循环彩灯设计报告
彩灯循环显示控制电路设计研究报告
彩灯循环显示控制电路设计研究报告初始条件：74LS160计数器、74HC390计数器、74HC139译码管、74HC113JK触发器，555定时器、数码管和必要的门电路，以及电容电阻等基本模拟电路电子器件等。
摘要这次的课程设计主要是用计数器来实现的，这个彩灯循环控制电路的实质就是要产生一系列有规律的数列，然后通过一个数码管显示出来。
这里使用的只要就是计数器，计数器在时序电路中应用的很广泛，它不仅可以用于对脉冲进行计数，还可用于分频，定时，产生节拍脉冲以及其他时序信号。
运用计数器的不同的功能和不同的接发就可以实现不同的序列输出了。
而这次的内容还包括分电路图的整合，使这个彩灯循环显示器能够按照要求那个依次输出自然序列，奇数序列，偶数序列还有音乐序列。
为了实现这个循环输出的功能，在设计的时候还用到了一个以为寄存器，可以利用它的输出端来控制四个计数器的工作情况，可以让四个计数器依次工作，就可以达到要求的依次循环输出数列。
最后还有一个部分就是脉冲的产生基于多谐振荡器可以产生方波，就可以利用它来产生脉冲信号了。
而这个多谐振荡器采用的是555定时器来完成的,另外,直接用脉冲信号源提供方波。
这个设计基本上就是由以上三个部分连接在一起组成的。
1整体电路方框图图1 基本方框图这个电路框图可以实现设计的要求，依次输出自然数列，奇数序列，偶数序列还有音乐数列，各序列可通过同一芯片的不同接法实现，也可用不同芯片实现，而且还可以通过一个循环电路使之循环输出，序列的输出顺序由译码器控制，由数码管输出各序列，其显示的间隔时间也可以通过调节脉冲信号的频率来进行调整，而脉冲信号可由脉冲产生电路实现，也可直接用脉冲信号源。
2设计方案选择2.1数列循环部分方案一图5 用74LS194构成的循环电路原理图这个电路图实现循环主要是依靠74LS194的移位功能来完成的。
先让开关J1拨至与电源相接，就是接入高电平，这样移位寄存器有了脉冲信号之后就可以实现置数的功能，四个输出端为1000，再将开关J1拨至与地相接也就是接入低电平，这时寄存器就可以实现移位的操作了，然后通过脉冲信号的触发下，寄存器的输出就可以从1000→0100→0010→0001，这样依次循环了。
循环彩灯课程设计报告
从上述分析中可以看出，CD4017(它的基本功能是对“CP”端输入脉冲的个 数进行十进制计数，并按照输入脉冲的个数顺序将脉冲分配在 Y0～Y9 这十个输 出端，计满十个数后计数器复零，同时输出一个进位脉冲。我们只要掌握了这些 基本功能就能设计出千姿百态的应用电路来。 四、电路原理图仿真 1.仿真软件
《数电课程设计》
循环彩灯控制电路
学 院： 专 业：电气工程与自动化 指导老师： 班 级： 姓 名： 学 号： 合 作 者：
一、设计背景
本次循环彩灯的设计制作由 555 定时器、CD4017 构成的中规模集成电路来
实现，其中 555 定时器组成的多谐振荡电路频率为 1Hz，CD4017 实现八进制加法
① 彩灯只有一种花样变化，没有其它的花样： 可能是计数器的芯片 74LS194 出现问题，应该检查循环控制逻辑电路。检查 是否正确接线，芯片是否功能完好。特别注意不能把非门的输入与输出接反了。 ② 彩灯无规律变化： 原因可能是由 555 定时电路产生的时钟脉冲信号不稳定，或者是在 555 电路 中没有标准的计算各电阻的阻值，电解电容，陶瓷电容的使用是否正确。 ③ 彩灯在移动过程中是两个灯一起跳 可能是是芯片 74LS194 在面包板上面没有接稳定，应该检查芯片是否通电， 各高低电平是否正常工作。应该检查导线是否有问题。 ④ 实验过程中灯一会亮一会不亮 最后可能是导线的接触不良问题，应该首先从电源是否良好的接入电路开始 检查，再检查 555 定时电路时候正常工作，最后检查芯片管脚电压。 ⑤ 有的灯亮，有的灯不亮 运用数字万用表检测是否是 CD4017 输出端的引脚出现故障。 七、理论值与实际值 理论结果：八路彩灯依次发光，亮灯时间为 1 秒，然后进入下一个循环。
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。
循环彩灯控制系统实验报告
循环彩灯控制系统实验报告一、设计要求1、程序中由3个按钮控制每按下一个按钮都会出现不同的彩灯循环现象二、硬件电路设计1、单片机最小系统（2）发光二极管的电路三、软件设计（一）1、在Keil uVision4.LNK上写好程序后通过STC_ISP_V480.exe.lnk和USB口输入到reg52.h单片机中按下开关蓝色指示灯亮，然后按下P3^7按钮发光二极管从左往右依次点亮；2、①在不复位的情况下按下P3^6时发光二极管可以做往返运动依次点亮②在复位时按下P3^6发光二极管是从右往左依次点亮的；3、①在不复位的情况下按下P3^5时发光二极管可以在从左往右或者从右往左点亮后1,3,5,7与2,4,6,8交替闪烁（在看先点亮P3^6还是P3^5 来实现从左还是从右开始循环）②在复位时按下P3^5发光二极管是作1,3,5,7与2,4,6,8交替闪烁。
（二）说明（“0”“1”“2”“3”“4”“5”“6”“7”按键P3^7 0X7F 0XBF 0XDF 0XEF 0XF7 0XFB 0XFD 0XFE 复位P3^6 0XFE 0XFD 0XFB 0XF7 0XEF 0XDF 0XBF 0X7F 复位P3^5 0X7F/0XFF 0XFF/0XBF0XDF/0XFF0XFF/0XEF0XF7/0XFF0XFF/0XFB0XFD/0XFF0XFF/0XFE复位8421码10=A 11=B 12=C 13=D 14=E 15=F四、系统测试步骤1:新建工程→New Project→选择单片机型号→Atmel→AT89C52取名→保存2：新建文档→New file→取名→保存（—3个按键控制两种LED现象.C）3：点右键→Add file to group→选择（—3个按键控制两种LED现象.C）4:点工程右键→options “output”（√）create hex file5产出hex档→编译按钮(↓)(↓↓)(↓↓↓)STC下载软件1：选择单片机型号“STC89C52RC”2:打开文件→(流水灯.hex）3：选择COM口（裝置管理員）4:点下载按鈕→开启电源按钮→“OK 已加密”附录源程序清单#include <reg52.h>#define uint unsigned int#define uchar unsigned charsbit key1 =P3^7; //第一个按键sbit key2 =P3^6; //第二歌按键sbit key3 =P3^5; //第三个按键uchar A1=0,A2=0,A3=0;void delay(uint z){uint i,j;for(i=0;i<z;i++)for(j=0;j<110;j++);}void O_to_E() //1,3,5,7与2,4,6,8交替闪烁{P0=0Xaa;delay(200);P0=~0Xaa;delay(200);}{if(!key1){delay(10); //延时if(!key1)A1=1;}if(!key2){delay(10); //延时if(!key2)A2=1;}if(!key3){delay(10); //延时if(!key3)A3=1;}}void main(){uchar i;while(1){if(A1){for(i=0;i<8;i++) //从左往右亮，每盏灯亮一次{P0=~(0x7f>>i);delay(100);}}if(A2){for(i=0;i<8;i++) //从右往左亮，每盏灯亮一次{P0=~(0xfe<<i);delay(100);}}if(A3){O_to_E(); //1,3,5,7与2,4,6,8交替闪烁}}}附加图片（因为手机问题从左往右跟从右往左还有左右往返的看不出来所以就拍了2张图片）1、从左往右、从右往左、往返2、//1,3,5,7与2,4,6,8交替闪烁超。
循环彩灯电路设计报告.
《数字电子技术基础》课程设计报告设计题目：彩灯循环控制器的设计专业：班级：姓名：学号：指导教师:设计日期： 2014 年 6 月课程设计评审意见（1）设计阶段（30分）——硬件电路运行情况优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（2）报告（60分）——对于课程设计报告撰写的整体评价优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（3）平时表现（10分）——课程设计过程中的表现优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；总评分数：优（）能很好地完成数字电子课程设计的任务，制作的电路板达到设计要求，课程设计报告能对设计内容进行全面、系统的总结，并能运用学过的数字电子技术理论知识对某些问题加以分析。
态度端正，课程设计期间无违纪行为。
良（）能较好地完成数字电子课程设计的任务，制作的电路板达到设计要求，课程设计报告能对设计内容进行比较全面、系统的总结。
考核时能较圆满地回答老师提出的问题，态度端正，课程设计期间无违纪行为。
中（）能够独立完成课程设计的任务，制作的电路板达到规定的主要要求，课程设计报告能对设计内容进行比较全面的总结，在考核时能正确地回答主要问题，态度端正，课程设计时无违纪行为。
一般（）课程设计过程中态度基本端正，能够完成课程设计的任务，提交电路板，能够完成报告，内容基本正确；但不够完整、系统，考核中能回答主要问题。
差（）课程设计过程中表现不佳，未能完成课程设计要求的内容。
评阅人：2014年6月25日注：优（90－100分）、良（80－89分）、中（70－79分）、一般（60－69分）、差（60分以下）目录引言 (1)第一部分：设计方案设计 (2)1.1方案选择： (2)1.2功能设计及分析 (2)1.2.1 时钟信号功能设计...............................................错误！未定义书签。
1.2.2 花型控制功能设计 (2)1.2.3 花型演示功能设计 (3)1.3 原理图总图及说明 (4)第二部分：硬件调试总结 (5)2.1 元器件清单及说明 (5)2.2 硬件调试 (9)第三部分：总结 (10)3.1 设计小结 (10)3.2 心得体会 (11)参考文献 (11)附录 (12)引言现在绝大多数的彩灯控制电路都是用数字电路来实现的，例如，用中规模集成电路实现的彩灯控制电路主要用计数器，译码器，分配器和移位寄存器等集成。
制作循环彩灯实训报告
一、实训目的通过本次实训，使学生掌握电路设计与制作的基本方法，提高动手能力和电路调试能力。
同时，培养学生的创新意识和团队合作精神，学会运用所学知识解决实际问题。
二、实训内容本次实训的主要内容包括：1. 确定电路设计方案；2. 制作电路板；3. 组装电路元件；4. 调试电路；5. 撰写实训报告。
三、实训过程1. 确定电路设计方案根据实训要求，我们设计了一种八路循环彩灯电路。
该电路主要由555定时器、74LS164移位寄存器、LED灯、电阻、电容等元件组成。
电路工作原理如下：- 555定时器产生一个周期为1秒的方波信号；- 74LS164移位寄存器将方波信号进行移位，控制LED灯的点亮顺序；- LED灯依次点亮，形成循环效果。
2. 制作电路板根据设计方案，我们使用PCB板制作电路板。
首先，在PCB板设计软件中绘制电路图，然后生成Gerber文件，最后将Gerber文件发送到PCB生产厂家进行制作。
3. 组装电路元件将制作好的电路板、555定时器、74LS164移位寄存器、LED灯、电阻、电容等元件按照电路图进行组装。
组装过程中，注意元件的焊接质量，确保电路的可靠性。
4. 调试电路组装完成后，进行电路调试。
首先检查电路板是否有短路、断路等问题，然后通电测试。
根据测试结果，调整电路参数，使LED灯能够正常循环点亮。
5. 撰写实训报告在实训过程中，详细记录电路设计、制作、调试的过程，分析出现的问题及解决方法，总结实训心得。
四、实训结果经过多次调试，我们成功制作了一款八路循环彩灯。
该彩灯能够按照预设的顺序依次点亮LED灯，形成循环效果。
电路稳定可靠，运行良好。
五、实训心得1. 在电路设计过程中，要充分考虑电路的可靠性和稳定性，选择合适的元件和电路参数。
2. 制作电路板时，要严格按照设计要求进行，确保电路板的精度和质量。
3. 组装电路元件时，要注意焊接质量，避免短路、断路等问题。
4. 调试电路时，要耐心细致，发现问题及时解决。
制作循环彩灯实习报告
制作循环彩灯实习报告制作循环彩灯实习报告制作循环彩灯实习报告循环彩灯摘要：设计一个循环彩灯控制电路，该电路实现了让八个彩灯循环闪烁的功能，并且循环闪烁的时间为1秒。
其中，闪烁时间由555定时器这样的时钟电路产生周期为1秒的脉冲所控制；彩灯的循环闪烁由十进制计数器接受定时器产生的脉冲所控制；彩灯显示功能由三线八线译码器实现，输出分配数据直接控制灯的闪烁。
用Multisim 10对设计电路进行仿真可得到八个发光二极管循环闪烁的结果。
关键词：循环彩灯；555定时器；计数器；译码器；发光二极管目录1.设计背景……………………………………………………………………21.1了解数字电路系统的定义及组成………………………………………21.2掌握时钟电路的作用及基本构成…………………………………………22.设计方案……………………………………………………………………22.1任务分析……………………………………………………………………22.2方案论证……………………………………………………………………33.方案实施…………………………………………………………………33.1原理图设计…………………………………………………………………33.2电路仿真……………………………………………………………………73.3PCB制作...........................................................................84.结果与结论...........................................................................85.收获与致谢........................................................................96.参考文献..............................................................................97.附件 (97).1电路原理图………………………………………………………………107.2 PCB布线图………………………………………………………………117.3元器件清单……………………………………………………………111. 设计背景1.1 了解数字电路系统的定义及组成用数字信号完成对数字量进行算术运算和逻辑运算的电路称为数字电路，或数字系统。
多花样循环彩灯控制器设计报告
1.设计意义及要求1.1设计意义对《数字电子技术基础》学习，我们掌握一些关于数字电子技术的基础知识和基本技能，具备了在日常生活与学习中应用数字技术解决问题的基本态度与基本能力但是对于各种门电路、元器件芯片的结构及其工作原理等知识，我们的理解依然比较肤浅。
通过为期两周的课程设计，可以让我们对课堂上的知识有更深入的理解，同时做到理论与实际相结合。
此外，课程设计能够最直接有效的训练我们的创新思维，提高分析问题、解决问题的能力。
1.2设计要求1.使16只彩灯从右到左逐一循环点亮2.使16只彩灯按照1111 1110 1111 1110左移循环点亮，即最开始为第8只和第16只彩灯亮，紧接着熄灭，同时第7只和第15只彩灯亮....依此循环点亮。
3.使16只彩灯交替闪烁。
4.使中间两个彩灯发亮，然后从两边再增加两个发亮，一直下去，直到16个彩灯全亮。
5.接着重复以上动作，这样一直循环下去。
时间间隔为1秒。
2．方案设计2.1 设计思路首先需要个脉冲源信号刺激，之后对于流水灯的移位功能可以采取寄存器来实现，本实验采用的是74LS198芯片。
总体方案共分为6大块。
第一块实现实现左移循环，第二块实现两两左移循环点亮，第三块实现交替闪烁，第四块实现向外扩散，第五块实现时钟信号的产生，第六块实现计数器。
2.2 方案设计2.2.1设计方案一电路图图2-1 方案一方框图2.2.2. 设计方案二电路图本方案实现的核心是MCU 控制电路，以AVRmega16单片机为控制核心，用C 语言编程，控制彩灯实现多花样循环功能。
AVR 单片机最小系统AVRmega16单片机和复位电路，还有晶振电路（16Mhz ）。
AVR 单片机具有高性能、低功耗的特点使用AVR 的时钟源（晶振、内部RC 等）不经过分频直接提供给CPU 使用，而51的CPU 主频等于晶振的12分频此最小系统实现对系统的控制等功能。
系统框图如下：图2- 3 方案2电路2.3 方案比较方案一是采用数电模块，元器件较多，接线较为复杂，但功能明确，容易看懂方案二采用单片机制作，电路简单，但对于没学过单片机的同学有理解鉴于本次课程设计主要是数字电路课程设计，所以我选择了第一组方案。
微机课程设计8086控制的循环彩灯报告
微机原理课程设计报告题目：循环彩灯控制系统学年：10/11学年学期：第1学期班级：学号：姓名：循环彩灯控制系统课程设计报告设计目的:1.巩固和加深课堂所学知识；熟悉各种指令的应用及条件；2.学习掌握一般的软硬件的设计方法和查阅、运用资料的能力；3.深入了解与掌握8255A在PC机系统的典型接法和8255A的工作方法及应用编程。
设计任务与要求：设计一个循环彩灯控制系统，能输出四种花型，输出花型如下：1）00000001 左循环（1时亮，0时灭）2）10000000 右循环3）按00000001，00000011，00000111-----11111111规律递增，后同时闪烁一次，循环不断。
4）按01010101，10101010（或红、绿彩灯）交替闪烁。
功能要求：1）循环彩灯的循环速度可调；2）按键要求①启动/暂停，按SW0开关启动系统，按SW1开关停止系统工作。
②花型变换，由开关SW2、SW3进行四种花型切换；总体方案与说明：根据所学内容和对8255A的应用，整个系统硬件采用8086微处理器，74LS373锁存器，和8255A可编程并行接口芯片和8个led彩灯。
Intel 8255A是一种通用的可编程并行接口芯片，由于它是可以编程的，可以通过程序来设置芯片的工作方式，通用性强，使用灵活，可为多种不同的CPU与外设之间提供并行输入/输出的通道；8086微处理器，选择最小工作模式，所有的总线控制信号均由8086产生；8086CPU的地址\数据总线AD15-AD0和地址\状态总线A16/S3-A19/S6是复用的，必须通过地址锁存器把地址总线和数据总线分离循环彩灯主要模块流程图软件设计采用模块化程序设计思想，将软件划分成若干单元，主要包括主程序、LED 彩灯显示子程序和延时子程序等。
本系统具体汇编源程序见附表一。
使用软件说明：ProteusProteus是世界上著名的EDA工具(仿真软件)，从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，其处理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等Emu8086Emu8086-MicroprocessorEmulator结合了一个先进的原始编辑器、组译器、反组译器、具除错功能的软件模拟工具（虚拟PC），还有一个循序渐进的指导工具，编译源代码，并在模拟器上一步一步的执行。
循环彩灯实验报告
循环彩灯实验报告循环彩灯实验报告引言：灯光在我们生活中扮演着重要的角色，无论是室内照明还是舞台表演，灯光的运用都能够给人们带来不同的感受和体验。
在这个实验中，我们将探索循环彩灯的原理和制作方法，以及其在不同场景中的应用。
一、实验目的本实验的目的是通过制作循环彩灯来理解电路的原理，并了解灯光的运作机制。
同时，通过实践操作，培养我们的动手能力和创造力。
二、实验材料1. 彩灯：红、绿、蓝三种颜色的LED灯各3个2. 电阻：100欧姆、220欧姆、330欧姆各1个3. 电容：100μF、220μF、330μF各1个4. 电池：9V电池1个5. 面包板：1块6. 连接线：若干根三、实验步骤1. 将面包板连接到电池的正负极上，确保电路能够正常通电。
2. 将三种颜色的LED灯分别插入面包板上的不同位置，注意连接的极性。
3. 在每个LED灯的正极和负极之间分别插入不同电阻和电容，形成不同的电路。
4. 打开电池，观察LED灯的亮灭情况和颜色变化。
四、实验结果与分析通过实验观察，我们可以发现以下现象：1. 当电路中只有一个LED灯时，灯光亮起来，并且颜色与LED本身的颜色一致。
2. 当电路中加入电阻时，LED灯的亮度会有所变化，电阻越大，亮度越低。
3. 当电路中加入电容时，LED灯的亮度会有所变化，电容越大，亮度越高。
这些现象的发生可以通过以下原理解释：1. LED灯是一种半导体材料，当通过正向电流时，电子和空穴在半导体材料内复合，释放出能量，从而发出光线。
2. 电阻的加入会影响电流的流动，使得通过LED灯的电流减小，从而导致亮度的下降。
3. 电容的加入会使得电路中的电荷储存和释放更加平滑，从而使得LED灯的亮度更加稳定。
五、实验应用循环彩灯的制作不仅仅是为了理解电路的原理，还可以应用于各种场景中，例如：1. 舞台表演：通过控制循环彩灯的亮灭和颜色变化，可以创造出各种炫目的灯光效果，增加表演的视觉冲击力。
2. 节日庆典：在节日庆典活动中，循环彩灯可以装饰场地，营造出欢乐喜庆的氛围。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
课程设计说明书课程名称：数字电子技术设计题目：循环彩灯院系：电子信息与电气工程学院学生姓名：安永军学号： 201002040062专业班级：电气工程及其自动化10-1指导教师：张天鹏翟亚芳杨欣2012年5月25日课程设计任务书设计题目循环彩灯学生姓名安永军所在院系电子信息与电气工程学院专业、年级、班电气工程及其自动化10-1任务要求：1、设计制作一个循环彩灯电路。
2、彩灯数量为8个，8个彩灯依次闪烁，彩灯亮灯时间为1秒。
学生应完成的工作：设计循环彩灯的工作原理，并利用Multisim软件进行电路仿真。
利用DXP 软件绘制电路原理图，并设计制作电路的PCB板。
根据设计原理对电路进行安装、调试，完成课程设计工作，并提交课程设计报告。
参考文献阅读：[1]张天鹏 Multisim 09、DXP 09视频教程[M].[2]童诗白华成英 .模拟电子技术基础[M].北京：高等教育出版社，2005.[3]程勇 .实例讲解Multisim 10 电路仿真[M].北京：人民邮电出版社，2010.[4]邱关源，罗先觉.电路（第五版）[M].北京：高等教育出版社，2006.[5]阎石.数字电子技术（第五版）[M].北京：高等教育出版社，2005.[6]谷树忠刘文洲姜航.Altium Designer教程——原理图、PCB设计与仿真[M].北京：电子工业出版社， 2010.工作计划：5月14号—16号用 Multisim完成电路原理的设计及仿真；5月17号—18号用Altium Designer设计原理图和PCB设计；5月21号制作PCB板；5月22号--5月23 号发放元器件，安装焊接电路板；5月24号—25号电路板调试，提交课程设计报告。
任务下达日期：2010 年 5 月14 日任务完成日期：2010 年 5 月25 日指导教师（签名）：学生（签名）：安永军循环彩灯摘要：设计了一个循环彩灯控制电路，该电路具有彩灯8个，8个彩灯依次闪烁，彩灯亮灯时间为1秒。
其中，脉冲电路用555定时器组成的多谐振荡器实现；计数电路用74LS192N双时钟可逆计数器实现；编译电路用74LS138N译码器实现；显示电路用八种不同颜色的发光二级管实现。
关键词：循环彩灯；脉冲时钟信号；循环闪烁；定时电路目录1.设计背景 (1)1.1了解数字电路系统的定义及组成 (1)1.2掌握时钟电路的作用及基本构成 (1)2.设计方案 (1)2.1任务分析 (1)2.2方案论证 (2)3.方案实施 (2)3.1原理图设计 (2)3.2电路仿真 (5)3.3 PCB制作 (8)4.结果与结论 (9)5.收获与致谢 (9)6.参考文献 (10)7.附件 (10)7.1电路原理图 (10)7.2 PCB布线图 (10)7.3元器件清单 (11)1. 设计背景1.1了解数字电路系统的定义及组成数字电路是利用数字信号和模拟信号对电路的功能作用进行控制。
数字信号通常是用数码形式给出的，用不同的数码表示不同的数量、不同的事物或事物的不同状态。
用一定的规则编制这些数码，组成不同的逻辑代码，控制不同的逻辑电路。
数字电路系统一般包括输入电路、控制电路、输出电路、时钟电路和电源等。
输入电路主要作用是将被控信号转换成数字信号，其形式包括各种输入接口电路。
比如数字频率计中，通过输入电路对微弱信号进行放大、整形，得到数字电路可以处理的数字信号。
模拟信号则需要通过模数转换电路转换成数字信号再进行处理。
在设计输入电路时，必须首先了解输入信号的性质，接口的条件，以设计合适的输入接口电路。
1.2掌握时钟电路的作用及基本构成时钟电路是数字电路系统中的灵魂，它属于一种控制电路，按照不同的设计要求产生不同的有规律的时钟信号，控制整个系统按一定的规律工作。
时钟电路由时钟电路包括主时钟振荡电路及经分频后形成各种时钟脉冲的电路。
比如多路可编程控制器中的 555 多谐振荡电路，数字频率计中的基准时间形成电路等都属于时钟电路。
设计时钟电路，应根据系统的要求首先确定主时钟的频率，并注意与其他控制信号结合产生系统所需的各种时钟脉冲。
2. 设计方案2.1任务分析通过分析实验设计要求，可知此设计电路中有三部分组成，即时钟脉冲、计数部分和翻译部分。
根据实验要求需要让八个彩灯循环亮，并且每个灯都要亮一秒钟。
在第一个灯亮一秒后第二个灯开始亮，第二个灯亮一秒后第三个灯亮，如此依次亮到第八个灯，第八个灯亮一秒后第一个灯亮如此循环。
分析可知电路中需要一个，连续发出周期为一秒钟的信号脉冲。
所以电路设计中要有时钟脉冲电路。
设计要求，八个灯需要依次亮，如此可知电路中还需要有一个八进制的加法计数器或减法计数器，计数器输出的连续信号为二进制代码，只有四个输出端口，不能直接驱动负载二极管组成设计需求的八个灯循环连闪。
要将计数器输出的二进制代码转换成八个高低电平信号，来控制灯的亮或灭。
所以电路中要有一个3线-8线译码器。
译码器输出的是八个高低电平，需要采用发光二极管来实现不同颜色的发光灯，如此译码器翻译出来的高低电平信号便可转换成光信号表现出来。
2.2方案论证脉冲时钟信号：据数字电子技术中多谐振荡器和555定时器的设计原理和应用可知，该设计电路的时钟脉冲，可由一个555定时器与外接元器件组成的振荡电路来产生一秒钟的低电平时间信号脉冲。
计数部分：由于这次设计需要的是八进制计数器，而现实中又没有现成的八进制计数器，根据学过数字电子技术基础可知，八进制计数器可以有十进制计数器进行改装而成，这次试验中我们可以选择74LS192N双时钟十进制可逆计数器来设计改装成八进制计数器，即可以实现八进制加法计数又可以实现八进制减法计数。
译码部分：设计要求是，实现八个彩灯的循环，可用74LS138N 3线-8线译码器将计数器输出的三位二进制代码翻译成相应的高低电平。
由高低电平来控制发光二级管的亮或灭。
3. 方案实施3.1原理图设计脉冲时钟信号：555定时器是一种多用途的单片中规模集成电路，该电路巧妙地将模拟功能与逻辑功能结合在一起，具有使用灵活、方便的特点，只需外接少量的阻容元件就可以构成单稳、多谐和施密特触发器，因而在波形的产生与变换、测量与控制、家用电器与电子玩具等许多领域中得到广泛应用。
用555定时器设计的多谐振荡器如图1所示。
…… T1＝0.7（R1＋R2）C1T2＝0.7R2C1T＝T1+T2＝0.7（R1＋2R2）C1图中555定时器和外接元件 R1、R2、C1、C2构成多谐振荡器，图中所示电路没有稳态，仅有两个暂态，电路也不需要外加触发信号，利用电源通过R1、R2向C1充电，以及C1通过R1放电，使电路产生激荡。
图1 555定时器构成的多谐振荡器根据计算可得到所需电阻和电容的大小，以此电路产生周期为一秒的时钟脉冲信号。
计数器：用74LS192N双时钟异步十进制可逆计数器，构成八进制计数器。
如图2所示构成的八进制加法计数器。
74LS192N功能及简介：具有清除和置数等功能，其引脚排列及符号如图2所示其中PL为置数端，MR为清零输入端，CPu为加法计数输入端，CPd为减法计数输入端，TCu 为异步进位输出端，TCd为异步借位输出端，P0、P1、P2、P3为计数器输入端，Q0、Q1、Q2、Q3为数据输出端。
在Multisim11中74LS192N的图形符号中，A、B、C、D为置数输入端，～LOAD为置数控制输入端，CLR为清零输入端，DOWN为减法计数输入端，UP为加法计数输入端，QA、QB、QC、QD为数据输出端，～BO为异步借位输出端，～CO为异步进位输出端。
要想把此十进制计数器改成八进制计数器，需将引脚7接到清零端，当二进制最高位输出高电平时将计数器清零。
因为74LS192N为异步清零计数器，要想改成八进制需要在计数器输出0111下一个脉冲（即1000）到来后将计数器清零。
本次设计采用了加法计数，在计数开始时需将初始状态置为零，即A、B、C、D都接到低电平，UP接到定时器的输出，DOWN、～LOAD接到高电平。
用不到进位和借位输出端，～BO、～CO不接线。
QA、QB、QC分别接译码器的输入。
此计数器输出000～111八个数，输给译码器进行编译。
图2由十进制可逆计数器构成的八进制加法计数器编码器：此次实验运用了74LS138N 3线-8线译码器，如图3所示有三个输入端即A、B、C，它们共有8种状态的组合，由二进制代码表示，二进制代码的高低排位为C、B、A的顺序-。
输入二进制代码即可译出对应的8个输出电平信号Y0～Y7,输出信号为低电平有效（即只有一个通道的输出是低电平，其余通道输出全是高电平）。
例如输入端送进代码000，输出端Y0被选中为低电平0，其余都是高电平1。
译码器设置了G1、G2A、G2B 3个使能输入端，由功能表知当G1=1，且G2A=G2B=0时，译码器处于工作状态。
图3,：3线-8线译码器3.2电路仿真根据实验原理及各个元件的的使用方法在Mutisim上建立文件进行连线仿真，在555定时器的输出端接信号指示灯，用来观察输出的时间脉冲是否符合要求。
定时器的输出端接计数器的加法输入端，计数器的输出接译码器的输入端。
由于译码器输出是低电平有效，在译码器的输出端接发光二级管的阴极，将二极管的阳极与一个电阻串联后与接电源。
因为二极管的导通电压只有0.7V左右，所以要串联电阻起限流分压作用。
设计的555定时器组成的脉冲时钟信号，周期为1秒，仿真得到的数据为0.007s。
在仿真时要将参数设定好（如图4所示），在运行时测量出定时器输出脉冲时钟信号的周期（如图5所示）。
图4 运行时间参数的设定图5 定时器输出的脉冲时钟信号在实验时观察二极管发光情况，是否与设计的要求一致，看信号灯的信号显示是否与译码器的输出原理一致。
验证设计的正确性。
仿真图如图6所示图6 电路仿真图3.3 PCB制作在仿真结果正确后，在DXP软件中建立一个新的PCB工程，在工程中根据仿真图画出原理图，原理图画好后要给元件挑选合适的封装。
选好封装检查电路无误后进行编译，将编译后出现的错误进行修正，若编译有错误信息并且改正后还不能正常编译，可能是参数设置的问题，可以在错误的地方放置'不检查'标号。
直到编译无误后，给工程新建一个PCB文件，并且保存和原理图为同名，在PCB文件中导入原理图。
（在新建PCB文件时最好从模板中进行新建，这样可以在建文件时把参数进行修改。
参数最好改成公制，焊盘中心孔为0.9mm，外径大小为Y=2.0mm，X=1.6mm或Y=1.6mm，X=2.0mm。
过孔线宽为0.3mm～0.4mm，信号线宽0.5mm～0.6mm，电源线宽0.6mm～0.8mm）。
导入原理图后，先看图是否与原理图一致，待确认无误后进行布局，将元件进行合理的布局，再对焊盘大小进行修改，尽量控制图的大小，在底层进行布线，在连线时避免线与线的交叉，控制跳线在3根以下。