四路彩灯设计实验报告
西安邮电大学数字电路课程设计实验报告多路彩灯
西安邮电学院数字电路课程设计报告书——多路彩灯控制器系部名称：学生姓名：专业名称：班级：实习时间：一、实验目的：根据知识掌握情况和兴趣选择题目，给出功能设计方案，插接、调试电路，完成要求的任务，达到巩固和应用“电子技术基础”和“数字电路与逻辑设计”课程基本理论和方法，初步掌握模拟与数字电路系统设计基本方法的目的。
二、实验要求：设计一个4路移存型彩灯控制器，彩灯用发光二极管LED模拟，具体要求如下：1、能演示三种花型，花型自拟。
2、选作：彩灯明暗变换节拍为1.0s和0.5s，两种节拍交替运行。
三、实验元件：555定时器 1个74194 2个74161 2个7404 2个电阻150kΩ 1个电阻4.7 kΩ 1个电容4.7uF 1个电容0.1 uF 1个四、总体方案的设计：经过分析问题及初步的整体思考，设计方案如下：整体功能的实现需要以下三个模块来实现：花型的演示及控制模块，节拍控制模块，时钟信号的产生。
时钟信号的产生由一个555多频振荡器来实现，花型的演示由两个74194（双向移位寄存器）来实现，花型的控制功能由两个74161（四位二进制同步计数器）。
花型演示电路花型控制节拍控制电路花型控制节拍控制电路五、单元电路的设计：1，时钟信号一片555加上电容及电阻实现电容：4.7μf 0.01μf电阻：150 kΩ 4.7 kΩR 4DC7Q 3G N D1V C C8TR 2TH6CV5U1555R1150kR24.7kC10.1ufC24.7ufD 03D 14D 25D 36Q 015Q 114Q 213Q 312D 03D 14D 25D 36S R 2S L 7C L K 11S 09S 110M R1Q 015Q 114Q 213Q 312U774194D 03Q 014D 14Q 113D 25Q 212D 36Q 311R C O15E N P 7E N T 10C L K 2L O A D 9M R1U474161D 03Q 01441312U2:A74041312U2:D74041110U2:E740498U2:F 740412U3:A740434U3:B 7404D1LED-REDD2LED-REDD3LED-REDD4LED-REDD5LED2,花型控制电路花型控制电路可利用74194移存器作为彩灯演示电路用两个74161来作为花型控制电路。
彩灯控制器设计及实验报告三篇
彩灯控制器设计及实验报告三篇篇一：多路彩灯控制器的设计一课程设计题目（与实习目的）（1）题目：多路彩灯控制器（2）实习目的：1．进一步掌握数字电路课程所学的理论知识。
2．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。
3．了解数字系统设计的基本思想和方法，学会科学分析和解决问题。
4．培养认真严谨的工作作风和实事求是的工作态度。
5．作为课程实验与毕业设计的过度，课程设计为两者提供了一个桥梁。
二任务和要求实现彩灯控制的方法很多，如EPROM编程、RAM编程、单板机、单片机等，都可以组成大型彩灯控制系统。
因为本次实习要求设计的彩灯路数较少，且花型变换较为简单，故采用移位寄存器型彩灯控制电路。
（1）彩灯控制器设计要求设计一个8路移存型彩灯控制器，要求：1.彩灯实现快慢两种节拍的变换；2.8路彩灯能演示三种花型（花型自拟）；3.彩灯用发光二极管LED模拟；4.选做：用EPROM实现8路彩灯控制器，要求同上面的三点。
（2）课程设计的总体要求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。
三总体方案的选择（1）总体方案的设计针对题目设计要求，经过分析与思考，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：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。
彩灯循环显示控制器实验报告
彩灯循环显示控制器电气信息类（创新实验班）一，实验目标1．4路输出循环彩灯电路:设4路彩灯记为L3、L2、L1、L0。
实现如下花型：花型1：彩灯L3-L0，依次按L3，L3L2，L3L2L1，L3L2L1L0点亮；花型2：彩灯L3-L0，依次按L0，L1L0，L2L1L0，L3L2L1L0熄灭；花型3：彩灯L3-L0，全亮再全灭。
三种花型依次循环显示。
2．8路输出循环彩灯电路，实现如下花型：花型1：由中间往外对称依次点亮，全部点亮后，再由中间往外依次熄灭。
花型2：前4路彩灯与后4路彩灯分别从左到右顺次点亮，再顺次熄灭。
两种花型交替循环显示。
二，实验方案1．1）输出单元电路：彩灯循环显示的花型状态又移位寄存器单元电路的输出状态决定。
由一片4位移位寄存器74LS194实现。
2）分频单元电路：实现对时钟信号的四分频，由D触发器74LS74构成。
3）控制信号产生单元电路：用计数器74LS193。
2．1）输出单元电路：由两片4位移位寄存器74LS194实现。
2）分频单元电路：74LS90构成8进制计数器3）节拍控制单元电路：74LS74使S1，S0转换。
三，实验步骤4路输出循环彩灯电路1．4路输出循环彩灯电路：再依次按L0，L1L0，L2L1L0，L3L2L1L0熄灭，然后全亮再全暗，由此循环。
由图上仿真可以看出，8盏灯先全暗，然后1D和2A（即中间两盏灯）开始亮，向往外对称依次点亮，再由中间往外依次熄灭。
然后进入下一个花型：前4路彩灯与后4路彩灯分别从左到右顺次点亮，再顺次熄灭。
五，实验验证这个实验是在实验箱上验证的，4路输出循环彩灯电路中的4盏灯按照预期亮。
而8路输出循环彩灯电路的8盏灯虽然亮了但是不是按照预期的规律。
用555时基电路构成多谐振荡器，用该脉冲作为8路输出循环彩灯电路的脉冲源，与6和2端口相接的电容影响频率，可是8盏灯也不是按照预期的亮。
但是仿真却可以。
六，实验心得：这次实验算不上成功，因为在实验箱上的灯没有按照规律亮，不过仿真结果还是成功的。
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。
四路彩灯控制器设计.
四路彩灯的设计一、课题意义通过本课程设计要求我们进一步熟悉逻辑电路、脉冲发生电路的的设计方法；熟悉数据选择器、移位寄存器、译码器、计数器等相关数字芯片的功能和使用方法；最后通过它们的综合应用设计出四路彩灯控制器。
希望通过本课程设计提高学生对综合知识的应用能力、设计能力和解决问题、发现问题的能力，对今后从事电子产品的研制、生产、经营维修等打下基础。
二、四路彩灯的功能：1.共有四个彩灯，分别实现三个过程，构成一个循环共12秒；2.第一个过程要求四个灯依次点亮，共4秒；3.第二个过程要求四个灯依次熄灭，共4秒，先亮者后灭；4.最后4秒要求四个灯同时亮一下灭一下，共闪4下。
5.电路实现的方案：该设计是通过数字电路的功能来实现的。
三、主要芯片的介绍：1.移位寄存器：74LS194该寄存器的功能如上图所；●A、B、C、D为并行输入端；●QA、QB、QC、QD为并行输出端；●SR为右移串行输入端；●SL为左移串行输入端；●S0、S1为操作模式控制端；●CLR为直接无条件清零端；●CLK为时钟脉冲输入端。
●74LS194有5种不同操作模式：●并行送数寄存；●右移(方向由→)；●左移(方向由→)；●保持及清零。
●S0、S1和CLR端的控制作用.逻辑功能如表所示●并行送数功能●CR=1、M1=M0=1时，CP上升沿可将加在并行输入端D0~ D3的数码d0~d3送入寄存器中。
●4.右移串行送数功能●当CR =1，M1=0，M0=1时，在CP上升沿的操作下，可依次把加在DSR端的数码从时钟触发器FF0串行送入寄存器中。
●5.左移串行送数功能●当CR =1，M1=1，M0=0时，在CP上升沿的操作下，可依次把加在DSL端的数码从时钟触发器FF3串行送入寄存器中。
锁存门74LS74的功能：74LS00的功能是相当于一个非门。
四、设计的过程：（1）各级子电路的实现和仿真（2）仿真图五、总结和体会首先，通过本次设计，我学会了综合运用各种知识，使得我理论学习得到应用，对我深刻掌握理论知识是很有帮助的，同时也帮助我提高独立分析问题和解决问题的能力，这对以后的工作是很有帮助的。
四路彩灯报告
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。
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
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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。
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；4、功能扩展（自选）1．2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；1．3主要设计条件提供直流稳压电源、示波器、TTL集成电路芯片、电阻、电容及插接用面包板、导线若干。
器件清单：555定时就器(1)，模十六计数器74LS163(1)，与门74LS09(2)，与非门74LS20(1)，非门74LS04(2)，或门74LS32(5)。
74LS194双向移位寄存器(1)，发光二极管(4)，导线若干。
第二章设计总思路2．1基本原理由设计要求出发可知彩灯的三个节拍可以用移位寄存器74LS194实现，通过控制S0和S1实现右移、左移和送数，通过控制CLR＇控制清零。
第一节拍为1右移，第二节拍为0左移，第三节拍全亮为置数1，全灭为清零。
由于程序循环一次要12秒，故需要一个12进制的计数器控制循环。
第三节拍时要求1秒内全灭全亮各一次，故脉冲信号频率比先前两节拍时脉冲频率要快一倍，而且要以相同频率控制CLR’。
可以用一个16进制计数器产生脉冲号一路送到控制12进制的计数器，一路经逻辑电路送到移位寄存器。
2．2框图第三章单元电路设计3．1时钟脉冲产生电路3．1．1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………………………(1-1)控制74LS161模十六计数器电阻值和电容值可设为：R1=1KΩ，R2=20KΩ，C=0.01μF由公式（1-1）计算得：T=0.287S3．1．2 具体实现U11DIS7OUT3RST48T H R6CON5T R I2GNDVCC555_VIRTUA LR11k ohmR251kohmC10.01u FC210uF5V VC C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,控制74LS161模十六计数器，74LS161A输出2倍T的脉冲信号；B输出4倍T的脉冲信号，大约为1S。
3．2 循环控制电路3．2．112进制循环控制电路示意图(74LS161由74163代替)3．2．2如果模N计数器的计数序列从最小0到最大数N-1，那么N是多余的，可用与非门检测N,当N出现时，与非门输出为低，用它控制清零端CR’，将计数器清零。
此处工作状态从0000~1011，检测1100（异步清零）。
3．3彩灯花样输出电路3．3．1运用到74LS194功能表输入输出功能/CR S1 S0 CP SL SR D0 D1 D2 D3 Q0 Q1 Q2 Q30 ×××××××××0 0 0 0 清零1 1 1 ↑××d0 d1 d2 d3 d0 d1 d2 d3 送数1 0 1 ↑× 1 ×××× 1 Q0n Q1n Q2n 右移1 1 0 ↑0 ×××××Q1n Q2n Q3n 0 左移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Ｓ０＝ＱＣ＇Ｓ１＝ＱＤ＋ＱＣCLR＇＝（ＱＤ*A+QD＇）进一步分析可知７４ＬＳ１９４脉冲控制：ＣＬＫ＝（ＱＤ*A+QD＇）*ＱＤ+B第四章总电路设计第五章实验、调试及测试结果分析5．1结果的调试及分析（1）调试使用的主要仪器: 数字万用表直流稳压电源示波器函数信号发生器（2）测试电路的方法和技巧:先检查各芯片的电源和地是否接上，检查线路是否连好；前面的检查无问题后，再根据彩灯的变化情况，确定可能的原因，分析是哪个功能模块出了问题，用数字万用表检查各模块的功能，发现并改正错误，直到符合要求为止5．2调试中出现的故障、原因及排除方法5．2．1彩灯只有一种花样变化，没有其它的花样：可能是移位计数器的S0，S1端控制出现问题，应该检查循环控制逻辑电路。