四路彩灯综合性实验演示
EDA实验流水灯控制
彩灯控制器一、设计内容及要求：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。
1）从图1中74LS194的图形符号和引脚图分析。
SRG4是4位移位寄存器符号，D0~D3并行数据输入端、D SL左移串行数据输入端、D SR右移串行数据输入端、S A（M0）和S B （M1）（即9脚和10脚）工作方式控制端分别接电平开关，置1或置0，CP 时钟输入端接正向单次脉冲，清零端接负向单次脉冲，Q0~Q3输出端。
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。
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
PLC控制四条彩灯显示基本知识概述PPT课件145
1.2.5 S7-200系列PLC外围电路
1.S7-200系列CPU224型PLC端子介绍
CPU224型PLC，其输入、输出、CPU、电源模块均装设在一个
基本单元的机壳内，是典型的整体式结构。当系统需要扩展时，选用 需要的扩展模块与基本单元相连。CPU224基本单元提供了14个输入点 (I0.0～I0.7和I1.0～I1.5)和10个输出点(Q0.0～Q0.7和Q1.0～Q1.1)，在编 写端子代码时采用八进制，没有0.8和0.9，共24个基本输入/输出点。
3.顺序功能图
顺序功能图SFC （Sequential Function Chart）又称状态转移图，它是描 述控制系统的控制过程、功能和特性的一种图形，也是设计PLC的顺 序控制程序的有力工具。顺序功能图主要由步、动作、起动条件等部 分组成，如下图所示：
4.功能块图
功能块图（FBD）又称逻辑指令，它是一种类似于数字逻辑门电路的 PLC图形编程语言，用逻辑框图来表示各种控制条件。控制逻辑常用 “与”、“或”、“非”3种逻辑功能进行表达，每种功能都有一个 算法。运算功能由方框图内的符号确定，方框图的左边为逻辑运算的 输入变量，右边为输出变量，没有像梯形图那样的母线、触点和线圈， 如下图（b）所示：
(1)基本输入端子
(2)基本输出端子
CPU224晶体管输出端子如下图所示：
CPU224继电器输出端子如下图所示：
2.PLC的特点
（1）抗干扰能力强，可靠性高 （2）适应性强，应用灵活 （3）系统设计、安装、调试方便 （4）维修方便、维修工作量小、功能完善 （5）体积小、重量轻、功耗低
3.PLC的发展方向
①网络通信功能增强。 ②发展智能输入/输出模块。 ③采用多样化编程语言。 ④增强外部故障检测及处理能力。
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。
电子工艺实验报告(四路彩灯)教材
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：目录目录目录 (2)第一章课程设计内容与要求分析 (4)1.1 课程设计内容 (4)第二章单元电路 (5)2.1系统单元电路组成 (5)第三章实现 (6)3.1零件清单 (6)3.2实物电路图 (6)3.3结果 (8)第四章 74LS194功能表 (9)第五章实验总结 (11)第六章参考文献 (12)第七章评语及成绩 (13)、一、课程设计任务书1.课程题目四路彩灯显示系统设计2.设计内容设计一个四路彩灯控制器,要求系统启动后自动从初始状态按照规定程序完成3个节拍的循环演示。
第一节拍：四路彩灯从左向右逐次渐亮，灯亮时间1S，共用4S；第二节拍：四路彩灯从右向左逐次渐灭，也需4S；第三节拍：四路彩灯同时亮0.5S,然后同时变暗,进行4次,所需时间也为4S。
第一章课程设计内容与要求分析第一章课程设计内容与要求分析1.1课程设计内容设计要求设计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。
每个节拍耗时都为4秒，执行一次程序共需12秒；3.用发光二极管模拟显示彩灯系统的各节拍。
第二章单元电路2.1系统单元电路组成模12计数器74LS163起节拍产生和控制作用，每4s一个节拍，3个节拍共12s后反复循环。
大致电路图如下：四路彩灯8.doc四路彩灯8.doc由一个74LS163、一个与门和一个与非门组成，这图用的是反馈置数法，当输出端QD,QC,QB,QA为1011时，LOAD’端接收到低电平0，此时74LS163输出端就重新回到了0000状态。
四路彩灯控制系统----------数电课设
摘要彩灯常常用于商业、家居或者其他室内外装饰，成本低廉、变化多样、，深受大家喜爱。
四路彩灯系统设计主要由秒脉冲发生器、分频器、节拍控制器、移位计数器、彩灯显示系统组成。
其中，秒脉冲发生器由NE555构成的多谐振荡器产生，分频和控制器由74HC163构成，移位计数器为74HC194。
关键字：彩灯控制分频器节拍控制器秒脉冲发生器移位计数器绪论 (3)设计任务 (3)设计要求 (3)彩灯控制系统设计 (4)第一节系统电路方案设计与论证 (4)1. 基本原理 (4)2. 方案设计 (6)第二节直流电源设计方案 (6)第三节单元电路设计 (7)1. 直流稳压电源的工作原理 (7)2. 时钟脉冲产生电路 (8)3. 分频电路设计 (9)4. 循环控制电路设计 (10)5. 彩灯输出电路 (11)第四节总电路设计及仿真 (12)调试及测试结果分析 (14)参考资料 (15)附录 (16)4位双向移位寄存器 (17)心得体会 (18)设计任务设计并制作一套彩灯控制系统设计要求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，时间为0.5秒，然后同时变暗，时间为0.5秒，反复四次。
4.按照以上技术要求设计电路，撰写设计报告，绘制电路图。
5.电源：220V/50Hz的工频交流电供电。
彩灯控制系统设计第一节系统电路方案设计与论证1.基本原理四路彩灯有四路输出，所以设输其出设依次为Q0n+1Q1n+2Q2n+1Q3n+1若用“1”表示灯亮，则“0”表示灯灭，由设计要求可知四路彩灯显示系统要求如表1.1-1所示的输出显示。
表1-1由表1.1-1可知，需要一个分频器起节拍产生和控制作用，每4s一个节拍，3个节拍共12s，然后反复循环这三个节拍。
一个节拍结束后应产生一个信号到节拍程序执行器，完成彩灯渐亮、渐灭、同时亮、同时灭等功能。
分频及节拍控制可以用一个12进制计数器来完成；彩灯渐亮、渐灭可以用器件的左移、右移功能来实现，因此可选用移位寄存器74HC194来完成，因为它既可以实现左移又可以实现右移的功能。
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程序执行部分电路图
整个电路的仿真图
电路的实际效果图
实际的演示动画
• 演示.mp4
实验方案与原理
• 根据实验要求的出实验方案电路中主要由 两部分组成： • 循环控制电路和程序执行电路
模块示意图
1 Hz脉 冲输入
74LS161
反馈复位电 路
74LS194
彩灯输入 电路
总体方案
• 循环控制电路由74LS161经过反馈复位法 实现，可以将74LS161改造成摸12技术器 对应一个循环的12个节拍。至于程序执行 电路可以由移位寄存器74LS194来实现。 具体实现细节是循环的第1个节拍由 74LS194的右移“1”功能来实现，第2个 节拍则由74LS194的左移“0”功能来实现。 而循环第3个节拍则直接由1Hz的脉冲接入 彩灯即可。
数字逻辑综合性实验答辩
• 实验项目：四路彩灯显示电路设计 • 班级： • 成员：
2015-6-3
四路彩灯显示系统设计
实验要求： 用中小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： 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。 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。
循环控制电路详解
• 根据实验要求得到的12个状态为从0000依 次到1011，从而可以得到反馈输入也即 74LS161的清零端的输入LOAD = QA QB QD •
循环控制部分的电路图
程序执行部分电路详解
• 因为74LS194要实现的是右移“1”和左移“0”的功能， 所以得置 = = 0，根据前两个节拍的161的输出， SR S1 L， 结合实验要求可以得到控制右移和左移的两个输入端的输 入为：