彩灯循环控制电路的设计与制作样本
循环彩灯控制系统实验报告
循环彩灯控制系统实验报告一、设计要求1、程序中由3个按钮控制每按下一个按钮都会出现不同的彩灯循环现象二、硬件电路设计1、单片机最小系统（2）发光二极管的电路三、软件设计（一）1、在Keil uVision4.LNK上写好程序后通过STC_ISP_V480.exe.lnk和USB口输入到reg52.h单片机中按下开关蓝色指示灯亮，然后按下P3^7按钮发光二极管从左往右依次点亮；2、①在不复位的情况下按下P3^6时发光二极管可以做往返运动依次点亮②在复位时按下P3^6发光二极管是从右往左依次点亮的；3、①在不复位的情况下按下P3^5时发光二极管可以在从左往右或者从右往左点亮后1,3,5,7与2,4,6,8交替闪烁（在看先点亮P3^6还是P3^5 来实现从左还是从右开始循环）②在复位时按下P3^5发光二极管是作1,3,5,7与2,4,6,8交替闪烁。
（二）说明（“0”“1”“2”“3”“4”“5”“6”“7”按键P3^7 0X7F 0XBF 0XDF 0XEF 0XF7 0XFB 0XFD 0XFE 复位P3^6 0XFE 0XFD 0XFB 0XF7 0XEF 0XDF 0XBF 0X7F 复位P3^5 0X7F/0XFF 0XFF/0XBF0XDF/0XFF0XFF/0XEF0XF7/0XFF0XFF/0XFB0XFD/0XFF0XFF/0XFE复位8421码10=A 11=B 12=C 13=D 14=E 15=F四、系统测试步骤1:新建工程→New Project→选择单片机型号→Atmel→AT89C52取名→保存2：新建文档→New file→取名→保存（—3个按键控制两种LED现象.C）3：点右键→Add file to group→选择（—3个按键控制两种LED现象.C）4:点工程右键→options “output”（√）create hex file5产出hex档→编译按钮(↓)(↓↓)(↓↓↓)STC下载软件1：选择单片机型号“STC89C52RC”2:打开文件→(流水灯.hex）3：选择COM口（裝置管理員）4:点下载按鈕→开启电源按钮→“OK 已加密”附录源程序清单#include <reg52.h>#define uint unsigned int#define uchar unsigned charsbit key1 =P3^7; //第一个按键sbit key2 =P3^6; //第二歌按键sbit key3 =P3^5; //第三个按键uchar A1=0,A2=0,A3=0;void delay(uint z){uint i,j;for(i=0;i<z;i++)for(j=0;j<110;j++);}void O_to_E() //1,3,5,7与2,4,6,8交替闪烁{P0=0Xaa;delay(200);P0=~0Xaa;delay(200);}{if(!key1){delay(10); //延时if(!key1)A1=1;}if(!key2){delay(10); //延时if(!key2)A2=1;}if(!key3){delay(10); //延时if(!key3)A3=1;}}void main(){uchar i;while(1){if(A1){for(i=0;i<8;i++) //从左往右亮，每盏灯亮一次{P0=~(0x7f>>i);delay(100);}}if(A2){for(i=0;i<8;i++) //从右往左亮，每盏灯亮一次{P0=~(0xfe<<i);delay(100);}}if(A3){O_to_E(); //1,3,5,7与2,4,6,8交替闪烁}}}附加图片（因为手机问题从左往右跟从右往左还有左右往返的看不出来所以就拍了2张图片）1、从左往右、从右往左、往返2、//1,3,5,7与2,4,6,8交替闪烁超。
彩灯循环显示控制电路
实验13 彩灯循环显示控制电路一、由移位寄存器构成的彩灯循环电路图S13-1由移位寄存器74LS194构成四位环行计数器上图为移位寄存器74LS194构成四位环形计数器。
为了使计数器能够自启动，需引用附加反馈，即右移串行输入端 SR=C Q ·B Q ·A Q 该环形计数器的状态变化规律为0000、0100、0010、0001，然后再返回1000循环。
将图S13-1电路稍加修改，即令红灯信号R=QB ·A Q ，绿灯信号G=B Q ·QA,蓝灯信号B=B Q ·A Q ,就成为一个彩灯控制器，红、绿、蓝三色灯像流水一样点亮，其电路图如图S13-2所示图S13-2由移位寄存器74LS194构成的彩灯电路二、由计数器和译码器构成的旋转彩灯电路图S13-3由计数器和译码器构成的旋转彩灯电路图S13-3电路是由四位同步二进制计数器74LS163和3线—8线译码器74LS138构成，计数器的输出端QC、QB、QA分别接译码器的代码输入端C、B、A，译码器的输出端接LED。
彩灯电路的输出结果三、思考题：1、分析本实验中各仿真电路的原理答：（1）74LS194是4位双向移位寄存器。
它具有4位保持、右移、左移、并行输入、并行输出的逻辑功能，可以很方便地构成许多特殊编码的移位寄存器型的计数器。
它的控制输入端S1和S0是用来进行移位方向控制的，S0为高电平时，移位寄存器处于向左移位的工作状态，二进制数码在CP脉冲的控制下由高到低逐位移入寄存器，因此可以实现串行输入；在S1为低电平时，移位寄存器处于向右移位的工作状态，二进制数码在CP脉冲的控制下逐位移出寄存器(低位在前，高位在后)。
（2）由计数器和译码器构成的旋转彩灯电路中，计数器用来产生八进制计数，其输出端信号加到译码器输入端，经译码后可以在输出端产生所需的控制信号。
电路的工作原理是不规则时钟脉冲信号加到计数器74ls163的计数向上引脚，计数器控自然忘序递增计数，其输出端Qc、Qd、Qa、Qb按自然忘序递增到1000时，由于清除和Qd 相连接当Qd为1时计数器清等然后又重复递增计数，不断循环进行。
循环彩灯控制电路设计
循环彩灯控制电路设计1. 任务背景在日常生活和娱乐活动中，我们经常会看到各种颜色鲜艳、循环变化的彩灯。
通过控制电路的设计，可以实现彩灯的自动循环变换，提供更加丰富多样的视觉效果。
本文将介绍循环彩灯控制电路的设计原理、硬件实现和软件编程等方面的内容。
2. 设计原理循环彩灯控制电路的设计原理基于以下关键要素：2.1. 电源供电循环彩灯的运行离不开稳定的电源供应。
一般情况下，采用直流电源供电，电压稳定在5V或12V。
2.2. LED彩灯选择适合的LED彩灯作为光源，一般选择RGB LED灯。
RGB LED灯具有红、绿、蓝三种基本颜色的发光二极管，可以通过调节电压来调整不同颜色的亮度，同时通过控制三个通道的电压来生成各种颜色。
2.3. 控制电路控制电路负责通过控制信号来实现彩灯的循环变换。
一般常用的控制电路有微控制器、Arduino等。
2.4. 软件编程使用软件编程来控制彩灯的循环变换。
通过编写程序来控制控制电路的输出信号，实现彩灯颜色和模式的切换。
3. 硬件实现循环彩灯控制电路的硬件实现需要以下元件：•电源模块：用于提供稳定的直流电源，确保彩灯正常运行。
•RGB LED灯：作为光源，提供不同颜色的发光。
•控制电路模块：负责接收控制信号，并控制LED灯的亮度和颜色。
•控制设备：如Arduino等，用于编程和控制控制电路模块。
3.1. 连接电源将电源模块连接到电网，确保提供稳定的电源供应。
根据实际需求选择适当的电压和电流。
3.2. 连接RGB LED灯将RGB LED灯的各个引脚依次连接到控制电路模块的输出端口。
一般情况下，红色针脚连接到红色通道，绿色针脚连接到绿色通道，蓝色针脚连接到蓝色通道。
3.3. 连接控制电路模块将控制电路模块的输入端口连接到控制设备上，如Arduino的数字输出引脚。
4. 软件编程软件编程是实现彩灯循环变换的关键步骤。
以下是一个示例程序，使用Arduino编写。
void setup() {// 设置控制引脚为输出模式pinMode(redPin, OUTPUT);pinMode(greenPin, OUTPUT);pinMode(bluePin, OUTPUT);}void loop() {// 红色亮digitalWrite(redPin, HIGH);digitalWrite(greenPin, LOW);digitalWrite(bluePin, LOW);delay(1000); // 延迟1秒// 绿色亮digitalWrite(redPin, LOW);digitalWrite(greenPin, HIGH);digitalWrite(bluePin, LOW);delay(1000); // 延迟1秒// 蓝色亮digitalWrite(redPin, LOW);digitalWrite(greenPin, LOW);digitalWrite(bluePin, HIGH);delay(1000); // 延迟1秒}通过上述程序，可以实现彩灯的红、绿、蓝三种颜色之间的循环变换。
数电课程设计彩灯循环控制电路设计
数电课程设计--彩灯循环控制电路设计《数字电子技术课程设计》报告——彩灯循环控制电路设计1.课程设计目的1.1巩固和加强“数字电子技术”课程的理论知识的理解和应用。
1.2独立设计出比较复杂的实用数字电子线路。
1.3提高电子电路实验技能及Multisim10仿真软件的使用能力。
1.4通过数字电子线路的设计、安装和调试，初步掌握数字电子线路单元电路的分析与设计方法。
1.5巩固所学理论，提高动手能力、创新能力和综合设计能力2.课程设计要求2.1所设计彩灯要能够自动循环点亮。
2.2彩灯循环显示且频率快慢可调。
3.3控制电路具有8路以上输出。
3.电路组成框图电源接入↓555定时电路↓计数器电路↓译码器电路↓彩灯演示电路4.元器件清单器材数量555 time rated 174HC163D_6V 174HC154DW_6V 1彩色发光二极管 8100Ω电阻 1800k电阻 25V电压源 1100nF可变电容 110nF电容 15.各功能块电路图5.1时钟信号产生电路通过调节C1来调节555定时器输出频率。
VCCOUTU3555_TIMER_RATEDGNDDIS RSTTHR CONTRI R41mΩR51mΩC210nF 14C1100nF Key=A45%1620VCC5.2计数电路使74HC163D 计数器实现000至111的计数循环。
U174HC163D_6VQA 14QB 13QC 12QD 11RCO15A 3B 4C 5D 6ENP 7ENT 10~LOAD 9~CLR 1CLK2U274HC154DW_6VO23O34O56O45O67O12O78O01O89O910O1011O1113O1214O1315O1416O1517A 23B 22C 21D20~G118~G219VCCOUTU3555_TIMER_RATEDGNDDIS RST THR CONTRI 13910115.3译码显示电路用100Ω连接在5V 电源与LED 灯之间，来保证LED 灯上通过的电流处于最大电流内，用74HC154来实现计数器输出数字的译码，从而使对应灯亮起。
彩灯循环控制电路的设计与制作
目录摘要 (2)1 结构设计与方案选择 (3)1.1 方案设计 (3)1.1.1方案一 (3)1.1.2方案二 (4)1.2 方案比较与选择 (5)2 单元电路设计 (7)2.1 脉冲产生电路 (7)2.2 循环控制电路 (8)2.3 彩灯显示电路 (9)3 调试与检测 (10)3.1调试 (10)3.1.1调试方法 (10)3.1.2调试步骤 (10)3.1.3调试结果 (11)3.1.4调试中故障及解决办法 (11)3.2检测 (12)结束语 (13)参考文献 (14)元器件名细表 (15)附录 (16)摘要近年来，由于集成电路的迅速发展，使得数字逻辑电路的设计发生了根本性的变化。
在设计中更多的使用中，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。
因此用集成电路来实现更多更复杂的器件功能则成为必然。
可编程的彩灯控制电路很多，构成方式和采用的集成片种类、数目更是五花八门，而且有专门的可编程循环彩灯控制电路。
绝大多数的彩灯控制电路都是用数字电路来实现的，例如，用中规模集成电路实现的彩灯控制电路主要用计数器，译码器，分配器和移位寄存器等集成。
本次设计的可编程彩灯控制电路就是用寄存器、计数器和译码器等来实现，其特点是用发光二极管显示，能实现可预置编程循环功能。
关键词：数字逻辑电路集成电路彩灯控制预置编程循环彩灯循环控制电路的设计与制作1 结构设计与方案选择1.1 方案设计1.1.1方案一图1 方案一的结构框图 1) 二进制双向计数电路：根据74LS193的逻辑功能，可通过其实现正向、反向彩灯循环，以及全部清零功能。
2) 3线8线译码电路：通过74HC283实现对计数的译码，通过3位二进制输入A B C ,共输出8种状态的组合，对8组彩灯进行控制。
3) 全亮控制电路：二进制双向计数电路3线8线译码电路彩灯显示电路循环控制电路全亮控制电路通过DIP 开关，将其全部置高电平时实现全亮，置低电平时对电路实现其他功能不影响。
彩灯循环电路设计报告范文
彩灯循环电路设计报告范文1. 引言本文是关于彩灯循环电路的设计报告。
彩灯循环电路是一种将多个彩灯按照一定的循环方式点亮的电路。
该电路可以应用于各种场景，如节日庆典、建筑装饰等。
本报告将介绍彩灯循环电路的设计原理、实施步骤、材料和测试结果。
2. 设计原理彩灯循环电路由以下几个主要部分组成：- 电源：提供工作电压和电流。
- 控制器：控制每个彩灯单元的亮灭状态。
- 彩灯单元：独立的彩灯模块。
设计原理如下：1. 电源从交流电源中变换为所需的直流电压和电流。
2. 控制器接收外部信号或者根据设定的规则来控制每个彩灯单元的亮灭状态。
控制器可以是集成芯片或者微控制器。
3. 彩灯单元由发光二极管（LED）组成，通过控制器控制其亮灭状态。
3. 设计步骤彩灯循环电路的设计步骤如下：1. 确定需求：明确彩灯的规模和所需的循环模式。
2. 选择电源：根据彩灯的功率需求选择合适的电源。
3. 设计控制器电路：根据规定的循环模式设计控制器电路。
4. 选择彩灯单元：选择适合的发光二极管作为彩灯单元。
5. 连接电路：将电源、控制器和彩灯单元连接起来，并进行必要的电气隔离和保护。
6. 调试和测试：通过供电和控制器测试整个电路的功能和性能。
4. 材料完成彩灯循环电路需要以下材料：- 电源：交流电源变压器、整流电路、稳压电路。
- 控制器：集成芯片或者微控制器。
- 彩灯单元：发光二极管（LED）、电阻、连接线等。
- 连接线、电路板、电子元器件等。
5. 测试结果根据设计原理、设计步骤和材料列表，我们成功地完成了彩灯循环电路的设计和实施。
经过测试，我们得到了如下结果：1. 电路正常工作，电流和电压稳定。
2. 控制器可以根据设置的循环模式正确地控制彩灯单元的亮灭状态。
3. 彩灯单元的亮度和颜色符合预期。
6. 结论彩灯循环电路是一种将多个彩灯按照一定的循环方式点亮的电路。
通过合理地选择电源、设计控制器电路和选择彩灯单元，我们成功地实现了彩灯循环电路的设计和实施。
彩灯循环控制电路的设计与制作
摘要本次课程设计的任务是设计一个八个彩灯循环点亮电路.然而随着集成电路的迅猛发展,使得数字逻辑电路的设计出现了根本性的变化,使得我们在日常的电路设计中可以大大的被简化,减少电路组件的数目,从而使电路简捷,而且还能够提高电路的可靠性,稳定性.根据我的理解,控制彩灯的循环点亮就是产生一系列有规律的数列,从而通过这一系列的数列来控制八个彩灯的循环点亮.在数字电路的理论课上,我们知道产生有规律的数列需要用到计数器或是移位寄存器.实际上,在该实验中二者皆可以用来设计该电路,只是各自的工作方式有区别而已.因此,通过计数器或移位寄存器控制彩灯的循环点亮.其次,即使脉冲产生电路,我们知道555定时器可以作为多谐振荡器,并且利用555定时器设计的多谐振荡器产生的序列脉冲受干扰小,稳定性高,我们只需要选定相应的电阻和电容来控制周期就可以很好的控制彩灯显示频率.最后,彩灯显示电路采取并联接法,利用产生的数列来控制彩灯的亮暗.再就是将以上三部分电路组合起来,从而构成完整电路,达到设计目标.关键字:数字逻辑电路;彩灯循环控制;集成芯片;彩灯循环控制电路的设计与制作1.结构设计与方案选择1.1 方案设计1.1.1 设计方案一1)二进制双向计数电路:图2 74LS192引脚图74LS192的功能表:表一 74LS192的功能表利用芯片74LS192,通过了解它的功能表,我们知道它既可以作为加数器和减数器,因此利用这一特性,可以通过控制芯片74LS194的置数功能:当需要循环点亮左移时,我们可以给四个置数端0123p p p p 置数为0000,并且控制1u CP =,D CP CP =,0MR =,从而构成加计数器,使输出0123Q Q Q Q 为0000000100100011...→→→→;同理,我们要实现彩灯循环点亮右移时,给四个置数端0123p p p p 置数为0111,控制u CP CP =,1D CP =,0MR =,从而构成减计数器,使输出为0123Q Q Q Q 为0111011001010100...→→→→;因此,通过上面的叙述我们通过对74LS194的控制来产生有规律的数字序列.2)3线-8线译码器:图3 74LS138的引脚图74LS138的功能表:表二 74LS138功能表经过74LS192产生的数字序列,我们分别将74S192的输出012Q Q Q 接至74LS138的输入012A A A ,这样可以使138的八个输出来控制彩灯的亮灭:例如,当输出是012000Q Q Q =,74LS138输出为0123456701111111Y Y Y Y Y Y Y Y = 因此可以使一盏彩灯发光.3)彩灯发光电路:在这个方案中八个彩灯接成共高电平形式,以为74LS138的输出为低电平有效,因此,只有138输出为低电平有效时才可以使彩灯发光.在这里,实现彩灯全灭的功能时,只需要通过一个开关来控制1S ,当10S =时就可以使彩灯全部熄灭;而要实现彩灯全亮,则需要通过加一DIP 开关,有点复杂,以此在此方案中没有能够实现彩灯全亮的功能.通过以上的方案之后,我们再加入脉冲产生电路和相应的开关,电阻等等,将它们组合成为能够实现八盏灯循环点亮的电路,并且还能够实现左移与右移,以及全灭的功能.按照方案一的构思,下图是其总的电路图:图4 方案一总电路图方案一的实现八盏彩灯的循环点亮工作流程:当6J 接到up 引脚上时, 4J 接到down 引脚上, 2J 接到高电平, 3J 接低电平, 1J 接低电平,则该电路工作于加法计数器,因此012Q Q Q 输出序列为000001010011100→→→→101110111→→→,该数字序列作用于74LS138后,输出电平以此为:01111111101111111101111111101111→→→11110111→→111110111111110111111110→→;则可实现灯的右移循环点亮;同理,当当6J 接到down 引脚上时, 4J 接到up 引脚上, 2J 接到高电平, 3J 接低电平, 1J 接高电平时,则该电路工作于减法计数器,而同样012Q Q Q 输出序列为111110101100011→→→→ 010001000→→→,此时74LS138的输出电平为: 11111110111111011111101111110111→→→→11101111110111111011111101111111→→→;因此实现八盏彩灯的左移循环点亮;要想实现灯的全灭功能,只需要将开关5J 接至低电平,这样74LS198的输出全为高电平,因此可以使得八盏彩灯全部熄灭,从而达到该电路设计的一个目标;同时由于要实现八盏彩灯的全亮要接一个DIP 开关,因而可能加深了电路的复杂度,所以我在这套方案中就没有设计出实现八盏彩灯同时亮的功能,这样该套方案的一大瑕疵,不能很好的完成课程设计的功能要求.1.1.2 设计方案二图5 方案二的结构框图1)脉冲产生电路:选用NE555组成多谐振荡器,通过选用合适的电阻电容,组成振荡器,从而产生我们所需要频率的脉冲.2)循环电路的设计:图6 74LS194的引脚图74LS194的功能表:表三74LS194的功能表由74LS194的功能表可以看出,芯片74LS194可以实现4位输出的左移,右移,清零,以及置数功能.因此,我们可以利用两片74LS194芯片就可以实现控制八盏彩灯的循环点亮功能.3)彩灯发光电路:Q Q Q Q Q Q Q Q,当其中一八盏彩灯分别接到两片74LS194的输出01234567个输出为高电平时,则该盏彩灯发光,并且八盏彩灯接成共地接法,而且加入保护电阻,实现彩灯发光电路.下图是方案二的总电路图:图7 方案二总电路图方案二实现八盏彩灯循环点亮以及全灭,全亮,左移和右移的功能的工作流程:首先实现左移功能:即先给7D 置1, 0123456D D D D D D D 都置0,并且开关J3,J6,J4,接到高电平之后,再将控制S0的开关J3打到低电平处,即可实现八盏彩灯的循环左移;实现右移功能:首先给D0置1, 1234567D D D D D D D 也同样都置0,开关J3,J6,J4一起都打到高电平状态之后,再将控制S1的开关J4接到低电平处,就可以实现八盏彩灯的右移功;实现彩灯的全亮功能很简单,即将开关J1,J2,J3,J4,J5,J6,全部打到高电平处,就可以实现八盏彩灯全亮功能;而实现全灭功能,只要将控制清零信号的开关J4接到低电平处,就可以实现八盏彩灯的全灭.以上就是方案二实现全部功能的调试方法.1.2 两种方案的比较与选择通过multisim 的仿真结果,以上的两种方案都基本上可以实现本次课程设计的功能要求,但是在方案一中已经提过了,由于电路的复杂性,没有设计DIP 开关,就不能实现彩灯的全亮功能.下面来比较一下两种方案的优劣.首先,从器材方面来说,方案一中用到函数发生器,即芯片74LS138,据市场价格来说,比其他芯片价格确实要偏高一点.其次,方案一中不能实现八盏彩灯全亮的功能,这也让该方案的价值大打折扣.但是,我感觉方案一的连线调试相对于方案二来说要简单一点.方案二可以实现本次课程设计的全部功能:左以,右移,全亮,全灭,而且电路原理比较简单,容易让人理解;其次所需要的芯片价格便宜,经济效益高.但是,该电路的连接有点困难,导线相对较多,给电路的连接和调试带来了不方便.虽然方案一与方案二都存在着缺陷,但是总合考虑之后,还是采用方案二,因为它能够实现所需全部功能,这也是本次课程设计至关重要的目标.因此,我们采用方案二作为我们这次课程设计的方案.2.1 脉冲产生电路:用NE555定时器构成的多谐振荡器的原理图如下面:图8 555定时器的原理图555定时器内部的比较器灵敏度比较高,而且采用差分电路的形式,因此利用555定时器组成的多谐振荡器的振荡频率受电源电压和温度的影响较小.我们在数字电路中基本上已经了解了如何利用555定时器来组成多谐振荡器的原理以及电路图的接法,下面我们需要讨论的是电阻的选择和电容的选取,怎样才能符合课程设计的要求.首先,该次课程设计的八盏彩灯的循环点亮的周期是1S,即频率是1HZ,而我们在数字电路的理论课上学习过:电容C 的放电时间,即20.7pL t R C =,而电容的充电时间为120.7()pH t R R C =+,这样该脉冲电路所产生脉冲的周期为pL pH T t t =+,因此频率121 1.43(2)pL pH f t t R R C==++, 这样我们通过选取合适的电阻和电容,使得f =1HZ,经过计算我们可得12100;100; 4.7R K R K C F μ=Ω=Ω=通过以上的计算与选择,我们可以得到周期为1S 的矩形波,这样就完成了脉冲电路的设计.我已经在上面介绍了芯片74LS194的功能表和引脚图,我们知道74LS194是一双向寄存器,它能够实现电路左移,右移,保持,并行输入,并行输出,以及置零的功能,因此我们可以利用74LS194的这些功能来实现八盏彩灯测循环控制功能.图9 循环控制电路对单个寄存器而言,将S0,S1,都接高电平,并且清零信号CLR也接高电平,置数1000之后,再将S1接至低电平处,可以实现右移循环功能,即1000→0100→0010→0001→1000;相反,我们将S1接高电平,S0接低电平,可以左移循环功能,即1000→0001→0010→0100→1000.而要实现八位的左移或右移功能实际上很简单,将两个74LS194级联就可以,这样可以实现八位的左移或右移功能,而级联是将第一片74LS194的SR接到第二片的74LS194的D3,第一片的74LS194的SL接到第二片74LS194的D0;同理,第二片74LS194的SR,SL 接到第一片74LS194的D3,D0,这样就可以实现八位的循环左移和右移功能.而在方案中,实现全灭功能,只需要将74LS194的清零端CLR接到低电平就可以实现八盏彩灯全灭.实现全亮功能,只需要将所有输入端都接到高电平,并且开关S0,S1,清零端CLR 也都接到高电平,这样就可以实现八盏彩灯全亮功能.2.3 LED 灯显示电路:为了节省经济负担,我们利用发光二极管来代替彩灯,实现彩灯的闪烁功能,发光二极管的阴极与保护电阻连接,并且八个发光二极管共地连接,以此来减少导线数量和节省元器件的开支.下面是LED 灯的连接电路:图10 LED 灯显示电路通过查询模拟电子技术课本理论知识,红光LED 灯的正向电压为1.6~1.8V,电流为50mA,而我们通过查阅资料得知74LS194的输出高电平是2.2~5V,因此我们可以通过计算来得到所需要的保护电阻的大小:min 01max min 2.2 1.880.050.05o U U R --===Ω max 01min max 5 1.6680.050.05o U U R --===Ω, 因此,通过上面的理论计算我们可以得到保护电阻的范围是在:~[868]R Ω因此,我们选择保护电阻为47Ω.3. 电路的调试与检测3.1 电路的调试与检测:3.1.1 调试的方法:设计完电路之后,我相信最重要也是最困难的一步是就是电路的调试,一个电路成功与否的关键也是在调试.但是,一个电子电路即使在仿真完全正确的情况下,按照仿真结果的参数来进行设置,或许其真实结果也不会令人很满意的,究其原因,我想是多方面的.首先,我认为即使在相应的软件中仿真正确,但是我们也知道仿真是在理想情况下实现的,而在现实生活中,存在着复杂的客观的因素:如元器件的值的误差,器件参数的误差等等,这其中任何一个因素都会对电路的实际效果产生很大的影响.因此,我们必须在理论上通过之后,再安装连接电路,对电路进行调试和纠正,以弥补电路设计方案的不足,然后采取措施对电路进行最优化.而在电路的调试过程中,一般要用到的工具是万用表,我们要对万用表的操作方法熟悉,这样才能在电路的调试过程中有利于我们检查电路的故障,正确解决所遇到的问题.通常,我们在电路调试过程中有两种检测方法,一种是模块检测法,一种是整体调试法.我个人认为模块检测发对我们更加实用,有利,首先,模块检测法可以让我们能够很快的发现电路的故障出在哪里,能够帮助我们更快的解决电路所遇到的问题;其次,我认为模块检测法可以对我们的电路进行保护,避免由于电路连线的不正确而导致烧毁电路.模块检测法的检测顺序最好是按照信号的流向来进行检测,一个模块一个模块来进行检测,逐步扩大检测范围,最后完成总的调试结果.另一种检测方法是整体调试法,该方法是在连接完毕电路之后直接对整个来进行调试,部分模块进行测试.依我个人观点,这种方法很难发现是哪里出现问题,不利于我们对电路进行调试.因此,我们在本次课程设计中所采取的调试方法就是模块测试与整体测试法相结合的方法,因为整体测试法会让我们对电路有个整体把握,发现电路存在问题之后,我们再通过模块检测阀来单独进行检测,从而发现电路的问题.3.1.2 调试的步骤:电路的调试步骤:首先,我们组的成员商量讨论之后,决定采取哪种方案之后,在放仿真软件multisim中仿真正确之后,按照所得到的正确的电路图我们进行电路连线,连线完毕之后,首先查看电源是否接错或出现短接的情况,然后,再查看各个芯片是否安装的牢固,最后,我们要做的是检测各个芯片的引脚是否接错,这是非常重要的一步,因为如果芯片引脚接错,可能导致芯片被烧坏.以上是电路连接完毕之后必不可少的一步.其次,我们在做好第一步之后进行下一步,接通电源,观察电路是否正常工作,如果不能正常工作,那么立即关闭电源,并且对电路的各个模块进行检查来排除错误,直至发现错误为止,发现错误之后进行改正.再之后,当第二步完成之后,我们在工作开关断开的情况下,来检测脉冲产生电路的正确性,用一个发光二极管来检测,当发光二极管工作正常时,说明脉冲产生电路是正确的;当不能正常工作时,我们需要排除其中的错误,看看是否是因为芯片的连接问题等等;还有,我们要检测循环控制电路,检测其输出电平是否是正常的,如果不正常我们需要检查出原因,一般这时候我们首先看看芯片的连接是否正确,直至排查出原因.最后,电路调试的工作是闭合工作开关,观察等是否能够正常处于所要求的工作状态,此时如果继续存在问题,那么我们应该继续对电路进行调试3.1.3 调试中的故障以及解决方法:在我们这次的调试中,我就是按照上面所叙述的方法进行调试的.当我们连接完毕电路之后,另两个同学按照正确的电路图进行检查,待全部检查连线正确之后,我们接通+6V的电源,发现电路不能正常工作,于是我们立即关闭电源,仔细分析一下电路之后,确定所有芯片的引脚连接正确之后,用万用表对脉冲电路进行了检测,发现脉冲电路能够正常工作.于是我们仔细思考之后,接合以前的经验,于是我们对连接发光二极管的那一排插孔进行测量,发现问题正好出在了那里,由于电路板的制作原因,两孔之间没有接通,因此导致电路不能正常工作.我们采取的办法是每个孔进行测量,看看哪些孔之见不能正常接通,之后再通过导线将它们连接起来,以达到正常接地的功能.解决以上功能之后,我们再次进行电路调试,发光二极管虽然能够实现全亮,全灭,以及置数和清零功能,但是不能实现左移和右移功能,但这时候我基本上已经确定我的电路连接不存在任何问题,问题应该是开关S1和S0的原因,因此我们再次对连接S1和S0的开关接线进行检测和稳固之后,对电路进行了调试,电路可以正常工作了.但由于开关的抖动性,导致了左移和右移的功能经常处于失效状态.在数字电路中我们实际上已经学习过解决开关的抖动性,我们可以利用SR锁存器来消除抖动性,但是在这次课程设计中我们没有很好的办法来解决该问题,只能多试几次,以此来让电路处于正常工作状态.总来说,这次电路的调试还是比较成功的,能够准确排查出原因和及时解决问题,大大提高了我们的工作效率,也很大的提高了我们在实践中利用理论知识的分析问题和解决问题的能力.4.电路的仿真结果4. 方案二的仿真图形4.1 脉冲电路的仿真:图11 脉冲电路仿真图通过平常的自学,掌握了multisim仿真软件的用法,因此,在这次课程设计中得到了运用.它为我们提供了该电路是否正确与否的信息,能够帮助我们顺利完成电路设计.下面是仿真得到的脉冲图形:图12 555定时器产生的脉冲4.2 循环控制电路仿真图形:图13 彩灯循环控制电路仿真图虽然能够仿真出来动态感,但由于只能插入图片,所以只能显示出一盏灯亮的效果.4.3 总电路仿真图形:图14 总体电路仿真图形总结与体会这次电子电工课程设计是我们进入大学以来第一次做课程设计,因此对于我们来说是一个新鲜事物,同时也是一个挑战,毕竟我们以前从来没有做过.但是,凡事都有第一次,我们不能因为以第一次为借口就可以掉以轻心,我们必须尽自己最大的努力来做好这次课程设计.这次课程设计给我最大的感受是启发巨大.首先,在做这次课程设计的过程中,我们要大量用到大一下学期所学的电路基础知识和大二上学期学的模拟电子技术和本学期所学的数字电子技术的理论知识,而且,在课程设计中不仅要懂得理论知识,更重要的是我们要将理论知识运用到电路实际的设计与调试中,而且还要考虑到现实生活中的环境,结合实际才能设计出比较实用的电路图.其次,就是我查阅资料的能力得到大大提升.虽然这次课程设计的题目网上漫天飞,但我是通过实际所学的知识亲自设计出来的.在自己设计的过程中,难免会需要大量资料,而这就考察了我的查阅资料与筛选资料的能力.以前,学校的数据库很少被我利用,而且操作也不是很熟悉,但这次我为了设计出完美的电路,查阅大量的资料,可以说,一个电路设计下来,我也差不多看了20多篇论文.而同时,在设计电路过程中,阅读资料也大大增加了我的知识面和阅读论文的能力,可谓是一举多得.最后,在课程设计中提高了我的动手能力.以前,我一直注重理论知识的学习,而忽视自己的动手实践能力,以致于虽然我再理论课上的考试成绩很高,但每次实验都不能够很好的完成实验.然而,这次课程设计,我们这组可以说是以我为核心,我领导了电路的设计,连接,调试等一系列过程,在这些过程当中,我都亲力亲为,大大锻炼了我的实际动手能力和领导能力.虽然这次课程设计完成得还算不错,但在课程设计的过程当中,也暴露出了我自身的许多问题.首先是以前所学的知识忘记得很快,由于没有及时的巩固以前的知识所造成的后果,实际上这些基础电路的知识在我们以后的专业课学习中也会大量会运用到,这就给我敲响了警钟,及时复习所学的知识才能够运用得游刃有余,而且有人曾对我说过”对一件事情感兴趣是即使在没有任何外在压力下也依然孜孜不倦的去学习它,运用它”,这句话给了我很大的启发,我一直认为我对电路方面有很大的兴趣并且认为自己有这方面的天赋,看样子我在这方面做得还是不够.还有一个方面是我在与他人合作过程中所暴露出来的问题,对于别人我也像要求自己一样来要求他们,从而与他们在合作过程中有一些不愉快;而且我在电路调试过程当中遇到问题时不是很冷静,甚至显得有点急躁,因此不能够及时排查出原因.这些都是我的心态所影响的,今后在这方面我要好好改正,争取做到冷静处事.这次课程设计完成了,我也完成了一篇论文,虽然说这篇论文质量不是很高,但这是我进入大学以来写的最长,写得最认真,写得最满意的一篇论文.通过完成这样一篇论文,为我今后发表论文打下了一个很好的基础.总而言之,这次课程设计让我懂得了许多许多,知识的重要性,理论与实践结合的重要性,以及与人合作的重要性等等.这次课程设计时间没有浪费,是我进入大学以来最最充实的两个星期.参考文献[1]康华光.陈大钦.电子技术基础-模拟部分(第五版).北京.高等教育出版社.2006.1[2]康华光. 邹寿彬.电子技术基础-数字部分(第五版).北京.高等教育出版社.2006.1[3]罗杰.电子技术基础习题全解-数字部分(第五版)高等教育出版社.2006.5[4]邱关源.电路(第五版).高等教育出版社.2006.5元件明细表。
彩灯循环控制电路的设计与制作资料
目录摘要 (2)1 结构设计与方案选择 (3)1.1 基于计数器74LS193和译码器74LS138的系统结构 (3)1.2 基于双向移位寄存器74LS194的系统结构 (3)1.3 方案比较与选择 (4)2 系统单元电路设计 (4)2.1 移位控制脉冲产生电路 (4)2.2移位控制电路 (7)2.3 彩灯显示电路 (10)3 安装与调试 (11)3.1 基于面包板的插装 (11)3.2 电路调试 (11)结束语 (13)参考文献 (14)附录 (15)摘要本设计中彩灯控制器可用于对霓虹灯或彩灯及节日字灯的控制，八路彩灯循环电路由555 电路和两片双向移位寄存器74LS194 组成，其中555 电路用来产生移位控制脉冲， 74LS194 用来对控制脉冲实现移位，传递出的触发信号脉冲驱动彩灯作循环流动。
8 个LED按照一定的时间间隔，可以向左或向右循环移动点亮，也可以同时全亮或全灭。
关键词：NE555 双向移位寄存器74LS194 彩灯循环彩灯循环控制电路的设计与制作 1 结构设计与方案选择1.1 基于计数器74LS193和译码器74LS138的系统结构本方案彩灯循环电路由双时钟4位二进制计数器74LS193、译码器74LS138和NE555构成，其中555 电路用来产生移位控制脉冲， 74LS193 用来控制脉冲，实现8进制计数，再由译码器74LS138对循环的8个3位二进制数转化为循环的高低电平触发信号脉冲驱动彩灯作循环流动。
系统结构框图如图1-1所示：图1-1 基于计数器和译码器的系统结构框图完整电路图详见附录11.2 基于双向移位寄存器74LS194的系统结构本方案彩灯循环电路由两片双向移位寄存器74LS194和NE555构成，其中555电路用来产生移位控制脉冲，74LS194 用来对控制脉冲实现移位，传递出的触发信号脉冲驱动彩灯作循环流动。
8 个LED按照一定的时间间隔，可以向左或向右循环移动点亮，也可以同时全亮或全灭。
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学号：课程设计题目学院专业班级姓名指引教师年月日目录摘要 (3)1设计任务及要求 (4)2方案设计及选择 (4)2.1 方案设计 (4)2.2 方案的比较与选择 (10)3单元电路的设计 (11)4 整体电路图及原理 (19)4.1整体电路图 (19)4.2工作原理 (20)5 电路调试及结果分析 (20)5.1调试 (20)6 结果评价与改进方法 (22)6.1结果评价 (22)6.2改进方法 (22)7总结 (22)8参考文献 (23)摘要多组彩灯按照一定顺序点亮构成电路具备很高观赏性，在生活中有着很广泛应用，例如广告牌，霓虹灯等。
本设计中彩灯控制器可用于对霓虹灯或彩灯及节日字灯控制，本次课程设计将对设计框图、设计电路图、单元电路图、工作原理、所用器件、电路调试等方面进行简介，最后对本次课程设计进行总结。
核心词：循环，计数，单元电路彩灯循环控制电路设计与制作1设计任务及规定（1）8个彩灯可以自动循环点亮。
（2）彩灯循环显示且频率快慢为1S。
选作：设计具备控制彩灯左移，右移，全亮及全灭功能电路2方案设计及选取2.1 方案设计2.1.1 方案一依照设计规定，使用计数器来实现循环，设计电路使其可实现如下功能 1）彩灯右移依次点亮循环；01012）彩灯左移依次点亮循环：0111001100103）彩灯全灭功能；00000000 设计方案原理图各单元电路所用器件为：1）脉冲发生器：使用555构成多谐振荡电路产生频率为1Hz脉冲信号；2）计数器电路：使用一片74LS192实现计数功能；3）译码器电路：使用一片74LS138来实现译码功能；4）逻辑门芯片：使用一片7420与非门芯片和两片7404非门芯片实现上述三种功能。
按照原理图进行设计，得到电路图如下所示2.1.2 方案二同方案一，使用计数器实现循环，设计电路实现如下功能：1）彩灯右移依次点亮循环；0001 0011 0100 01010111 01102）彩灯左移依次点亮循环：0111001100103）彩灯全灭功能；000000004）彩灯全亮功能；11111111设计方案原理图各单元电路所用器件为：1）脉冲发生器：使用555构成多谐振荡电路产生频率为1Hz脉冲信号；2）计数器电路：使用一片74LS163实现计数功能；3）译码器电路：使用一片74LS138来实现译码功能；4）逻辑门芯片：使用一片7410与非门芯片和两片7404非门芯片实现上述三种功能。
按照原理图进行设计，得到电路图如下所示2.2 方案比较与选取1从设计规定来看，两种方案都实现了彩灯循环控制，但方案一全亮功能未实现，方案二四种功能全实现。
即左移循环，右移循环，全灭控制，全亮控制。
2从设计原理来看，方案一使用双时钟计数器，设计思路较为清晰，且反馈电路简朴。
而方案二使用是16进制加法计数器，在进行反馈电路设计时，所需理论知识较强。
其她辅助设计较多。
3从电路复杂限度来看，方案一明显比喻案二电路简捷。
4从电路耗材方面来看，方案一比较节约材料和费用。
综上所述，选取方案一较经济划算且电路可行性较强。
3单元电路设计3.1脉冲发生电路由于上述设计中所用到芯片全要有脉冲信号触发才干完毕相应功能，因此就需要用到脉冲产生电路。
我这里用到是用555定期器设计多谐振荡器，多谐振荡器长处是在接通电源之后就可以产生一定频率和一定幅值矩形波自激振荡器，而不需要再加输入信号。
而用555定期器设计多谐振荡器也有诸多长处，由于555定期器内部比较器敏捷度较高，并且采用差分电路形式，这样就使多谐振荡器产生振荡频率受电源电压和环境温度变化影响很小。
接通电源后，电容C1被充电，当VC上升到2/3VCC时，使输出电压为低电平，同步放电三极管T导通，此时电容C2通过RB和T放电，VC下降。
当VC下降到2/3VCC时，V0翻转为高电平。
当放电结束后，T管截止，VCC通过RA 和RB 将向电容器C2充电，当VC上升到2/3VCC时，电路又翻转为低电平。
如此周而复始，于是，在电路输出端就得到一种周期性矩形波。
脉冲发生电路图其输出信号频率为：f=1.43/(R1+2R2)C1其中R1=0.8KΩ R2=1.5KΩ C1=47uF从而算出频率f=8Hz该频率满足设计规定3.2 74LS192计数器电路74LS192是双时钟方式十进制可逆计数器。
(BCD,二进制)。
◆CPU为加计数时钟输入端，CPD为减计数时钟输入端。
◆ LD为预置输入控制端，异步预置。
◆ CR为复位输入端，高电平有效，异步清除。
◆ CO为进位输出：1001状态后负脉冲输出，◆ BO为借位输出：0000状态后负脉冲输出。
74LS192引脚排列图74LS192功能表设计原理阐明1）当计数器时钟UP接脉冲信号，DOWN接1，实现加计数，此时实现0000到0111计数过程（即八进制计数），由于是异步高电平清零，故当状态为1000时，将QD接到CLR端则实现八进制加法计数。
2)当计数器时钟DOWN接脉冲信号，DOWN接1，实现减计数，此时实现0111到0000计数过程，由于是异步低电平置数，故当状态为1001时，将QD,QA接入7420与非门1C,1D端，将QB,QC接入7404非门1A,2A端通过1Y,2Y端输出接入74201A,1B端，74201Y输出端接74192LOAD’（置数端）端，则实现初值为7减法八进制计数。
用74LS192设计计数器电路如下所示3.3 74138译码器电路下图所示A2，A1,A0为地址（数码）输入端，A2为高位，A0为低位。
Y0-Y7为译码状态信号输出端，输出逻辑符号图中小圆圈是指输出信号低电平有效。
G1，G2，G3为使能端。
74138逻辑符号74138输出表达式（E1=G1，E2A=G2，E2B=G3）引脚排列图74138功能表设计原理阐明将74LS192QC,QB,QA端分别接入74138A,B,C端，G1接1，G2A,G2B接地，使译码器正常工作，通过译码输出YO-Y7，实现译码功能。
由于74138输出为低有效，故需要接入非门电路，因此采用7404非门芯片，将每一种非门输出端接到LED灯上。
为了实现全灭功能，结合译码器功能表知，当G2B=1时，译码器不工作，输出端Y0-Y7全为1，通过非门电路，使得LED灯全灭。
这是可用一种开关1控制全灭操作。
用74138译码器设计译码电路如下所示3.4 LED灯显示电路八个LED灯均为共阴极接法，其输入端与两个7404非门芯片每个输出端相接。
当7404输出端为高电平时，LED灯点亮。
显示电路如下4 整体电路图及原理4.1整体电路图4.2工作原理1）右移循环点亮：1，4,5开关往上拨，2，3开关往下拨.此时电路中清零端接QD，G2B接地，置数端接VCC，时钟UP接脉冲源，DOWN接VCC，整个电路进行右移循环控制。
LED灯依次往右点亮。
2）左移循环点亮：1,4开关往下拨，2,3,5开关往上拨。
此时电路中清零段接VCC,G2B接地，置数端接74201Y输出端，时钟UP接VCC，DOWN接脉冲源，整个电路进行左移循环控制。
LED灯依次往左点亮。
3）全灭控制：5开关往下拨。
此时电路中G2B=0，译码器不工作，无论其她几种开关状态如何，LED灯所有熄灭。
5 电路调试及成果分析5.1调试由于元件性能，连接电路人为因素，以及环境因素影响等，连接好电路往往需要进行调试。
5.1.1调试环节1）检查电路连接好电路,然后对照原理图，逐项检查电路中元件连接状况，注意观测与否有连线错误，特别要注意与否会浮现电源短路状况，还要注意电容与否存在极性。
2）通电将5v直流电源接入电路中，观测电路与否存在异常现象，如冒烟，产生火花等，如果浮现异常现象，应及时断开电源，检查故障。
若电路无反映，则应检查各元器件管脚与否松动，导线与否开路。
3) 操作开关进行依照电路工作原理，通过控制各个开关实现彩灯左移、右移、全灭。
若果存在问题，则应继续检查电路并调试，直到排除故障。
5.1.2发现问题1）将所有线路搭建好，且检查无误后，进行初步调试，发现灯无规则点亮，最后查证是接到译码器B端插孔损坏。
2）在调试过程中发现按一次电源开关，LED灯亮一次，没有循环。
发现是555定期器两个电容接反。
3）共阴极LED灯需要用导线接到公共地端才干使LED灯正常点亮。
4）把74192输出引脚搞反，将高位当作低位，低位当作高位，以致灯无规则闪烁。
6 成果评价与改进办法6.1成果评价通过重复调试，最后实现了课设规定基本内容，对调试成果很满意，LED灯没有其她异常现象浮现。
对每个芯片都做了功能测试，就是搭建整个大电路中，由于各种因素影响会浮现各种各样问题，这是咱们需要注意地方。
6.2改进办法1）唯一局限性地方就是没有实现全亮功能，且用了6个芯片。
可以使用双时钟74193十六进制计数器，这样可以不用清零端，置数端进行设计，并且可以少用一种7420芯片。
直接用一种开关控制UP,DOWN时钟输入信号。
即可实现左移，右移循环。
7总结这次课程设计是一次难得锻炼机会，让咱们可以充分运用所学过理论知识尚有自己想象能力，此外还让咱们学习查找资料办法，以及自己解决分析电路，设计电路能力。
我相信是对我一种较好提高。
平时在学习理论知识时候，主线就没有想到我所学这些东西有什么用，她们可以做成什么，只是一味运用它们来解决课后习题，没有想其她用途。
这次课程设计让我懂得了它们在实际用途，尚有咱们身边诸多电路，例如频率计、交通灯、数字钟等这些都是咱们自己可以实现。
本次课程设计是我进大学第一种课程设计。
从最初选题，购买元器件，组装，调试到完毕设计，每一种过程都是锻炼自己。
极大锻炼了电路设计实践能力，培养了自己独立设计能力。
本次课程设计是我专业知识检查和巩固。
在整个电路设计过程中，耗费时间最多是各个模块电路连接及电路细节设计上，通过对方案重复斟酌和电路多次调试，使得电路稳定工作。
但愿后来能有更多机会去进行课程设计。
8参照文献数字电子技术基本(阎石.第5版)数字电子技术基本吴友宇本科生课程设计成绩评估表指引教师签字：年月日。