管模拟。
图23、设计分析：记第一，二，三节拍分别为Y0Y1Y2有效时间应为4秒，Y0结束Y1马上开始，Y1后Y2马上开始，如此循环不断。
为此可考虑采用移位寄存器构成的移位型控制器。
由于有三个状态，因此需要用三个触发器对现时状态进行记忆，为使各状态的有效时间间隔为4秒，则驱动该移位控制器动作时钟周期应为4秒。
四路彩灯设计实验报告
电子工艺与数字逻辑课程设计报告班级：姓名：学号：指导教师：撰写日期：2013.06.09肇庆学院计算机学院软件学院目录第一章课程设计内容与要求分析 ................................................................................................... - 3 -1．1任务与要求 (3)1．2设计要求 (3)1．3主要设计条件 (3)第二章设计总思路........................................................................................................................... - 4 -2．1基本原理 (4)2．2框图 (4)第三章单元电路设计......................................................................................................................... - 5 -3．1时钟脉冲产生电路 (5)3．1．1....................................................................................................................................... - 5 -3．1．2具体实现...................................................................................................................... - 5 -3．2循环控制电路 (6)3．2．1....................................................................................................................................... - 6 -3．2．2....................................................................................................................................... - 6 -3．3彩灯花样输出电路.. (6)3．3．1运用到74LS194功能表.............................................................................................. - 6 -3．3．2通过12进制计数器的输出端的C、D信号控制移位寄存器的S0和S1及其ＣＬＲ＇端真值表..................................................................................................................................... - 7 -第四章总电路设计......................................................................................................................... - 8 -第五章实验、调试及测试结果分析 ............................................................................................... - 8 -5．1结果的调试及分析 (8)5．2调试中出现的故障、原因及排除方法 (9)5．2．1彩灯只有一种花样变化，没有其它的花样：.......................................................... - 9 -5．2．2彩灯无规律变化：...................................................................................................... - 9 -5．2．3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：..................................................................................................................................................... - 9 -第六章课程设计总结..................................................................................................................... - 10 -参考文献........................................................................................................................................... - 10 -附录................................................................................................................................................... - 10 -第一章课程设计内容与要求分析1．1 任务与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。
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电子技术课程设计报告
设计名称：四路彩灯
姓名学号：秦江 *********
同实验者：安煜 021212215
指导老师：***
完成学期： 2013-14（二）
一．目的意义及原理
本次课题设计的目的是：
1.共有四个彩灯，分别实现三个过程，构成一个循共12秒；
2.第一个过程要求四个彩灯依次点亮，共4秒；
3.第二个过程要求四个彩灯依次熄灭，共4秒，先亮者先灭；
4.最后四秒要求四个灯同时亮一下灭一下，共闪4下。
四路彩灯采用的是四位双向通用位移存储器74LS194，将四路彩灯接在Q0到Q4上，SR稳定接高电平，SL稳定接低点位，而DO到D3接周期为1秒的方波信号。
CLK的信号频率为2Hz，这样才可以在D0到D3的一个周期内出现CLK的两个上升沿，Q0到Q3分别读到1和0 各一次，如图一。
图一 1Hz和2Hz方波信号
即正确的时钟信号在整个12秒的时间应该是前8秒为1Hz的频率，后4秒变为2Hz的频率，因此用555定时器产生2Hz的方波信号，再用D触发器分频产生1Hz的方波信号，如图二。
图二 1Hz和2Hz方波信号原理图
再来确定S1S0的信号，四种工作方式种剔除第一种S1S0为00的情况，那么S1S0应按01、10、11的顺序循环，可设为一个同步计数器，时钟周期为4秒，共三个状态。
图三四路彩灯原理图
二．Proteus仿真过程
1.元件清单
原件名称型号数量原件名称型号数量电阻510K 2个集成芯片74LS194 1个
电阻100K 2个集成芯片74LS00 3个
电阻330 4个集成芯片74LS04 1个普通电容0.47μF 1个集成芯片74LS74 3个
普通电容0.01μF 1个集成芯片NE555 1个
二极管1N194 1个开关SW-SPTD 1个1）电源统一使用稳压源输出电压。
2）电阻阻值有一些微小变化，以元件中现有的相近阻值替代。
2.电路仿真过程和运行结果
在Proteus中画出用555产生的1Hz和2Hz方波信号仿真图，如下图所示：
图四 555产生的1Hz和2Hz方波信号仿真图
在Proteus中画出四路彩灯仿真图，点击运行，灯泡变亮。
如下图所示：
图五四路彩灯仿真图
三．电路焊接与调试
在焊接开始前，首先要对元器件进行确认，是否符合要求并逐一检查是否有缺漏，然后对整个布局进行一个确认以便与焊接方便及美观。
由于仿真图和原理
图都与实物图有封装上的差异，所以对整个焊接要有整体上的把握。
拿到集成芯片后，对其管脚定义进行查询及各个封装规格。
之后按照原理图从左至右进行逐一焊接，在焊接过程中注意各元器件的极性，在上锡时要快二牢，既不能虚焊也不能时间太久，否者易烫坏元器件，特别是二极管的极性和焊接。
在焊接电源输入及信号输入时，要考虑连接方便而采取合适的焊接方式。
焊接完毕后要对整个线路板进行细致的检查，查看是否有漏焊、虚焊、短路、断路、错焊并及时修改。
检查完电路板后，按照要求接入电源进行调试，对所焊电路结果进行验证，是否符合要求，对出现的问题进行细致的分析，逐一检查各个部分。
在信号部分将输出信号接入示波器，查看波形。
查看个集成芯片电源是否接入等。
整个调试过程复杂又繁琐。
要有足够的耐心去应对。
实物图如下：
图六实物图
四．仿真结果与所焊电路结果对比
所焊电路结果与仿真结果基本一致，达到设计目的所需的要，求实现了四路彩灯的四个基本过程并循环。
五．小结与体会
在整个设计与焊接过程中遇到了诸多问题，由于自己的粗心大意，两次将电源正负极接反，导致烧坏两个555定时器，在焊接时，不够熟练，烫坏三个发光二极管，还曾多次烫到自己的手。
还有对各种仪器的使用不熟练，这都造成了对整个实践过程诸多的阻碍，更多的反应了我们缺乏动手能力，平时对这方面的练习欠缺。