16路彩灯循环电路课程设计
数电课程设计--彩灯循环控制电路的设计1
《数字电子技术课程设计》报告——彩灯循环控制电路设计专业：班级：姓名：学号：指导教师：潘敬熙2011年6月15日1. 课程设计目的1.1进一步掌握数字电路课程所学的理论知识。
1.2了解数字电路设计的基本思想和方法，学会科学分析和解决问题。
1.3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。
1.4 培养认真严谨的工作作风和实事求是的工作态度。
2.课程设计要求2.1 彩灯能够自动循环闪烁。
2.2 彩灯循环显示且频率快慢可调。
2.3 该控制电路具有8路以上输出。
2.4 改控制电路具有暂停和选择变换彩灯循环亮灯个数的功能。
3.电路组成框图4.元器件清单5.各功能块电路图5.1 时钟信号产生电路时钟脉冲产生电路由555定时器和外接元件R1、R2、R 3、C1和C2构成多谐振荡器, 脚THR与脚TRI直接相连。
电路没有稳态, 仅存在2个暂稳态, 电路亦不需要外加触发信号。
利用电源通过R 1、R2向C 1充电, 以及C1通过R2、R3向放电端DIS放电, 使电路产生振荡。
输出矩形波, 为计数器提供脉冲源。
5.2 计数驱动电路本实验的彩灯循环闪烁电路选用了比较典型的同步4位二进制计数器74HCl63D加法计数器。
74HCl63D 具有同步清零和同步置数的功能，在反馈出加上一个控制开关，实现了彩灯亮灯多少模式的选择。
为了实现13或10盏灯循环闪烁, 本实验采用同步反馈清零法获得13进制或10进制计数器。
如图所示, 当Q D QCQBQA输出为1 100或1001时, U5A输出1个低电平到LOAD, 将计数器清零, 回到0000状态。
25.3 译码显示电路要求控制8盏灯循环闪烁, 所以译码器选择具有多于8路输出的4~ 16线译码74HC154D 。
低13路输出端分别连接13 盏彩灯。
译码器输出低电平时, 彩灯熄灭。
译码器输出高电平时, 彩灯点亮。
6.仿真电路总图。
课程设计彩灯循环控制器的电路图的实验报告2
内蒙古农业大学课程设计课程名称电子技术综合设计与实训题目名称彩灯变换控制器设计学生学院机电工程学院专业班级电气工程及其自动化1班学号090511060学生姓名江谋伟指导教师曲辉2011年12 月12 日课程设计的内容设计任务及要求用一个LED数码管的每一段代表一组彩灯。
按数字循环显示3种序列：自然序列1,2,3,4,···奇数序列1，3，5，7偶数序列0,2,4,6,①具有显示，清零功能。
②数码管现实快慢连续调节（即计数时钟方波频率可调，0.5～2HZ）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，然后通过一个八段数码管显示出来。
这里使用的主要就是计数器，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。
最后还有一个部分就是用7447译码器把74160输出的信号用数码管显示出来。
一前言让人眼花撩乱的广告彩灯随处可见，他将城市的夜晚装扮的美丽迷人，商家已无法离开广告彩灯这一非常有效的宣传武器。
利用价格低廉的普通集成芯片可实现很多种广告彩灯控制。
例如用单片机，8086,8088等高级芯片，实现彩灯的循环点亮等，本设计利用常用的555定时器及74ls系列器件设计8路彩灯电路。
二原理框图三芯片功能介绍1）555定时器 555定时器是8引脚集成器件，其工作原理为:输出电压只有两种状态：高电平低电平.在555定制器的复位端R 端为低电平的条件下，无论阈值输入端TH和触发输入端TB>Tc取何值，输出端OUT输出低电平，且放电端口D与地接通。
当复位端R为高电平时，如果阈值电压TH>2Vcc/3,且触发电压TR>Vcc/3，输出端OUT输出低电平，且放电端口D与地接通；如果阈值嗲电压TH<Vcc/3，且触发电压TR>Vcc/3，输出端OUT和放电端D保持原状态不变：只要触发电压TR<Vcc/3时，输出端OUT输出高电平，且放电端口D与地段开。
多路循环彩灯课程设计
多路循环彩灯课程设计一、教学目标本课程旨在通过多路循环彩灯的制作，让学生掌握基础电子元件的使用方法、电路图的阅读与绘制，以及简单编程技能。
在知识方面，学生将学习电阻、电容、二极管、三极管等电子元件的工作原理及应用；在技能方面，学生将能够阅读并绘制简单的电路图，利用编程实现彩灯的多路循环控制；在情感态度价值观方面，学生将培养动手实践能力，提高对电子技术的兴趣，树立团队协作意识。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括三个部分：第一部分是电子元件的学习，包括电阻、电容、二极管、三极管等；第二部分是电路图的阅读与绘制，学生将通过实例学习如何阅读电路图，并学会绘制简单的电路图；第三部分是编程实现多路循环彩灯，学生将学习基础的编程知识，并利用编程实现彩灯的多路循环控制。
三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用多种教学方法。
首先，将采用讲授法，为学生讲解电子元件的工作原理和电路图的阅读方法；其次，采用讨论法，让学生在制作过程中相互交流，共同解决问题；再次，采用案例分析法，通过分析实际案例，使学生更好地理解电路图的绘制和编程实现；最后，采用实验法，让学生动手实践，提高其实际操作能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将准备以下教学资源：首先，教材《电子技术基础》，为学生提供理论知识的学习；其次，参考书《电路图阅读与绘制技巧》，帮助学生提高电路图的阅读和绘制能力；再次，多媒体资料，包括电子元件的使用方法、电路图的绘制教程等，为学生提供直观的学习材料；最后，实验设备，包括电阻、电容、二极管、三极管等电子元件，以及编程控制器，为学生提供动手实践的机会。
五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业和考试三个部分。
平时表现主要评估学生的课堂参与度、提问回答、团队协作等情况，占总评的30%；作业包括电路图的绘制和编程练习，占总评的30%；考试包括理论知识测试和动手实践能力测试，占总评的40%。
彩灯循环电路设计说明
目录摘要 (Ⅰ)1 理论知识准备 (1)2 方案论证 (2)2.1 备选方案 (2)2.2 方案选择 (5)3 电路设计 (7)3.1 选择器件 (7)3.1.1 555定时器 (7)3.1.2 74LS194移位寄存器 (8)3.2 功能模块 (10)3.2.1 时钟脉冲产生电路 (10)3.2.2 彩灯维持电路 (12)3.2.3 显示电路 (14)4 电路调试 (15)4.1 总体电路仿真 (15)4.2 电路布线 (16)4.3 电路调试结果 (17)心得体会 (18)参考文献 (19)1 理论知识准备本次做的彩灯循环控制其实也可以看成是不是用单片机而实现的流水灯电路，流水灯是一串按一定的规律像流水一样连续闪亮。
流水灯控制是可编程控制器的一个应用，其控制思想在工业控制技术领域也同样适用。
循环彩灯控制可用多种方法实现，但对现代可编程控制器而言，利用移位寄存器实现最为便利。
通常用左移寄存器实现灯的单方向移动；用双向移位寄存器实现灯的双向移动。
控制程序中，关键在于数据移位方向的控制。
单方向控制的流水灯，使用左移寄存器可容易地实现。
如果流水灯的点亮顺序是双向的，则使用双向移位寄存器进行控制。
由于本次设计只是设计了单向的彩灯循环电路，所以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。
由于本次设计并不是很复杂，所以本设计只采用数字集成电路的555定时器和移位寄存器，产生相应的控制信号，从而控制彩灯的闪烁。
数据选择器的输出端接移位寄存器的输入端，在时钟脉冲的作用下，数据在移位寄存器的八位并行输出端从Q0到Q7顺序移动。
彩灯循环控制电路的设计与制作
学号：课程设计题目学院专业班级姓名指导教师年月日目录摘要 (3)1设计任务及要求 (4)2方案设计及选择 (4)2.1 方案设计 (4)2.2 方案的比较与选择 (10)3单元电路的设计 (11)4 整体电路图及原理 (17)4.1整体电路图 (17)4.2工作原理 (18)5 电路调试及结果分析 (18)5.1调试 (18)6 结果评价与改进方法 (19)6.1结果评价 (19)6.2改进方法 (19)7总结 (19)8参考文献 (20)摘要多组彩灯按照一定的顺序点亮构成的电路具有很高的观赏性，在生活中有着很广泛的应用，例如广告牌，霓虹灯等。
本设计中彩灯控制器可用于对霓虹灯或彩灯及节日字灯的控制，本次课程设计将对设计框图、设计电路图、单元电路图、工作原理、所用器件、电路调试等方面进行介绍，最后对本次课程设计进行总结。
关键词：循环，计数，单元电路彩灯循环控制电路的设计与制作1设计任务及要求（1）8个彩灯能够自动循环点亮。
（2）彩灯循环显示且频率快慢为1S。
选作：设计具有控制彩灯左移，右移，全亮及全灭功能的电路2方案设计及选择2.1 方案设计2.1.1 方案一根据设计要求，使用计数器来实现循环，设计电路使其可实现以下功能1）彩灯右移依次点亮的循环；01012）彩灯左移依次点亮的循环：011101100100001100103）彩灯全灭的功能；00000000设计方案原理图各单元电路所用器件为：1）脉冲发生器：使用555构成的多谐振荡电路产生频率为1Hz 的脉冲信号； 2）计数器电路：使用一片74LS192实现计数功能； 3）译码器电路：使用一片74LS138来实现译码功能；4）逻辑门芯片：使用一片7420与非门芯片和两片7404非门芯片实现上述三种功能。
按照原理图进行设计，得到的电路图如下所示2.1.2 方案二同方案一，使用计数器实现循环，设计电路实现以下功能：1）彩灯右移依次点亮的循环；01012）彩灯左移依次点亮的循环：0111 01100100001100103）彩灯全灭的功能；000000004）彩灯全亮的功能；11111111设计方案原理图各单元电路所用器件为：1）脉冲发生器：使用555构成的多谐振荡电路产生频率为1Hz的脉冲信号；2）计数器电路：使用一片74LS163实现计数功能；3）译码器电路：使用一片74LS138来实现译码功能；4）逻辑门芯片：使用一片7410与非门芯片和两片7404非门芯片实现上述三种功能。
课程设计方案彩灯循环控制器电路图实验报告
内蒙古农业大学课程设计课程名称电子技术综合设计与实训题目名称彩灯变换控制器设计学生学院机电工程学院专业班级电气工程及其自动化1班学号090511060学生姓名江谋伟指导教师曲辉2018年12月12日课程设计的内容设计任务及要求用一个LED数码管的每一段代表一组彩灯。
按数字循环显示3种序列：自然序列1,2,3,4,···奇数序列1，3，5，7偶数序列0,2,4,6,①具有显示，清零功能。
②数码管现实快慢连续调节<即计数时钟方波频率可调，0.5～2HZ）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，然后通过一个八段数码管显示出来。
这里使用的主要就是计数器，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。
最后还有一个部分就是用7447译码器把74160输出的信号用数码管显示出来。
一前言让人眼花撩乱的广告彩灯随处可见，他将城市的夜晚装扮的美丽迷人，商家已无法离开广告彩灯这一非常有效的宣传武器。
利用价格低廉的普通集成芯片可实现很多种广告彩灯控制。
例如用单片机，8086,8088等高级芯片，实现彩灯的循环点亮等，本设计利用常用的555定时器及74ls系列器件设计8路彩灯电路。
二原理框图三芯片功能介绍1）555定时器 555定时器是8引脚集成器件，其工作原理为:输出电压只有两种状态：高电平低电平.在555定制器的复位端R 端为低电平的条件下，无论阈值输入端TH和触发输入端TB>Tc 取何值，输出端OUT输出低电平，且放电端口D与地接通。
当复位端R为高电平时，如果阈值电压TH>2Vcc/3,且触发电压TR>Vcc/3，输出端OUT输出低电平，且放电端口D与地接通；如果阈值嗲电压TH<Vcc/3，且触发电压TR>Vcc/3，输出端OUT和放电端D保持原状态不变：只要触发电压TR<Vcc/3时，输出端OUT输出高电平，且放电端口D与地段开。
彩灯循环控制电路的设计与制作
摘要．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．I I 1设计任务及要求．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１2方案设计与认定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22.1方案设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22.1.1设计方案一．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22.1.2设计方案二．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32.2 方案的比较和认定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．43 单元电路的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．63.1脉冲发生电路．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．63.2 移位寄存器电路．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．63.3 彩灯电路．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．74 整体电路图和工作原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．95 调试记录及结果分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．115.1调试记录．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．115.1.1调试步骤．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．115.1.2调试中发现的问题．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．115.2 调试结果．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11 总结．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12 参考文献．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13 附录．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14 附录1 器件表．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14 附录2 芯片资料．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14 附录2.1 74LS194的芯片资料．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14附录2.2 555的芯片资料．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16多组彩灯按照一定的顺序循环点亮的电路具有很高的观赏性，在生活中有着很广泛的应用，例如广告牌，霓虹灯等。
电子技术课程设计彩灯循环控制电路
彩灯循环电路一、设计任务1.设计目的为了提高运用所学数电模电的理论知识、分析问题、解决问题的能力，掌握电子电路的设计方法，熟悉电路在Protues中的组装、运行、调试的方法，使得理论与实践相结合，提高处理实际问题的能力以及动手能力，设计频率可调的多路循环彩灯电路，实现多路彩灯的多方式显示，满足日常生活及节日娱乐的装饰。
2.技术指标1．555定时器器件特性555定时器是一种中规模集成电路，外形为双列直插8脚结构，体积很小，使用起来方便。
集成时基电路555的电源电压范围较宽，可在5~16V范围内使用（TTL型，若为CMOS 型的555芯片，则电压范围可在2~18V 内），电路的输出有缓冲器，因而有较强的带负载能力。
双极型时基集成电路最大的灌电流和拉电流都在200mA左右，因而可直接推动TTL或CMOS电路中的各种电路，包括能直接推动蜂呜器、小型继电器、喇叭和小型电动机等器件。
集成555定时器有双极性型和CMOS型两种产品。
它们的逻辑功能和外部引线排列完全相同。
其主要参数见表1.1.率扬声器发音，选择适当的外部电阻电容等器件与555定时器配合使用能够使此设计得以实现。
2.555定时器内部结构及工作原理（1） 内部结构：555定时器的内部电路框图及逻辑符号和管脚排列分别如图1和图2所示。
Vi1（TH ）：高电平触发端，简称高触发端，又称阈值端，标志为TH 。
Vi2（TR ）：低电平触发端，简称低触发端，标志为TR 。
VCO ：控制电压端。
VO ：输出端。
Dis ：放电端。
Rd ：复位端。
555定时器内含一个由三个阻值相同的电阻R 组成的分压网络，产生31VCC 和32VCC 两个基准电压；两个电压比较器C1、C2；一个由与非门G1、G2组成的基本RS 触发器（低电平触发）；放电三极管T 和输出反相缓冲器G3。
Rd 是复位端，低电平有效。
复位后, 基本RS 触发器的Q 端为1（高电平），经反相缓冲器后，输出为0（低电平）。
循环彩灯控制器课程设计报告
循环彩灯控制器课程设计报告Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】摘要这次课程设计通过对彩灯的设计，训练对数字电子技术内容的应用能力，掌握对电子产品设计的流程以及各种要求。
彩灯技术已广泛得在霓虹灯、广告彩灯、汽车车灯等领域中应用。
动态霓虹灯应该聚而不散、不能为了追求“跳跃”而给人凌乱的感觉，不管采用何种色彩，何种图案，都应该有顺序地渐变和跳跃，给受众一种秩序感，主次感、并便于受众顺着有规律的节奏接着看第二次、第三次。
在设计制作时，既要给人以变幻的吸引力，又要主次分明，没有色彩和图案紊乱的感觉。
变换、闪烁、跳跃式的霓虹灯为营造欢乐、多姿多彩的生活正越来越受到人们的重视。
近年来，由于集成电路的迅速发展，使得数字逻辑电路的设计发生了根本性的变化。
再设计中更多的使用中规模集成电路，不仅可以减少电路组件的数目，使电路简洁，而且能提高电路的稳定性，降低成本。
因此用集成电路来实现个更多更复杂的器件功能则成为必然。
这次的课程设计用NE555，74LS194来实现彩灯循环的控制。
关键词 NE555 74LS194目录1 绪论项目研究的背景与意义近年来，由于集成电路的迅速发展，使得数字逻辑电路的设计发生了根本性的变化。
再设计中更多的使用中规模集成电路，不仅可以减少电路组件的数目，使电路简洁，而且能提高电路的稳定性，降低成本。
因此用集成电路来实现个更多更复杂的器件功能则成为必然。
19世纪兴起的数字电路以其先天的便捷、稳定的优点在现代电子技术电路中占有越来越重要的地位。
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流水灯。
LED彩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。
为了追求“跳跃”而给人凌乱的感觉，不管采用何种色彩，何种图案，都应该有顺序地渐变和跳跃，给受众一种秩序感，主次感、并便于受众顺着有规律的节奏接着看第二次、第三次。
循环彩灯电路设计
.电子线路设计实验报告学生姓名：高尚专业班级：生产过程自动化技术1班指导教师：工作单位：工程学院实验题目：四花样彩灯控制器基本要求：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。
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。
1 设计思路循环彩灯控制可用多种方法实现，但对现代可编程控制器而言，利用移位寄存器实现最为便利。
通常用左移寄存器实现灯的单方向移动；用双向移位寄存器实现灯的双向移动。
控制程序中，关键在于数据移位方向的控制。
单方向控制的流水灯，使用左移寄存器可容易地实现。
如果流水灯的点亮顺序是双向的，则使用双向移位寄存器进行控制。
由于本次设计只是设计了单向的彩灯循环电路，所以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。
2 方案论证2.1 备选方案方案一：在原方案的基础上，用模十六计数器74LS161的输出端的最高位QD 作为双D 触发器的时钟，可以少用一个555定时器。
计数器每计八个数，QD 由低电平变为高电平，双D 触发器的状态改变，四选一数据选择器74LS153选择下一种码输出，彩灯变为另一种花样，以后四种花样循环改变。
如图2-1所示:U1A74LS04D21U1B 74LS04D43U1C74LS04D65U1D 74LS04D 89U2B74LS08D456U2C74LS08D9108U42Y92C0102C1112C2122C313A 14B 2~1G 11Y71C061C151C241C3315U6QA 3QB 4QC 5QD6A 1B2~CLR9CLK8QE 10QF11QG 12QH1374LS164DQA 14QB 13QC 12QD11RCO 15A 3B 4C 5D 6ENP 7ENT 10~LOAD 9~CLR 1CLK2U374LS161DU7A1D 21Q5~1PR 4U7B2D 122Q9~2PR10图2-1 比较方案1电路图方案二：彩灯控制器电原理图如图2-2所示。
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- 1 - 山 东 轻 工 业 学 院 课 程 设 计 任 务 书 学院： 专业： 姓名： 班级： 学号： 题目 16路彩灯循环电路课程设计 主要内容、基本要求、主要参考资料等： 1、主要内容 设计一种利用发光二极管作为彩灯指示,实现发光二极管依次点亮形成移动的光点,并不断循环的彩灯循环控制电路，要求可以实现彩灯循环的变化规律可以调节 。 （1）学会分析、设计和测试用555定时器构成的多谐振荡器。 （2）熟悉译码器和中规模集成计数器的工作原理。 （3）利用译码器和计数器设计彩灯控制电路，实现不同的闪烁效果 2、基本要求 （1）实现16个LED灯循环点亮。 （2）LED灯的闪烁按一定的规则变化，可通过输入开关设置闪烁规律。 (3)实现至少三种闪烁状态。 3、参考文献 [1]康华光《电子技术基础数字部分（第五版）》高等教育出版社 [2] 陈汝全《电子技术常用器件应用手册》 机械工业出版社 [3]谢自美《电子线路设计安装调试》 华东科技大学出版社 [4]包兴、胡明《电子器件导论》 北京理工大学出版社 [5]阎石《数字电子技术基础》 高等教育出版社
实验时间： 年 月 日至 年 月 日 指导教师： 系（或教研室）主任： - 2 -
山东轻工业学院课程设计专用纸 成绩
课程名称 数电课程设计 指导教师
院 （系） 专业班级
学生姓名 学号 设计日期 课程设计题目 16路彩灯循环电路课程设计 一．设计要求及主要技术指标
1.1 设计要求 （1）、根据技术指标要求确定电路形式，分析工作原理，计算元件参数。 （2）、列出所用元器件清单并购买。 （3）、安装调试所设计的电路，使之达到设计要求。 （4）、记录实验结果。 （5）、撰写设计报告。 1.2 主要技术指标 （1）实现16个LED灯循环点亮。 （2）LED灯的闪烁按一定的规则变化，可通过输入开关设置闪烁规律。 (3)实现至少三种闪烁状态。 1.3设计目的 设计一种利用发光二极管作为彩灯指示,实现发光二极管依次点亮形成移动的光点,并不断循环的彩灯循环控制电路，要求可以实现彩灯循环的变化规律可以调节 。 （1）学会分析、设计和测试用555定时器构成的多谐振荡器。 （2）熟悉译码器和中规模集成计数器的工作原理。 （3）利用译码器和计数器设计彩灯控制电路，实现不同的闪烁效果 二、实验任务、要求及提示 设计一个十六路彩灯循环电路，使其满足以下要求： （1）16 路彩灯输出显示。 （2）彩灯的闪烁按一定规则变化(至少三种以上)，可通过输入开关设置彩灯闪烁的规律。 - 3 -
山东轻工业学院课程设计专用纸（附页） 三、设计方案的选择和电路框图 3.1 题目分析 我们设计的流水灯实际上是主要使用一个74LS191，两个74LS138，和一个555定时器这四个芯片对16个LED进行控制，产生循环控制的效果。 3.2题目设计 用附加电容、电阻把555定时器接成一多谐震荡器，产生脉冲信号。两个74LS138扩展成4-16线译码器，与LED向接。74LS191作为计数器。 3.3 结构框图 如图1.
图 1结构框图 四、设计原理 设计彩灯循环控制电路，要求该电路彩灯循环显示频率快慢可调，控制器具有多路输出。该电路由555定时器、74LS191计数器和138译码器组成。74LS191计数器的时钟信号由555振荡电路提供。计数器输出信号输人至138译码器，由138译码，根据计数器输出不同的计数结果，即可控制138译码器译码得到不同的输出信号，决定彩灯的循环变化。显然，不同的计数器与译码器电路，得到的是不同的彩灯循环控制结果。若译码器不变，在计数器的控制端输入不同的控制信号，进行不同的计数，则在输出端可见不同的彩灯循环输出。 五、各单元电路的设计、计算和说明
555时序电路 74LS191计
数部分
74LS138译码电路部分 LED显示
部分 - 4 -
山东轻工业学院课程设计专用纸（附页） （一）555时序电路 在这次课程设计中，555定时器用来产生脉冲信号。因此把555定时器接成多谐震荡器。
（二）74LS191计数部分 因为在试验中需要一个16进制的计数器，因此采用74LS191加减计数器。我们可以改变计数器的加减来控制LED亮灭的方向。 置数端A、B、C、D分别置0。4脚接地，11脚为异步置数控制端，地电平有效，接高电平。14脚接脉冲信号，同555定时器的OUT脚向接。通过单刀双掷开关来控制74LS191计数器的加减。
图10、74LS191计数器电路 （三）74LS138译码电路与LED显示部分 74LS138为3—8线译码器，只有8个输出端，而在实验中须驱动16个LED，所以用两个74LS138扩展成4—16线译码器。扩展接法如上图6。扩展后形成的 - 5 -
山东轻工业学院课程设计专用纸（附页） 四个输入端分别同74LS191计数器的QA、QB、QC、QD相接。通过改变QA、QB、QC、QD与四个输入端的连接方法来控制LED的亮灭顺序。 因为74LS138译码器输出端低电平有效，所以LED显示部分采用共阳极接法，负极分别接在74LS138的输出端上。 74LS138译码电路与LED显示部分的电路图如图11。 - 6 - 山东轻工业学院课程设计专用纸（附页） 六、整体电路图 - 7 - 山东轻工业学院课程设计专用纸（附页）
七、所用元件及器材 1、芯片：NE555 ,1块；74LS191,1块；74LS138，2块； 2、电阻：100Ω，16个；10KΩ，1个；1MΩ,1个； 3、电容：0.01μF,1个；0.47μF，1个； 4、LED：红色，16个；绿色，1个； 4、面包板：SYB-120，一块。 八、芯片功能 1、NE555 NE555 (Timer IC)大约在1971年由Signetics Corporation发布，在当时是唯一非常快速且商业化的Timer IC，在往后的30年来非常普遍被使用，且延伸出许多的应用电路，尽管近年來CMOS技术版本的Timer IC如MOTOROLA的MC1455已被大量的使用，但原规格的NE555依然正常的在市场上供应，尽管新版IC在功能上有部份的改善，但其脚位劲能并没变化，所以到目前都可直接的代用。
NE555是属于555系列的计时IC的其中的一种型号，555系列IC的接脚功能及运用都是相容的，只是型号不同的因其价格不同其稳定度、省电、可产生的振荡频率也不大相同；而555是一个用途很广且相当普遍的计时IC，只需少数的电阻和电容，便可产生数位电路所需的各种不同频率的脉波讯号。 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 4. 5V～16V工作 , 7555 - 8 -
山东轻工业学院课程设计专用纸（附页） 可在 3～18V工作 ,输出驱动电流约为 200mA ,因而其输出可与 TTL、CMOS或者模拟电路电平兼容。
555定时器的各项参数及工作环境如表1 表1、555定时器的各项参数及工作环境
555定时器成本低 ,性能可靠 ,只需要外接几个电阻、容 ,就可以实现多谐振荡器、稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。它也常作为定时器广泛应 用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制等方面。 555定时器的内部电路框图和外引脚排列图分别如图 2和图 3所示。它内部 - 9 -
山东轻工业学院课程设计专用纸（附页） 包括两个电压比较器 ,三个等值串联电阻 ,一个 RS触发器 ,一个放电管 T及功率输出级。它提供两个基准电压 VCC /3和 2VCC /3。555定时器的功能主要由两个比较器决定。两个比较器的输出电压控制 SR触发器和放电管的状态。
在电源与地之间加上电压 ,当 5脚悬空时 ,则电压比较器 C1的同相输入端的电压为 2VCC /3, C2的反相输入端的电压为 VCC /3。若触发输入端 TR的电压小于VCC /3,则比较器 C2的输出为0,可使 SR触发器置 1,使输出端OUT =1。如果阈 值输入端 TH的电压大于 2VCC /3,同时 TR端的电压大于 VCC /3,则C1的输出为 0, C2的输出为 1,可将 RS触发器置0,使输出端OUT=0。如表2. 表2、 555定时器功能表
555定时器的内部电路框图如下图 - 10 -
山东轻工业学院课程设计专用纸（附页） 图2 555定时器的内部电路框图 图3、555定时器管脚图 555定时器各个管脚的名称与功能如表3
表3、555定时器的管脚名称与功能 - 11 -
山东轻工业学院课程设计专用纸（附页） （2）555定时器的应用简介 555定时器电路应用非常广泛，在应用和工作方式上一般可归纳为 3 类。 1、单稳类-----作用：定延时，消抖动，分（倍）频，脉冲输出，速率检测等； 2、双稳类-----作用：比较器，锁存器，反相器，方波输出及整形等； 3、无稳类-----作用：方波输出，电源变换，音响报警，玩具，电控测量，定时等。 每类工作方式又有很多个不同的电路。在实际应用中，除了单一品种的电路外，还可组合出很多不同电路，如：多个单稳、多个双稳、单稳和无稳，双稳和无稳的组合等 （3）555定时器的典型应用电路 1、用555定时器接成施密特触发器 将555定时器的2脚与6脚两个输入端连在一起作为信号输入端，即可得到施密特触发器，如图4。 由于比较器C1和C2的参考电压不同，因而SR锁存器的置0信号和置1信号必然发生在输入信号Vi的不同电平。因此，输出电压Vo由高电平变为低电平和由高电平变为低电平所对应的Vi值也不相同，这样就行成了施密特触发特性，图5。
图4、用555定时器接成的施密特触发器