彩灯控制器设计 数电课程设计
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。
数电彩灯控制课程设计
数电彩灯控制课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解数字电路基础知识，掌握基本逻辑门电路的功能和原理；2. 学习并掌握触发器、计数器等时序电路的工作原理及应用；3. 掌握数电彩灯控制电路的设计方法，能运用所学知识分析和解决实际问题。
技能目标：1. 能够正确绘制和识别数字电路图，进行基本逻辑门电路的搭建和测试；2. 学会使用触发器、计数器等时序电路进行数字信号的控制，具备一定的编程能力；3. 能够运用所学知识，独立设计并实现一个简单的数电彩灯控制电路。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对数字电路的兴趣，激发学生探索电子技术领域的热情；2. 培养学生的团队协作意识和创新精神，提高学生的实践能力；3. 引导学生认识到科技对社会发展的作用，增强学生的社会责任感和使命感。
课程性质：本课程属于电子技术领域，结合理论知识与实践操作，培养学生的动手能力和创新能力。
学生特点：初三学生，具备一定的物理和数学基础，对电子技术有一定的好奇心，喜欢动手实践。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，强调学生的主体地位，引导学生主动探索、积极实践。
在教学过程中，关注学生的个体差异，因材施教，确保每个学生都能达到课程目标。
通过课程学习，使学生能够将所学知识应用于实际问题的解决，提高学生的综合素质。
二、教学内容1. 数字电路基础知识：逻辑门电路（与门、或门、非门等），逻辑函数及其化简方法。
教材章节：第二章“数字逻辑基础”2. 时序电路原理：触发器（RS触发器、D触发器等），计数器（二进制计数器、十进制计数器等）。
教材章节：第三章“时序逻辑电路”3. 数电彩灯控制电路设计：彩灯控制电路原理，电路图绘制，元器件选型及电路搭建。
教材章节：第四章“数字电路应用”教学大纲：第一周：数字电路基础知识学习，进行逻辑门电路实验。
第二周：学习逻辑函数及其化简方法，巩固数字电路基础知识。
第三周：时序电路原理学习，触发器与计数器电路分析与实验。
数字电路多路彩灯课程设计
西安邮电学院电子设计报告书——多路彩灯控制器学院名称：学生姓名：专业名称：班级：实习时间：多路彩灯控制器二．课程设计目的1.复习数字电路知识，学会将数电理论用于实际电路中去；2.认识常用逻辑器件，并学会使用这些芯片设计简单数字电路；3.学会使用面包板测试设计好的逻辑电路，并使用万用表进行调试排错；4.培养合作精神与独立完成电路的能力，初步学会自主设计、连接、调试数字电路。
三．多路彩灯控制器设计实现要求在实验板上构建一个多路彩灯控制器，要求： 1.实现快慢两种节拍的变换；2.至少控制8路彩灯信号，产生3种以上的花型变换；3.彩灯用发光二极管代替；4.花型由设计者自行确定。
四．课程设计总要求1.设计电路实现题目要求；2.电路在功能相当的情况下设计越简单越好；3.注意布线，要直角连接，选最短路径，不要相互交叉；4.注意用电安全，所加电压不能太高，以免烧坏芯片和面包板。
五. 使用元器件1.设计所需的元件有： 器件名称 功能描述 数量 用途 74LS00P 2输入端四与非门 1个 花型节拍条件判决 74LS04P 六反相器 1个 花型节拍条件判决控制、时钟延迟 74LS151N 8选1数据选择器 1个 花型转移的部分控制 74LS74AN 正触发双D 触发器 1个 第二种花型的条件移位输入控制 74LS194AN 四位双向通用移位寄存器 2个 彩灯花型控制74LS161AP 可予制四位二进制异步清除计数器2个 节拍产生器EN555A 555定时器 1个 1Hz 时钟脉冲信号产生器 电阻150K Ω 150K Ω电阻器 1个 电阻4.7K Ω 4.7K Ω电阻器 1个 电容 4.7μf 4.7μf 电容器 1个 电容0.01μf 0.01μf 电容器 1个 电阻100Ω 100Ω电阻器 3个 LED 灯用限流电阻 发光二极管 发光二极管 10个 表示八路彩灯、显示时钟信号 导线 纯铜导线 若干 连接电路 面包板 面包板 1块 作为连接电路的基板总体电路共分三大块。
数字电子技术课程设计 彩灯控制器的设计
课程设计说明书课程名称：数字电子技术课程设计题目：彩灯控制器的设计学生姓名：专业：电子信息工程班级：电信09-1学号：指导教师：李继凯日期： 2010 年 12 月 21日课程设计任务书一、设计题目彩灯控制器的设计二、主要内容及要求（1）以半导体数码管作为控制器的显示器，它能自动地依次显示出数字0、1、2、3、4、5、6、7、8、9（自然数列），1、3、5、7、9（奇数列），0、2、4、6、8（偶数列）和0、1、2、3、4、5、6、7、0、1（音乐符号数列），然后又依次显示出自然数列、奇数列、偶数列和音乐符号数列……如此周而复始，不断循环。
（2）打开电源时，控制器可自动清零，从接通电源时刻起，数码管最先显示出自然数列的0，再显示出1，然后按上述规律变化。
三、进度安排1．老师给出选题内容，课程设计的相关要求，指导时间及任务完成期限。
2. 复习数子电子技术基础的内容，扎实基础。
3．去图书馆和网上查找相关资料，并且构思整个设计思路。
4．选择适当的芯片组合电路，设计各个部分的电路图，并用仿真软件设计，改善电路图。
5．根据电路的原理写出设计方案。
6．设计方案的检查，修正，改进，按要求打印方案。
四、总评成绩指导教师学生签名彩灯控制器的设计一、设计任务与要求1、以半导体数码管作为控制器的显示器，它能自动地依次显示出数字0、1、2、3、4、5、6、7、8、9（自然数列），1、3、5、7、9（奇数列），0、2、4、6、8（偶数列）和0、1、2、3、4、5、6、7、0、1（音乐符号数列），然后又依次显示出自然数列、奇数列、偶数列和音乐符号数列……如此周而复始，不断循环。
2、打开电源时，控制器可自动清零，从接通电源时刻起，数码管最先显示出自然数列的0，再显示出1，然后按上述规律变化。
二、方案设计与论证彩灯是一束束用导线连接起来的并联灯泡，当接通电源后，彩灯就会工作，但里面可能是由编程或非编程的电路控制灯泡的运作的，譬如实现音乐彩灯、闪烁、循环、时控等功能。
数字电子技术课程设计-多功能彩灯
1 综述本次数字电路课程设计内容是多功能彩灯控制器设计。
随着电子技术的快速发展尤其是数字技术的突飞猛进，多功能彩灯凭着简易，高效，稳定等特点得到普遍的应用。
在各种娱乐场所、店铺门面装饰、家居装潢、城市墙壁更是随处可见，与此同时，还有一些城市采用不同的彩灯打造属于自己的城市文明，塑造自己的城市魅力。
目前，多功能彩灯的种类有很多种，所以多功能彩灯控制器的设计具有相当的代表性。
多功能彩灯控制器设计就是设计一个循环可预置序列发生器，并用于控制彩灯的循环显示，不同的预置产生不同的视觉效果。
2 总体方案的设计与分析1．总体方案的设计经过分析问题及初步的整体思考，拟定以下二种方案：方案一：总体电路共分三大块。
第一块实现花型的演示；第二块实现花型的控制及节拍控制；第三块实现时钟信号的产生。
主体框图如下：图2-1方案二：在方案一的基础上将整体电路分为四块。
第一块实现花型的演示；第二块实现花型的控制；第三块实现节拍控制；第四块实现时钟信号的产生。
并在部分电路的设计上与方案一采用了完全不同的方法，如花型的控制。
主体框图如下：图2-22．总体方案的选择方案一与方案二最大的不同就在，前者将花型控制与节拍控制两种功能融合在一起，是考虑到只要计数器就可以实现其全部功能的原因，且原理相对简单。
如此设计，其优点在于：设计思想比较简单。
元件种类使用少，且都较熟悉易于组装电路。
缺点则是：中间单元电路连线过于繁多，容易出错。
且可能出现线与线关系。
要避免这些，则势必造成门电路使用过多。
导致电路不稳定，抗干扰能力下降。
而方案二则将节拍控制电路与时钟信号电路两种功能融合在一块，利用两个不同频率的时钟信号交替提供脉冲输出，即可产生两种不同的节拍。
其优点在于只要用两个555构成的多谐振荡器和一个D触发器就能够产生两种时钟信号交替输出。
就这一块而言电路连线相对简单，又浅显易懂，所以我选择了方案二。
3.1.2 花型演示电路由二片移位寄存器194级联实现。
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。
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。
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。
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彩
灯
控
制
器
的
设
计
专业：YYYYYYYYYYYYY 学号：YYYYYYYYYYYYy
姓名：ＹＹＹ
目录
一、实验目的 (3)
二、设计题目与思路 (3)
三、总体方案的设计与选择 (3)
1、总体方案的设计 (3)
2、总体方案的选择 (4)
四、单元电路的设计 (5)
1、花型演示电路 (5)
2、花型控制信号电路 (5)
3、交替节拍控制电路 (6)
4、时钟信号电路 (7)
五、总体电路图（见附页） (7)
六、使用元件 (9)
七、电路组装、调试过程中遇到的问题及解决办法 (9)
八、分析与心得 (10)
一、实验目的
1．进一步掌握数字电路课程所学的理论知识。
2．了解数字电路设计的基本思想和方法，学会科学分析和解决问题。
3．熟悉几种常用集成数字芯片，并掌握其工作原理，进一步学会使用其进行电路设计。
4. 培养认真严谨的工作作风和实事求是的工作态度。
二、设计题目与思路
本次数字电路课程设计我选择的题目是“多路彩灯控制器”。
这个系统的主要功能是：
1.自动控制多路彩灯按预设的花型进行变换；
2、花型种类不少于三种，花型自拟；
3.分别用快慢两种节拍实现花型变换。
4.选择：用可编辑逻辑器件实现。
三、总体方案的设计与选择
1．总体方案的设计
经过分析问题及初步的整体思考，拟定以下二种方案：
方案一：总体电路共分三大块。
第一块实现花型的演示；第二块实现花型的控制及节拍控制；第三块实现时钟信号的产生。
主体框图如下：Array
方案二：在方案一的基础上将整体电路分为四块。
第一块实现花型的演示；第二块实现花型
的控制；第三块实现节拍控制；第四块实现时钟信号的产生。
并在部分电路的设计上与方案一采用了完全不同的方法，如花型的控制。
主体框图如下：
2．总体方案的选择
方案一与方案二最大的不同就在，前者将花型控制与节拍控制两种功能融合在一起，是考虑到只要计数器就可以实现其全部功能的原因，且原理相对简单。
如此设计，其优点在于：设计思想比较简单。
元件种类使用少，且都较熟悉易于组装电路。
缺点则是：中间单元电路连线过于繁多，容易出错。
且可能出现线与线关系。
要避免这些，则势必造成门电路使用过多。
导致电路不稳定，抗干扰能力下降。
而后者则将以上两种功能分开设计，各单元电路只实现一种功能。
其优点在于：电路设计模块化，易于检查电路，对后面的电路组装及电路调试带来方便。
缺点则是：节拍控制电路采用可编辑逻辑电路，原理相对复杂，不易理解。
花型控制电路简单，花型也比较简单。
基于以上原因，加上为了成功的实现课程设计，我选择了连线少，易于组装和调试的方案二。
四、单元电路的设计
1．花型演示电路
由二片移位寄存器194级联实现。
其八个输出信号端连接八个发光二极管，用其输出信号控制发光二级管的亮灭实现花型演示。
电路图如下：
五、总体电路图（见附页）
六、使用元件
1.设计所需的元件：
74LS161（四位二进制同步计数器） ---------------------- 2个；
74LS194（移位寄存器） -------------------------------- 3个；
74LS139 （双二线——四线译码器） ---------------------- -1个；
74LS74（双D 触发器） --------------------------------- 1个；
74LS20（双四输入与非门） ------------------------------- 1个；
74LS04（六非门） ----------------------------------------- 1个；
发光二极管-------------------------------------------------------8个；
电容： 4.7μf-----------------------------------------------------1个；
0.01μf---------------------------------------------------- 1个；
电阻：150kΩ---------------------------------------------------1个；
4.7kΩ-------------------------------------------------- 1个；
270Ω----------------------------------------------------1个；
实验板一个；
万用表一个；
导线若干；
七、电路组装、调试过程中遇到的问题及解决办法
在电路组装过程中，遇到的最大问题是，当时设计时考虑不周全，芯片分布不够合理，出现了许多“特长线”。
不但影响布线速度，而且也会给后来的调试带来不必要的麻烦。
当时已经布线不少，不可能重新开始，再三权衡，最后只移动了一个芯片，问题就得到了很大改善。
其次就是布线，因为要求不准交叉，且横平竖直，所以在保证连通的情况下，在布线上也下了不少工夫。
调试过程中，第一轮用万用表欧姆档测试，就遇了实验板上有插孔不通的情况，导致芯片不能正常工作。
相对于别的办法，我选择了导线显式连通，因为其更明晰，更易实现。
对于高阻导线则只能换掉。
第二轮接电后，用万用表的电压档测试单元电路的状态。
如：时钟信号电路的信号是否正常产生，控制信号电路中的计数器能否正常计数，D触发器能否每22拍翻转一次，最后在整体上测试一遍。
在整个调试完成后，却遇到的新问题：彩灯演示时有时正常有时混乱。
在排除其它可能的情况下，我仔细检查各端子的连接情况，发现清“0”端在清“0”后悬空了。
将其插
到电源正极后，发现问题解决了。
八、分析与心得
课程设计刚开始，拿着选定的题目不知如何入手。
毕竟课程设计不同于实验课，电路图都要自己设计。
静下心来，仔细分析题目，再加上指导老师的说明与提示，心中才有了谱。
将整个系统根据不同的功能化分成模块，再分别进行设计，逐个攻破，最后再将其整合即可。
在设计过程中，既有用过的芯片，又有没用过的，只能自己查表，分析功能。
即学即用。
最后调试阶段，哪怕一个小小的错误也会使结果出不来。
只好一条线一条线地查，一个孔一个孔地测。
结果终于出来了，又发现有的地方还应改进。
如快慢节拍不是很明显，花型比较简单，且555产生的时钟信号频率太小等等。
通过这次课程设计，使我受益颇多。
既巩固了课堂上学到的理论知识，又掌握了常用集成电路芯片的使用。
在此基础上学习了数字系统设计的基本思想和方法，学会了科学地分析实际问题，通过查资料、分析资料及请教老师和同学等多种途径，独立解决问题。
同时，也培养了我认真严谨的工作作风。