数电实训彩灯控制电路设计
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。
数电课设彩灯控制器的设计报告
前言电子技术课程设计是配合电子技术基础课程与实验教学的一个重要环节。
是电气信息类专业学生的重要基础实践课，也是工科专业的必修课，可以帮助我们巩固和加强数电课程的理论知识，掌握电子电路的一般设计方法及电子电路安装与调试方法和故障排除方法，同时也可以培养我们的创新思维。
本次课程设计的题目十分贴近日常生活。
现代生活中，彩灯越来越成为人们的装饰品，它不仅能美化环境，渲染气氛，还可以用于娱乐场所和电子玩具中，绝大多数的彩灯控制电路都是用数字电路来实现的。
本次设计的彩灯控制电路就是用计数器、存储器、译码器等来实现。
将存储器中的图案用发光二极管点阵显示，同时具备频率调节、手动复位及选画功能。
整个电路可分为脉冲发生电路、图形控制电路、数码管显示电路和存储电路。
通过课本中的知识及翻阅资料可知，脉冲发生电路需要产生低频和高频脉冲。
图形控制电路中需要用74LS160设计一个计数器，用74LS138构成译码器。
数码管显示电路需要用两块数码管显示计数，存储电路中需要写入图案的二进制编码。
初步设计好各单元电路之后，首先要单独调试，再将各模块连接起来，完成电路的整体功能。
第一章系统概述1、实践要求通过对硬件编程，将图形、文字、动画存储在ROM中，通过计数器控制图形、文字、动画的地址，再利用显示矩阵显示出来。
系统所显示的内容可反复循环，直至手动或加压清零，便可回到初始地址。
（1）以8×8的发光二极管点阵作为控制器的显示器件（含单色或三色）；（2）要求显示的图案不少于50幅；（3）每幅图案的显示时间基本相等，这个时间在20ms、1s、2s三档步进预置；（4）具有手动复位及加电自动复位功能。
2、原理分析与程序设计框图通过对实验要求的解读可知，本次实践需要通过对ROM的编程来控制一个8*8的LED点阵输出存在ROM中的各种图形或者文字。
因此需要用ROM的八根数据线来控制点阵的行，用74LS138的输出控制点阵的列。
由于点亮点阵是一行行或一列列亮的，所以需要74LS138译码器搭配着74LS161使用，接1000HZ以上的高频，再接点阵，不断地刷新点阵，这样人眼才能看到一幅画。
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。
彩灯控制电路的设计与制作
《数字逻辑电路》实训报告专业：学生姓名：学号：指导教师：彩灯控制电路的设计与制作1 整机设计设计要求（1）设置外部操作开关，它具有控制彩灯亮点的右移、左移、全亮及全灭等功能；（2）彩灯亮点移动时间间隔取1秒；（3）彩灯的布图形状随意；（4）让学号的最后两位编码点亮相应的灯，能实现循环左右移，可控制彩灯亮灭速度。
1.1.1设计任务两片74LS194移位寄存器构成核心部件，74LS194的S0、S1控制彩灯循环的方向，即左移右移，控制端MR可实现清零功能；一片555构成多谐振荡器输出时间脉冲；设计制作一个8路彩灯控制器。
1.1.2性能指标要求彩灯能实现循环左移，右移，全亮，全灭等基本功能，和预置数的扩展功能。
整机实现的基本原理及框图1.2.1基本原理由555构成的多谐振荡器输出时间脉冲提供给74LS194；通过1个拨码开关控制2个74LS194的清零端，实现全亮、全灭功能；通过两组4位共8个拨码开关来控制8个彩灯的预置；通过2个拨码开关来选择S1,S0的状态，分别实现彩灯的左右移动、保持和预置的功能。
1.2.2总体框图2 各功能电路实现原理及电路设计由555构成的多谐振荡器主要用来产生脉冲信号。
555定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。
一般用双极性工艺制作的称为555，用CMOS工艺制作的称为7555，除单定时器外，还有对应的双定时器556/7556。
555定时器的电源电压范围宽，可在5~16V工作，最大负载电流可达200mA，7555可在3~18V工作，最大负载电流可达4mA，因而其输出可与TTL、CMOS或者模拟电路电平兼容。
555定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。
按一下运行键后，可看见输出端是出现高低电平交替，时间间隔是由电路中的电容和电阻决定。
两片74LS194芯片来实现彩灯的左右移功能。
3 制作与调试过程制作：首先读懂老师给的基本原理图后，通过查找资料自行加上时钟信号发生器部分。
数字电路课程设计---霓虹灯控制电路设计报告
表4 74LS04非门的真值表
4)74LS08与门的引脚图如图10所示，其真值表如表5所示：
图10 74LS08管脚图
表574LS08与门的真值表
3.2 实现控制功能的电路
1） 电路中有有3个74LS194芯片，共有5个状态，可以用74LS161和74LS138来实现，电路如图11所示：
广告彩灯作为广告的一个重要元素，也渐渐成为广告的灵魂，也成为了城市夜景的一道亮丽的风景线。
刚刚学完了数电知识，正好通过这次课程设计，进一步巩固了理论知识，而且全面掌握了课设的基本流程，此外，分析与解决问题的能力也得到了相应的提升。
此次设计我们用到了555定时器构成的秒脉冲发生器，74LS138，74LS161,JK触发器以及各种逻辑门电路来实现我的方案，充分利用了模电和数电的知识来不断地解决实验过程中发现的问题，这也是这次课程设计的目的和意义所在。
1）JK触发器的管脚图和真值分别如图7所示：Q Q
SD J CP K RD
图7 JK触发器管脚图
表2 JK触发器真值表
J
K
Qn+1
逻辑功能
0
0
Qn
保持
0
1
0
置0
1
0
1
置1
1
1
Qn
翻转
2）74LS00与非门的管脚图如图8所示，真值表如表3所示：
图8 74LS00管脚图
表3 74LS00的真值表
3）74LS04非门的引脚图如图9所示，真值表如表4所示：
图6信号分频及选择
JK触发器下降沿有效，J=K=1时，每来一个脉冲变化一次，因此它的输出是1.6S的信号，当Y3与Y4同时为1，根据电路，可以知道此时为单层灯移动，另外根据分频电路可以知道此时输出的也为0.8s的信号，而当Y3和Y4中有一个0时，电路为全部左移或全部右移的过程。此时电路输出的也为1.6s的信号，实现了分频和信号的选择的过程。
数电实习,多路彩灯
多路彩灯控制器设计一、课程设计题目课程设计题目：多路彩灯控制器二、任务和要求彩灯控制器可以自动控制多路彩灯按不同的节拍循环显示各种灯光变换花型。
彩灯控制器是以高低电平来控制彩灯的亮灭。
实现彩灯控制可以采用EPROM编程、RAM编程、可编程逻辑器件、单片机等实现。
在彩灯路数较少，花型变换比较简时，也可用移位寄存器实现。
在实际应用场合彩灯可能是功率较大的发光器件，需要加以一定的驱动电路。
本课题用发光二极管LED模拟彩灯，可以不用驱动。
（此次课程设计采用面包板来实现）现要求设计一个8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.选做：彩灯明暗变换节拍为1.0s和2.0s，两种节拍交替运行。
三、总体方案的选择根据题目的任务、要求和性能指标，经过分析与思考，得出以下方案：整体电路分为四个模块：第一个模块实现节拍的发生；第二个模块实现快慢两种节拍的控制；第三个模块实现花型的控制；第四个模块实现花型的显示。
主体框图如下：四、单元电路的设计1.设计所使用的元件及工具：器件清单如下：2.各个单元电路的具体实现（1）节拍部分①节拍发生电路节拍是整个电路功能实现的基础及其他模块进行调试的必需条件，故首先实现节拍发生模块。
0.5s 节拍选用由555及相关器件构成的多谐振荡器电路实现。
由于输出波形中低电平的持续时间，即电容放电时间为C R t w 227.0=低电平的持续时间，即电容放电时间为C R R t w )(7.0211+=因此电路输出矩形脉冲的周期为C R R t t T w w )2(7.02121+=+=输出矩形脉冲的占空比为212112R R R R T t q w ++==当12R R >>时，占空比近似为50%。
电容取：4.7μf 0.01μf 电阻取：2R =150 k Ω =1R 4.7 k Ω考虑到还要产生周期为2.0s 节拍故可在555基础上连接74LS74芯片达到分频的作用，电路图如下：产生脉冲波形如图：②节拍选择电路把节拍产生电路产生的1Hz和0.5Hz的节拍送入74ls151芯片的D0和D1端，再由74LS151的地址端的控制选择出1Hz或0.5Hz的频率。
彩灯控制数电实验报告
数字电子技术课程设计报告题目：专业：班级：学号：姓名：指导教师：设计日期：目录一、设计目的作用――――――――――――――（1）二、设计要求――――――――――――――――――（1）三、设计的具体实现―――――――――――――――（1）四、总结――――――――――――――――――（10）五、附录――――――――――――――― (11)六、参考文献――――――――――――――― (12)彩灯控制电路一.设计目的作用随着人们生活环境的不断改善和美化，在许多场合可以看到彩色霓灯。
由于其丰富的灯光色彩，低廉的造价以及控制简单等特点而得到了广泛的应用，用彩灯来装饰街道和城市建筑物已经成为一种时尚。
二.设计要求1．控制红、绿、黄一组彩灯循环闪亮，变化的规律是：红→红绿→绿→黄绿→黄→全亮→全灭→红，如此循环，产生“流水”般的效果。
2．“流水”的速度由快到慢，再由慢到快循环变化。
三、设计的具体实现1、系统概述彩灯控制电路由三个模块构成，显示电路﹑秒脉冲电路和维持电路。
秒脉冲电路全程为电路提供矩形波信号使彩灯定时发亮；显示电路为维持电路提供电源：维持电路在显示电路部分提供电源的情况下为电路提供一段较长的高电平，使彩灯在全部变亮后保持一段时间。
同时结合显示电路部分所带元件（主要是74LS194）的性质，使彩灯从右到左依次由暗变亮，亮后维持一段时间，然后熄灭，并且不断重复。
设计及框图如下2、单元电路设计与分析(1)﹑秒脉冲电路图 1、秒脉冲发生电路本电路秒脉冲电路由一个集成的555定时器够成，当电源接通后，VCC通过对R1﹑R2向电容器充电。
电容上得到电压按指数规律上升，当电压上升到2/3VCC时，输出电压V0为零，电容器放电。
当电压下降到1/3VCC时，输出电平为高电平，电容器放电结束。
这样周而复始形成了振荡。
脉冲发生器由NE555与R1，R2，RP，C1，C2组成的多谐振荡器组成,它是为灯光流动控制器提供流动控制脉冲的，多谐振荡器的振荡频率可根据所需要的灯光流动速度，通过RP进行调节，由于RP阻值较大，所以有较大的调速范围。
数电课程设计报告彩灯控制器
一、设计题目彩灯控制器 要求：1、有10只LED ，L 0、L 1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8、L 9； 2、显示方式：① 先奇数灯依次熄灭； ② 再偶数灯依次熄灭； ③ 再由L 0 到L 9 灯依次熄灭； 3、显示间隔可自定。
注意：由于本题在Multisim10上做的仿真，所以此题仿真电路只能在Multisim10版本或以上运行。
二、实验器材74161 2个 与非门 1个 函数信号发生器1个+5V 电源 2个 74LS138 5个 与门 若干LED 灯10个非门10个三、设计方案 1、按课程设计题目来看，要求实现彩灯的23 种状态，此处可以用一个23 进制的计数器实现，从0 到22 种状态来控制这23 种状态（00000－10110），然后把计数器用译码器译成可以实现的高低电平。
再写出这23 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23进制的计数器，然后需要一个5-32译码器，然后在由门电路连接LED 灯。
如下图所示：2、各个模块的原理（1）、 23 进制计数器：用2 个74161进行并行连接成23 进制计数器； （2）、5-32 译码器：用5 个74LS138 实现5-32 译码功能； （3）、各门电路的连接：根据真值表，用与门将各个电路和LED 灯连接起来。
3、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：10个LED灯各个门电路的连接5-32译码器函数信号发生器23进制计数器L0L1L2L3L4L5L6L7L8L90 1 1 1 1 1 1 1 1 1 11 1 0 1 1 1 1 1 1 1 12 1 0 1 0 1 1 1 1 1 13 1 0 1 0 1 1 1 1 1 14 1 0 1 0 1 0 1 1 1 15 1 0 1 0 1 0 1 0 1 16 1 0 1 0 1 0 1 0 1 07 1 1 1 1 1 1 1 1 1 18 0 1 1 1 1 1 1 1 1 19 0 1 0 1 1 1 1 1 1 110 0 1 0 1 0 1 1 1 1 111 0 1 0 1 0 1 0 1 1 112 0 1 0 1 0 1 0 1 0 113 1 1 1 1 1 1 1 1 1 114 0 1 1 1 1 1 1 1 1 115 0 0 1 1 1 1 1 1 1 116 0 0 0 1 1 1 1 1 1 117 0 0 0 0 1 1 1 1 1 118 0 0 0 0 0 1 1 1 1 119 0 0 0 0 0 0 1 1 1 120 0 0 0 0 0 0 0 1 1 121 0 0 0 0 0 0 0 0 0 122 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0四、各个模块的制作1、23进制计数器23进制计数器是由两个16进制计数器构成，并且将23进制计数器的每个状态输出，令其对应LED的每一种状态，计数器实现如下图:图1 23进制计数器注：上图中左侧的5个输出从左到右电位依次升降低。
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桂林电子科技大学信息科技学院《数字逻辑电路》实训报告
学号 1051100425
姓名
指导教师：邹老师覃老师
2010 年 07 月 13 日
多路彩灯控制电路
1.整机设计
1.1 设计要求
（1）功能要求：八个彩灯用8个放光二极管代替；
（2）设置外部操作开关，它具有控制彩灯亮点的右移、左移、全亮及全灭等功能；
（3）彩灯亮点移动时间间隔取1秒；
（4）彩灯的布图形状随意；
（5）让学号的最后两位编码点亮相应的灯，能实现循环左右移，可控制彩灯亮灭速度
1.1.1 设计任务
通过查找资料设计彩灯的原理图﹑PCB图使其能实现全亮﹑全灭﹑左移﹑右移等功能，让学号的最后两位编码点亮相应的灯，能实现循环左右移，可控制彩灯亮灭速度
1.1.2 性能指标要求
彩灯亮点的时间间隔为1秒，占空比为50%
1.2 整机实现的基本原理及框图
1.2.1 基本原理
通过两片集成双向移位寄存器74LS194和拨码开关控制右移﹑左移和一个拨码开关进行预置端让其全亮﹑全灭和一个由555芯片构成的CP产生电路其主要原理框图如下：
1.2.2 总体框图
总体框图
2．各功能电路实现原理及电路设计
（1）彩灯演示电路
2片移位寄存器74LS194级联实现。
其八个输出信号端连接八个300欧电
阻（保护发光二极管）和八个发光二极管。
其电路图如下
彩灯演示电路图
（2）彩灯控制电路
移位寄存器是一个具有移位功能的寄存器。
寄存器中所存的代码能够在移位脉冲的作用下依次左移或右移。
既能左移又能右移的叫双向移位寄存器。
根据移位寄存器存取信息的方式不同分：串行串出，串入并出，并入串出，并入并出4种形式。
本电路由2片移位寄存器74LS194级联实现。
其八个输出信号端连接八个300欧电阻（保护发光二极管）和八个发光二极管和一片74LS04（控制彩灯循环亮的作用）和拨码开关控制输入的高低电平。
其图如下：
彩灯控制电路图
CP 移位脉冲动=输入端 CR 非异步置0低电平有效 工作方式控制端
S1 S0 = 00 时，保持功能。
S1 S0 = 01 时，右移功能。
S1 S0 = 10时，左移功能。
S1 S0 = 11 时，并行置数功能。
DSR 右移串行数码输入端
Q 3 Q 2 Q 1 Q 0 S S D D S R
C
D 3 D 2 D 1 D 0 CR CR CR
D SL
D SR
CP
Q 0 Q 1 Q 2 Q 3
S 1 S 0 D 0 D 1 D 2 D 3
74LS194功能表
（3）CP 产生电路
由555定时器构成的多谐振动器，电路没有稳态，只有两个暂稳态，电路也不需要外加触发信号，利用电阻和电容也产生放电和充电电容C 在1/3VCC 和2/3VCC 之间充电和放电。
方案一：由555定时器接成多谐振动器。
其图如下：
555定时器接成多谐振动器图
振动周期：振荡周期：T =0.7(R 1+2R 2)C 输出脉冲占空比: B
A A
R R R q +=
方案二：由555定时器接成多谐振动器但其占空比可调。
其图如下
（4）电源输入接口：由一个接口构成便于接电源。
其电路图如下：
电源输入接口
（5）总体电路
3．制作与调试过程
第一步，找材料理解每一部分电路的结构和功能，在原有的基础上加上自己所要求的，填写自己所需的元器件的清单。
第二步，画原理图，不懂的及时找辅导老师或自己查找材料并或者向其他同
学询问画出正确的原理图。
第三步，把原理图导入到PCB版去并合理的摆放元器件，认真核对原理图和PCB图的管脚是否一一对应，根据试验板的大小在PCB板上设计大小，以及合理的设置走线规则和焊盘大小，不同的器件注意不同的焊盘大小，各个网络线的大小不同，走线时应尽量避免自动布线和走直角。
第四步，用砂纸把铜板上的氧化物磨掉。
打印并转印PCB图到铜板上，一般转印两次（150°C时）如果转印的不是很理想应在腐蚀前拿油性笔把不好的线补起。
腐蚀时应注意人体不要和腐蚀液接触而且不要腐蚀过久。
第五步，打孔，选择孔针为1毫米，以便于插入芯片等较大的管脚，打孔时要注意用力要均匀，要在板干的时候打孔，不要把放元器件的那面板打鼓起来。
第六步，把板上的油墨擦掉，并清洗干净。
在铜板的那面擦上松香水以防止铜板氧化，晾干铜板。
第七步，焊接元器件，在焊时注意，注意元器件的管脚，尤其是芯片是否对准，尤其注意精调电阻、开关、极性电容等的管脚。
在电路组装和焊接的过程中注意不要将VCC与GND短接导致电路损坏，最后插入芯片时注意不要装反，以免损坏芯片。
4．电路测试
4.1 测试仪器与设备:万能表﹑上学期制作的直流电源电路一块
4.2 指标测试：拨动开关4看其是否可实现全亮﹑全灭。
对电路板进行预置后进行调试看其是否能实现左移和右移
5．实训心得体会
在电路组装和焊接的过程中最大的问题是当初画原理图以及布局的时候不小心将开关以及精调电阻的管脚设置错误，导致开始时电路板不能正常的工作，最后选择了外接开关以及外接精调电阻，却又不小心损坏了焊盘，且不小心将GND与VCC焊在了一起，不得已重做了一块板子，最后解决了问题，前期任务的不小心得到了教训。
通过这次数字逻辑电路的实训的设计，使我受益很多，也因为我的不小心得到了很多教训。
更加牢固的掌握了我们上课时所作的实验，进一步了解了74LS194和74LS04以及NE555的工作原理和注意事项，74LS194和74LS04以及NE555芯片的工作电压在4.5V和5.5V之间。
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逻辑电路设计的基本思想和方法。
学会了科学的分析实际问题，通过查资料，分析资料及请教老师和文同学等途径，发现问题，解决问题。
同时也培养了我认真学习的作风。
6．参考文献
（1）新编数字逻辑电路北京邮电大学出版社江国强编著
（2）百度资料
附录：
附录1：元件明细表
附录2：电路原理图
附录3：PCB图
元件明细表
电路原理图
PCB图
PCB图。