深圳大学数电实验3[1].14_彩灯流水电路的设计
彩灯数字电路课程设计
彩灯数字电路课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并掌握彩灯数字电路的基本原理，包括逻辑门、触发器等数字电路元件的功能与应用。
2. 学生能够运用所学的数字电路知识，设计并搭建简单的彩灯数字电路系统。
3. 学生能够解释数字电路中信号传输、逻辑运算等基本概念，并理解其在实际应用中的重要性。
技能目标：1. 学生能够运用绘图软件或工具，绘制出符合实际需求的数字电路图。
2. 学生通过动手实践，掌握基本电路焊接和调试技巧，能够独立完成彩灯数字电路的搭建与测试。
3. 学生具备分析并解决数字电路故障的能力，能够针对问题进行排查和修正。
情感态度价值观目标：1. 学生在课程学习中，培养对电子技术的兴趣和热情，提高创新意识和动手能力。
2. 学生通过团队协作完成课程任务，增强团队意识和沟通能力，培养合作精神。
3. 学生在学习过程中，认识到数字电路在日常生活和国家发展中的重要作用，增强社会责任感和使命感。
本课程针对初中年级学生，结合学科特点和教学要求，注重理论与实践相结合，旨在提高学生的数字电路知识水平、动手能力和团队协作能力。
通过本课程的学习，使学生能够将所学知识应用于实际生活中，激发学生对电子技术的兴趣，培养具备创新精神和实践能力的优秀人才。
二、教学内容本章节教学内容主要包括以下几部分：1. 数字电路基础：讲解逻辑门（与门、或门、非门等）、触发器（RS触发器、D触发器等）的基本原理和功能，以及数字电路的基本概念和元件。
2. 彩灯数字电路设计：介绍彩灯数字电路的设计原理，包括电路图的绘制、元件的选择、电路搭建和调试。
3. 实践操作：指导学生使用绘图软件绘制数字电路图，并进行实际电路搭建和调试。
教学内容安排如下：第一课时：数字电路基础，介绍逻辑门、触发器等基本元件的原理和功能。
第二课时：彩灯数字电路设计原理，分析彩灯数字电路的结构和设计方法。
第三课时：绘制数字电路图，指导学生使用绘图软件完成电路图的绘制。
第四课时：实践操作，学生分组进行电路搭建、焊接和调试。
《数字电子技术》学习情境4任务四 流水彩灯的制作与调试
2. 运行电路，完成电路逻辑功能分析，观察波形。单击 工具栏仿真启动按钮，运行电路。 3.注意事项 1). 连接的电路、参数的设置应认真检查、逐一确认， 无误后再做仿真运行。 2). 连接CD4017的接线端子时，合理布线，以使电路简 捷清楚，并注意空余接线端子的处理。 3). 当LED不停闪动时，应检查时钟的频率是否为10Hz或 再次予以确认。
议一议:
1. 为什么每个发光二极管不加一个限流电阻，而由R4统 一完成限流？ 2. 二极管D1不接电路能否正常工作？若能工作为什么还 要接D1？ 3. 你能将发光二极管排出哪些闪烁花样？
表4-14循环彩灯的元件清单
制作步骤及操作要领： 1. 制作过程：要求按电子产品的装配工艺完成。一般应 注意以下几点： 首先，在安装前应对元件的好坏进行检查，防止已损坏 的元件被装上印制板。 其次，元件引脚若有氧化膜，则应除去氧化膜，并进行 搪锡处理。 再次，安装时，要确保元件的极性正确，如二极管和的 正、负极，电解电容的正、负极，集成电路的引脚顺序。 最后，安装时，应先安装小型元件（如电阻），然后安 装中型元件，最后安装大型元件，同一种元件的高度应当尽 量一致，这样便于安装操作。 流水灯的PCB的接线图如图4-70所示，其中a与a`之间为 一跳线。 图4－71和图4－72为循环流水彩灯元件排布和焊接参考 图
读一读：
图4-63是同步十进制约翰逊码计数器/脉冲分配器CC4017芯 片。内部是由五个触发器和一些门电路构成的译码器组成。 CR为异步清零端，高电平有效，CR＝1时计数被清零为0000 状态，强制译码器输出Y1-Y9全为低电平，而Y0和进位输出CO为 高电平。CP为时钟端。 为时钟允许控制端，低电平有较， ＝0时，在CP上升沿进行计数，由于上此器件的CP输入端具 有施密特性，对CP脉冲的上升沿和下降沿均无特殊要求。当CP ＝1时，在 的下降沿也能进行计数。Y1-Y9是十个译码输出 端，高电平有效，其中的每一个输出仅在十个CP计数脉冲周期 的一个周期内能有序地变为高电平。CO为进位输出端，当计数 到5～9时CO输出为低电平，当计数到0 ～ 4或者在CR＝1时，CO 输出高电平，进位输出CO出可以作为十分频输出，也可以用级 联输出，以扩展其功能。CC4017的时序图如图4-64所示。
数电课程设计3
1设计要求及方案选择1.1设计要求（1）设计一个彩灯流水控制电路，使其能够产生一个控制信号控制彩灯实现灯光变换的功能。
（2）该彩灯控制电路，在完成基本变化的基础上，可以实现彩灯的流向性、间歇性变化的要求，从而使彩灯更加丰富化。
（3）给彩灯流水控制电路一个控制信号，并能够使其通过利用组合电路实现自控、手控、流向控制等全方位功能。
（4）独立完成设计任务，通过课程设计，锻炼自己综合运用所学知识的能力，并初步掌握电子技术设计的方法和步骤。
1.2 方案选择1.2.1 方案一方案一的电路原理图如下所示：图1 方案一的电路原理图电路工作原理：555定时器的输出端接计数器74LS191的CLK给计数器提供时钟脉冲，计数器的D/U端接触发器的输出端，控制计数器的计数方式；计数器输出的二进制代码经74LS154译码器译成十六进制代码输出，十六进制代码对应的输出端的LED管亮，每输出一个代码就有一个LED管亮，依次循环下去，改变振荡器的频率可以改变LED管的闪亮速度。
1.2.3 方案二方案二的电路原理图如下所示：图2 方案二的电路原理图电路工作原理：由555定时器产生的时钟脉冲送到CD4017的CP端，当第一个脉冲到来时Q0输出高电平，LED1亮，第二个脉冲到来时，Q1输出高电平，LED2亮，…,直到Q9输出高电平，LED10亮，接着进行下一轮输出。
改变多谐振荡器的振荡周期就可以改变灯组的流动速度，改变电流的大小可改变灯光的亮暗程度。
通过比较以上两个方案，方案一所用的元器件较多，且电路复杂，所用的芯片难找，而方案二电路简单，元器件少，功能齐全，所以我选择方案二。
2电路的设计与分析2.1理论分析电路的基本原理设计框图如下图所示图3 基本原理设计框图设计的多功能流水灯原理电路图如上图所示。
原理电路图由振荡电路、译码电路和光源电路三部分组成。
在设计电路时，本次选用的脉冲发生器是由NE555与R2、R3及C3组成的多谐振荡器组成。
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。
数字电路流水灯
流水灯设计专业班级学生指导教师日期2011年7 月7日一．名称：流水灯设计方法：1.利用555定时器制作一个秒信号发生器。
（1）.555定时器的结构图图1.555定时器结构图（2）.555定时器功能表（3）.秒信号产生计算参数：图.3. 用555做的多谐振荡器因为R1=R2，所有取2搞47KΩ和一个2KΩ的电阻串联。
就得到如图3的设计图。
2．控制电路（1）.用分配器控制彩灯的流水式.74HC4017中1-7,9-11为输出管脚，输出为1000000000—010*******—0010000000—0001000000——0000100000——0000010000——00000001000——0000000100——00000000010——0000000001——1000000000.符号如下图。
逻辑图封装图14管脚是时钟输入端。
13是低电平有效。
15清零端端。
12管脚为进位端。
这个设计中我们只用1个芯片，所有不用12端。
（2）.时序波形图3.仿真过程通过一个星期的课程设计，我们了解到此次设计主要是完成LED循环闪烁电路的设计，当我把准备好关于此次课程设计的资料分析后，我没有到学校的实验室进行本次课程设计，而是天天在寝室或者图书馆来回跑，进过这些天的努力，终于完成了12V直流稳压电源和LED循环闪烁次得任务。
当我把电路连接好后，做了最后的检查，在检查过后，就是进行电路仿真过程。
当电路仿真成功后，就是进行LED循环闪烁电路部分的观察，当通电后，LED 循环闪烁，在通电后，看LED灯是否按照我们本次课程设计的要求进进行闪烁，如果不按照要求闪烁的话，再进行电路的检查，直到结果正确才成功。
检查电路设计的原理图即导线的链接，并确定导线的链接与电路原理图一致。
检查导线的链接，并检查导线是否断路，根据电路原理图，检查各导线对应的按点是否接好。
检查完线路，确定电路完全连好。
点击运行仿真，这是可以看到电路发光情况。
《数字电路》课设--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摘要本次电路设计利用555定时器、计数器等设计LED彩灯控制电路。
通过按键实现如下循环特性：当按键没有按下时8个彩灯交叉循环点亮：即在前四秒内第1、3、5、7盏灯依次点亮、后四秒内8、6、4、2盏灯依次点亮，而当按键按下一次后（按下两次等效于没有按下），实现8盏灯依次循环点亮（产生灯光追逐音乐、活跃气氛的效果），并设计成同步电路模式。
用555定时器设计的多谐振荡器来提供时序脉冲，其优点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的自激振荡器，而不需要再外加输入信号。
由于555定时器内部的比较器灵敏度较高，而且采用差分电路形式，这样就使多谐振荡器产生的振荡频率受电源电压和环境温度变化的影响很小。
之后脉冲信号输入到计数器，同时将计数器输出端QC、QB、QA接到译码器的输入端，当译码器输出电平为低电平时，与其相连接的LED会变亮。
LED采用共阳极连接，并串上500Ω的电阻。
电路由按键SPST_NC_SB控制，使彩灯进入到不同的循环模式。
电路图连接好后，经Multisim软件调试测试，电路可以实现设计要求，即实现从题中要求的交叉循环显示和音乐序列的循环显示。
整体电路采用同步电路均为5V。
运用了所学的555定时器、译码器、模式，采用TTL集成电路，电压Vcc计数器与逻辑门电路等相应的电路器件，提高了对于数字电子技术这门专业基础课的认识与理解，在实践中发现不足，努力改正，提高了我自学、创新等能力，同时我们也掌握了相应设计电子电路的能力，有利于今后对于专业课程的学习。
关键词：555定时器计数器译码器彩灯循环控制目录引言 (1)1．课程设计目的 (2)2．课程设计要求 (2)3．电路组成框图 (3)4．元器件清单 (4)5．各功能块电路图 (4)5.1 脉冲信号发生器 (4)5.1.1 555定时器 (4)5.1.2 多谐振荡器 (6)5.2 顺序脉冲发生器 (8)5.3 彩灯循环系统 (11)6．仿真电路总图 (13)7．结果分析 (14)8．总结 (14)参考书目 (15)附录 (16)引言数字电子技术实验是一门重要的实践性技术基础课程，开设本课程的目的在于使学生理论联系实际，在老师的指导下完成大纲规定的实验任务。
彩灯流水电路(流水灯)的设计
彩灯流水电路(流水灯)的设计对于彩灯流水电路的设计，我们一般采用LED流水灯的形式。
LED流水灯的原理是通过输入一个时钟信号，来控制LED灯的亮灭顺序，从而实现LED灯的流水效果。
下面就以一个8位LED流水灯电路为例，来分步骤介绍如何进行彩灯流水电路的设计。
1. 材料与元器件的准备该8位LED流水灯电路所需要的材料与元器件如下：（1）芯片：AT89C51（2）时钟：11.0592MHz（3）LED数码管：8款（4）电阻：九个330欧姆电阻（5）电容：两个22pF陶瓷电容（6）稳压管：7805（7）热熔胶枪（8）面包板2. 电路原理图设计接下来，我们需要根据电路的设计要求，来进行电路原理图的设计。
如下图所示，该电路原理图包含了AT89C51芯片、时钟、稳压管、电容以及LED数码管等元器件。
其中，AT89C51芯片作为电路的主控制芯片，时钟则用来控制电路的工作频率。
LED数码管则是用来实现LED灯的罗列效果。
3. 电路焊接装配电路原理图完成后，进入电路焊接与装配环节。
首先，我们需要将元器件逐一地焊接在面包板上。
这里，我们需要注意焊接的顺序和脚位。
接着，将电路连线固定在面包板上，然后接上电源线，即可启动LED数码管。
4. 代码编写最后，我们需要编写AT89C51芯片的代码。
该代码用来控制LED数码管的流水效果。
该代码的编写需要考虑以下几个方面：（1）如何将LED数码管控制程序放入芯片中？（3）如何实现不同的流水显示模式？（4）如何使用时钟来控制LED数码管的刷新速度？经过以上步骤的设计后，我们便可成功地制作出一款功能完善的彩灯流水电路产品。
如需实现更高级别的彩灯效果，还需不断探究和创新。
电子实习流水彩灯实验报告
电子实习报告学院：专业班级：学生姓名：指导教师：完成时间：成绩：2．单元电路设计(或仿真)与分析（1）7414N施密特触发器施密特触发器也有两个稳定状态，但与一般触发器不同的是，施密特触发器采用电位触发方式，其状态由输入信号电位维持；对于负向递减和正向递增两种不同变化方向的输入信号，施密特触发器有不同的阈值电压。
A.应用●波形变换可将三角波、正弦波、周期性波等变成矩形波。
●脉冲波的整形数字系统中，矩形脉冲在传输中经常发生波形畸变，出现上升沿和下降沿不理想的情况，可用施密特触发器整形后，获得较理想的矩形脉冲。
●脉冲鉴幅幅度不同、不规则的脉冲信号施加到施密特触发器的输入端时，能选择幅度大于预设值的脉冲信号进行输出。
●构成多谐振荡器幅值不同的信号在通过加上一个合适电容的施密特触发器后会产生矩形脉冲，矩形波脉冲信号，常用作脉冲信号源及时序电路中的时钟信号。
B.仿真图C.管脚图D.逻辑图（2）74161N16进制计数器计数器不仅能用于对时钟脉冲计数，还可以用于分频、定时、产生节拍脉冲和脉冲序列以及进行计数运算等。
4位同步二进制计数器74161每输入16个计数脉冲计数器工作一个循环，并在输出端C产生一个进位输出信号，所以又将这个电路称为十六进制计数器。
计数器中能计到的最大数称为计数器的容量，它等于计数器所有各位全为1时的数值。
这个电路除了具有二进制加法计数功能外，还具有预置数、保持和异步置数等附加功能，图LDN为预置数控制端，QA—QD为数据输出端，ROC为进位输出端，CLRN为异步置零（复位）端，ENT和ENP为工作状态控制端。
A．仿真图B．内部电路图C．逻辑图D．逻辑符号与管脚图E．功能表（3）74S138N 8进制译码器A．仿真图B．内部电路C．管脚图D．逻辑图E．功能表（4）发光二极管发光二极管简称为LED。
它是半导体二极管的一种，可以把电能转化成光能。
发光二极管与普通二极管一样是由一个PN结组成，也具有单向导电性。
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深圳大学实验报告
课程名称：数字电路
实验项目名称：彩灯流水电路的设计
学院：信息工程学院
专业：电子信息工程
指导教师：张志鹏
报告人：学号：2011130 班级：电子3
实验时间：2012.12.16
实验报告提交时间：2012.12.29
一、实验目的
设计一电路驱动8只灯，使其七亮一暗，且这一暗灯按一定节拍循环右移。
二、实验内容和步骤
使用一片4位二进制同步计数器（74LS161）、一片3线——8线译码器（74LS138）和一片六合反向器（74LS04）来实现彩灯流水电路。
（一）.4位二进制同步计数器（74LS161）的引脚排列图如图1所示：（二）.3线——8线译码器（74LS138）的引脚排列图如图1所示：（三）.六合反向器（74LS04）的引脚排列图如图3所示：
三、实验结果和数据分析
接线图如下：
四、实验结论
实验思路并不复杂，但是接线过程中一定要细心，否则会因为一小点的差错导致整个实验无法进行，实验过程中，仪器的性能的好坏对实验的实现也有影响。
指导教师批阅意见：
成绩评定：
指导教师签字：
年月日。