四路彩灯显示系统逻辑电路设计复习课程
数字电子技术课程设计——四花样彩灯控制器
一、设计要求1.1 设计课题及要求（一）题目：四花样彩灯控制器（二）基本要求：设计一四花样自动切换的彩灯控制器，要求实现(1) 彩灯一亮一灭,从左向右移动；(2) 彩灯两亮两灭，从左向右移动；(3) 四亮四灭，从左向右移动(4) 从1～8从左到右逐次点亮，然后逐次熄灭；(5) 四种花样自动变换。
（三）主要参考元器：555定时器，模十六计数器74LS161，双D触发器74LS74，与门74LS08，非门74LS04，四选一数据选择器74LS153，八位移位寄存器74LS164。
二、系统组成及工作原理2.1 系统组成框图把四花样彩灯设计分为几个独立的功能模块进行设计,每一个模块完成特定的功能,再把它们有机的组织起来构成一个系统完成彩灯控制器的设计。
系统可由四个模块组成，它们分别是：四种码产生电路、开关电路、数据输出、时钟电路。
设计框图如图2.1所示：由两个555构成两个时钟电路，由模十六计数器和组合逻辑门构成四种码产生电路，由双D 触发器和数据选择器构成开关电路，由移位寄存器和八个彩灯构成输出电路，一个时钟控制模十六计数器和移位寄存器，另一个时钟控制双D触发器。
2.2工作原理分析从多谐振荡器出来的脉冲信号分为两路：一路作为计数脉冲送到模十六计数器；另一路做为移位时钟脉冲加到移位寄存器。
调节多谐振荡器的电阻可以改变震荡频率，即改变彩灯移动的速度，得到不同的动态效果。
多谐振荡器、双D触发器、数据选择器共同组成一个电子开关。
多谐振荡器输出的计数脉冲经双D触发器两位二进制计数器，在它的两个输出端得到00、01、10、11四种逻辑状态。
这四个状态作为数据选择器的四个数据通道选择信号，对应从模十六计数器输送到数据选择器的QA，QB，QC，QD四个分频信号。
其作用相当于一个受控的一刀四位的机械转换开关。
当双D触发器输出为“00”时，数据选择器输出10000000序列脉冲，为八分频信号，实现花样一；为“10”时，数据选择器输出11000000序列脉冲，为八分频信号，实现花样二；为“01”时数据选择器输出11110000序列脉冲，为八分频信号，实现花样三；为“11”时数据选择器输出1111111100000000序列脉冲，为十六分频信号，实现花样四。
Proteus四路彩灯 教案
protues教程科教案（甲）protues教程科教案（乙）protues教程科教案（乙）授课时间2015年4月14日星期二第4节班级第2页时间安排教学内容、教学过程教学方法与学习指导10分钟电路主要由：74ls74双D触发器、74ls00与非门、74ls04反向器、74ls194双向移位计数器、发光二极管组成。
图2.四路彩灯的仿真图（1）74ls7474ls74是一种双上升沿D触发器芯片，下面介绍他的引脚功能:1Q、2Q、输出端 1CP、2CP 时钟输入端1D、2D 数据输入端 CLR1、CLR2 直接复位端（低电平有效）PR1、PR2 直接置位端（低电平有效）作用：给74ls194的S0，S1产生一个三进制同步计数器电路图74ls74引脚图及功能protues教程科教案（乙）授课时间2015年4月14日星期二第4节班级第3页时间安排教学内容、教学过程教学方法与学习指导25分钟(2)74ls194其中：D0~D3为并行输入端；Q0~Q3为并行输出端； S1\S0--操作模式控制端SR--右移串行输入端 CR/--为直接无条件清零端SL--左移串行输入端； CP--为时钟脉冲输入端（三）、电路原理分析由protues自带数字脉冲一路通过4组D触发器产生74LS194中控制端S0，S1的三进制同步计数器信号，另外一路通过与非门电路产生74LS194的时钟信号源，从而使74LS194能控制led根据控制信号的不同执行相应的工作状态。
（四）、绘制仿真电路图（五）、分析故障现象及原因1.彩灯只有一种花样变化，没有其它的花样：原因：可能是移位计数器的S0，S1端控制出现问题，应该检查产生S0，S1的三进制同步计数器电路，电路是否连接正确。
2.彩灯无显示原因：检查CLK是否有信号输入，检查信号源或者与非门电路，可以用示波器检测。
74ls149引脚图及功能常见故障protues教程科教案（乙）。
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。
数字逻辑四路彩灯设计
电子课程设计-四路彩灯显示系统学院：电气信息工程学院专业班级：姓名：学号：指导老师：2011年12月1、设计任务与要求1、设计任务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、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1、用发光二极管显示彩灯系统的各节拍；2、 功能扩展（自选）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；二、总体框图1、框图移位计数器74LS19112进制循环控制器多谐振荡器彩灯显示输出16进制分频计数器图12、设计方案分析以上设计任务，该控制系统完成如图3-4所示的控制流程，系统结构框图如图3-5所示。
其中脉冲源采用秒脉冲发生器，用以提供频率为1Hz的时钟信号；分频器将1Hz的时钟信号四分频，用以产生0.25Hz（即4S）的时钟信号；节拍控制器产生三个节拍循环的控制信号；节拍程序执行器完成在每个节拍下的系统动作，即数据的左移、右移和送数功能，可以使用双向通用移位寄存器74LS194完成；显示电路完成系统循环演示的指示，可以用发光二极管模拟。
图23、设计分析：记第一，二，三节拍分别为Y0Y1Y2有效时间应为4秒，Y0结束Y1马上开始，Y1后Y2马上开始，如此循环不断。
为此可考虑采用移位寄存器构成的移位型控制器。
由于有三个状态，因此需要用三个触发器对现时状态进行记忆，为使各状态的有效时间间隔为4秒，则驱动该移位控制器动作时钟周期应为4秒。
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。
四路彩灯显示系统设计
课程名称：数字电路逻辑设计设计项目：四路彩灯显示系统设计专业班级：诵信学号：学生姓名：同组人姓名:指导教师：1、 熟悉常用中规模计数器的逻辑功能。
2、 掌握技术、译码电路的工作原理及应用。
3、 熟悉移位寄存器的工作原理、典型应用和调试方法。
二、 设计任务与要求设计一个四路彩灯控制器，设计要求如下：（1） 接通电源后，彩灯可以自动按预先设置的程序循环闪烁。
（2） 设置的彩灯花型由三个节拍组成：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 （3） 三个节拍完成一个循环，一共需要 12s 。
一次循环之后重复进行闪烁。
三、 设计原理图（a ）四路彩灯控制流程图四路彩灯即有四路发光二极管输出，设依次为Q d、Q c 、Q b、Q a ，若用高电平“1”表示灯亮，低电平“ 0”表示灯灭，由课程设计要求可知四路彩灯显示系统有如下表所示的输出设计课题: 设计目的四路彩灯显示系统设计说进制四路彩灯输出显示说 明输出所用时间Q dQ cQbQa开机初态0 0 0 01 0 0 0 1s 第一节拍 1 1 0 0 1s 逐次渐亮1 1 1 0 1s 1 1 1 1 1s1 1 1 0 1s 第二节拍 1 1 0 0 1s 逆序渐灭1 0 0 0 1s 0 0 0 0 1s1 1 1 1 : 0.5s0 0 0 0 0.5s 第三节拍 1 1 1 1 0.5s 同时亮0.5s ，然 0 0 0 0 0.5s 后同时灭0.5s ，进 1 1 1 1 0.5s 行四次0 0 0 0 0.5s 1 1 1 1 0.5s0 00.5s分析可知，要实现上表所示功能，需要一个分频器起节拍产生和控制作用， 每4s —个节 拍，3个节拍共12s 后反复循环。
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。
4路彩灯显示系统的设计与实现
综合实验3 4路彩灯显示系统的设计与实现姓名：李唐专业：11级通信学号：2010112058实验目的与逻辑功能要求：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实验仪器与器件:直流稳压电源一台；数字试验箱一台；计算机一台。
4位双向移位寄存器74ls194，十进制计数器74ls160；双4选1数据选择器75ls153。
74ls00。
555定时器，D触发器74ls74（2个）；4路逻辑电平LED显示电路，秒脉冲发生器（试验箱自带）。
实验原理框图:实验原理框图如图所示；设计总思路:根据任务要求，要实现本系统，循环控制电路和彩灯花样输出电路。
，循环控制电路由74LS161和7420实现，彩灯花样输出电路由74LS194和相关逻辑电路实现。
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、左移和保持。
第一节拍为1右移，第二节拍为0左移，第三节拍移位寄存器保持状态，彩灯直接由CP脉冲控制。
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.仿真图:。
四路彩灯控制器的课程设计
一、设计内容与设计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；二、设计思路根据课程设计课题要求，要实现本系统，需要设计时钟脉冲产生电路，循环控制电路和彩灯花样输出电路。
时钟脉冲产生电路由74LS161分频实现，循环控制电路由74LS161和7400实现，彩灯花样输出电路由74LS194和相关逻辑电路实现。
三、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信号，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。
图多谐振荡器12进制循环控制器16进制分频计数器移位计数器74LS191彩灯显示输出四、单元电路设计（1）时钟脉冲产生电路用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。
具体实现为：74LS161控制74LS161模十六计数器，构成多谐振荡器,电路输出便得到一个周期性的矩形脉冲（2）循环控制电路用74LS161和74LS00和方波电源构成循环控制电路具体实现：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。
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摘要
四路彩灯常见于节庆场合，按照某种规则点亮或者闪烁彩灯，本次数字逻 辑电路设计实验主要完成四路彩灯的控制流程，控制流程如下：
1) 第一路彩灯先点亮，然后依次点亮第二路、第三路、第四路； 2) 第四路先灭，然后第三路、第二路、第一路依次灭； 3) 四路彩灯均亮 0.5s 灭 0.5s，共四次； 4) 从 1)开始循环。 本次实验采用中小规模集成电路进行彩灯显示系统的设计，具体使用 74LS161 作为循环控制电路，74LS194 控制彩灯花型显示，并用若干基本与 门、非门、与非门等芯片基本逻辑电路。
4 总结 ........................................................................................................................................ - 19 参考文献.................................................................................................................................... - 20 -
关键词： 四路彩灯； 计数器； 移位寄存器；中小规模集成电路；
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1 需求分析................................................................................................................................... - 3 1.1 基本功能要求......................................................................................................... - 3 1.2 创新拓展功能......................................................................................................... - 3 1.3 设计原理................................................................................................................. - 4 2.1 系统逻辑结构设计..................................................................................................... - 5 2.1.1 循环控制电路 .................................................................................................. - 5 2.1.2 四路彩灯状态显示 .......................................................................................... - 8 2.2 系统物理结构设计................................................................................................... - 12 2.2.1 循环控制电路物理结构................................................................................. - 12 2.2.2 状态显示电路物理结构................................................................................. - 13 2.2.3 完整系统电路物理结构.............................................................................. - 14 -
四路彩灯显示系统逻 辑电路设计
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哈尔滨工程大学
数字逻辑综合性实验设计报告
课程名称 题目名称 班级 学号 学生姓名 同组班级 同组学号 同组姓名
数字逻辑实验 四路彩灯显示系统逻辑电路设计
指导教师 武俊鹏、孟昭林、刘书勇、赵国冬
2013 年 06 月
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3 系统实现................................................................................................................................. - 14 3.1 系统实现过程........................................................................................................... - 15 3.2 系统测试 .................................................................................................................. - 15 3.3 系统最终电路图....................................................................................................... - 16 3.4 系统团队分工............................................................................................................ - 17 -