彩灯控制器实验报告
循环彩灯实习心得
竭诚为您提供优质文档/双击可除循环彩灯实习心得篇一：循环彩灯实习报告电子设计与制作实习报告学院：专业：班级：姓名：学号：指导老师: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，并且正逆循环。
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。
目录1.设计背景了解数字电路系统的定义及组成掌握时钟电路的作用及基本构成2.设计方案2.1任务分析2.2方案论证3.方案实施3.1原理图设计3.2电路仿真3.3pcb制作4.结果与结论5.收获与致谢7.附件7.1电路原理图7.2pcb布线图11.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。
由于它具有逻辑运算和逻辑处理功能，所以又称数字逻辑电路。
数字电路包括数字脉冲电路和数字逻辑电路。
前者研究脉冲的产生、变换和测量；后者对数字信号进行算术运算和逻辑运算。
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。
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，整个系统都在它的控制下按一定的规律工作。
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。
八路彩灯课程设计八路彩灯控制器的设计
八路彩灯课程设计--八路彩灯控制器的设计课程设计报告课程: 数字电路题目:八路彩灯控制器的设计院系: 物理与电子信息学院专业: 2011级电子信息科学与技术学号: 20111302031姓名: 李俊完成日期: 2008 年 6 月 22 日摘要：本次八路彩灯电路的制作主要采用74LS194芯片接成扭环形结构的移位寄存器来实现，通过555定时电路组成多谢振荡电路。
整个电路主要由移位寄存器、控制电路、脉冲发生器构成8个彩灯的循环控制，并且可以组成多种花型。
关键词：控制、循环、555定时电路一、设计内容与设计要求1.设计目的⑴学会将一个实际情况抽象为逻辑电路的逻辑状态的方法。
⑵掌握计数、译码、显示综合电路的设计与调试方法。
⑶掌握实际输出电路不同要求的实现方法。
2.设计任务八路彩示系统，该系统实现以下功能：⑴八路彩灯从左向右逐次渐亮，间隔为1秒。
⑵八路彩灯从右向左逐次渐灭，间隔为1秒。
⑶八路彩灯同时亮，时间为0.5秒，然后同时变暗，时间为0.5秒，反复4次。
3.设计要求⑴确定总体设计方案画出总方框图，确定各单元电路的功能，进行单元电路的设计，画出逻辑图。
⑵选择元器件型号。
⑶画出总逻辑图和装配图，并在实验板上组装电路。
⑷进行电路调试，使其达到设计要求。
⑸写出总结报告。
4.参考器件555定时器、计数器、双向移位寄存器、显示译码管、数码显示管、发光二极管及一些门电路等。
二、总体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74LS163分频实现，循环控制电路由74LS163和74LS10实现，彩灯花样输出电路由74LS194和相关逻辑电路实现。
三、总体设计原理1.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。
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。
课程设计报告(彩灯控制器)
西安文理学院机械电子工程系课程设计报告专业班级电子信息工程（1）班课程数字电子技术题目彩灯控制器学号学生姓名指导教师2010年 1月西安文理学院机械电子工程系课程设计任务书学生姓名专业班级学号指导教师职称教授教研室课程数字电子技术题目彩灯控制器任务与要求1.掌握NE555定时器的原理及使用方法。
2.学习74LS138译码器的使用方法。
3.掌握CD4040计数器的使用方法。
4.按照设计图连好电路，实现所需功能。
5.攥写课程设计报告开始日期 2009年12月28日完成日期2010年1月8日2010年1月8日目录设计目的 (1)设计任务和要求 (1)总体设计方案 (2)功能模块设计与分析 (5)电路的安装与调试 (8)实验仪器及元器件清单 (11)心得体会 (10)附录一系统电路图 (9)一、设计目的用CD4040芯片、LS138芯片、NE555芯片完成彩灯控制器。
二、设计要求和任务通过循序渐进地独立完成数字电路的设计任务，加深对理论知识的理解，有效地提高了动手能力，独立分析问题、解决问题能力，协调能力和创造性思维能力。
重点提高在数字电路应用方面的实践技能，树立严谨的科学作风，培养综合运用理论知识解决实际问题的能力。
通过电路的设计、安装、调试、整理资料等环节，初步掌握工程设计方法和组织实践的基本技能，逐步熟悉开展科学实践的程序和方法。
基本要求：（一）．掌握数字逻辑电路分析和设计的基本方法1.根据设计任务和指标，初选电路；2.通过调查研究、设计计算，确定电路方案；3.选测元器件，安装电路，独立进行试验，并通过调试改进方案；4.分析课程设计结果，写出设计报告。
（二）．培养一定自学能力和独立分析问题、解决问题能力1.学会分析、找出解决问题的方法；2.对设计中遇到的问题，能独立思考，查阅资料，寻找答案；3.掌握一些测试电路的基本方法，课程设计中出现一般故障，能通过“分析、观察、判断、试验、再判断”的基本方法独立解决；4.能对课程设计结果进行分析和评价。
节日彩灯设计报告
河南理工大学万方科技学院节日彩灯控制器设计报告[键入文档副标题]admin[选取日期][在此处键入文档摘要。
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]目录1.绪论 (1)2.设计内容………………………………………………………………………2 2.1设计任务……………………………………………………………………2 2.2设计要求……………………………………………………………………2 2.3功能分析……………………………………………………………………2 3.方案论证………………………………………………………………………2 3.1方案一………………………………………………………………………2 3.2方案二………………………………………………………………………3 3.3方案选择……………………………………………………………………3 4.硬件电路设计…………………………………………………………………3 4.1AT89C51单片机硬件结构…………………………………………………3 4.1.1主要特性…………………………………………………………………3 4.1.2管脚说明…………………………………………………………………4 4.1.3振荡器特性………………………………………………………………5 4.1.4芯片擦除…………………………………………………………………6 4.1.5AT89C51最小系统……………………………………………………6 4.2电路及连线设计……………………………………………………………6 5.软件设计………………………………………………………………………7 5.1程序设计……………………………………………………………………7 5.2系统程序流程图……………………………………………………………8 5.2.1主程序流程图……………………………………………………………8 5.2.2正向流动程序流程图和反向流动程序流程图…………………………9 5.2.3 延时程序流程图…………………………………………………………10 5.3系统程序……………………………………………………………………11 6.系统联调……………………………………………………………………12 6.1仿真效果图…………………………………………………………………12 6.2按S0键则等开始流动（从上到下）………………………………………12 6.3按S2键则灯由上向下流动………………………………………………13 6.4按S3键则灯由下向上流动………………………………………………13 7.绘制PCB电路板图和三维立体图……………………………………………13 7.绘制PCB电路板图…………………………………………………………13 7.2绘制三维立体图 (14)结论 (15)参考文献 (15)致谢 (15)附录 (16)节日彩灯控制器的设计摘要：节日彩灯使生活中常常用到的装饰物品,是我国普遍流行的传统的民间的综合性的工艺品。
流水灯实验报告
方案二
将显示译码管的低位端A接高电平，74LS160的输出端QA悬空，QB、QC、QD分别接入B、C、D，利用74LS160自身的十进制计数，就可实现奇数序列。
图7奇数显示(1)
分析
第二种方案的显示时间是第一种方案的两倍，在进行自然数显示到奇数
列显示的时间周期就不相等了。所以选择方案一。
3.4
74hc139功能
2线—4线译码器,M74HC139/74HC139用于高性能的存贮译码或要求传输延迟时间短的数据传输系统,在高性能存贮器系统中,用这种译码器可以提高译码系统的效率。将快速赋能电路用于高速存贮器时,译码器的延迟时间和存贮器的赋能时间通常小于存贮器的典型存取时间,这就是说由系统译码器所引起的有效系统延迟可以忽略不计。HC139含有两个单独的2线—4线译码器,当赋能输入端G为高电平时,按二进制控制输入码从4个输出端中译出一个低电平输出。在解调器应用中,低电平有效的赋能输入端用作数据线。
真值表
INPUTS输入
OUTPUTS输出
SELECTED OUTPUT选定的输出
ENABLE启用
SELECT选择
Y0
Y1
Y2
Y3
G
B
A
H
X
X
H
H
H
H
NONE
L
L
L
L
H
H
H
Y0
L
L
H
L
H
H
Y1
L
H
L
H
H
L
H
Y2
L
H
H
H
H
H
L
Y3
输入信号来自74hc390当QA,QB为“0”，“0”时，这时译码器的输出端就只有Y0为0，接一个反相器然后再接产生自然序列的计数器的清零端;这样就可以实现只有自然序列输出的功能，同理当QA,QB为“0”,“1”时，这是译码器的输出端就只有Y1为0，接一个反相器然后再接产生奇数序列的计数器的清零端，这样就可以实现只有奇数序列输出的功能;当QA,QB为“1”,“0”时，这是译码器的输出端就只有Y2为0，接一个反相器然后再接产生偶数序列的计数器的清零端，这样就可以实现只有偶数序列输出的功能。
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。
数字逻辑课程设计报告——多路彩灯控制器.
数字逻辑课程设计报告——多路彩灯控制器学院名称：通信与信息工程学院学生姓名：专业名称：通信工程班级：通工1102实习时间：2013年6月17日——2013年6月28日多路彩灯控制电路的设计Design of Lights Control Circuit作者姓名：李倩颖作者单位：西安邮电大学摘要：这次课程设计任务要求设计多路彩灯控制器。
我用NE555芯片多谐振荡产生1S的方波时钟信号，经过74LS74的一路D触发器，可分频至2S方波时钟信号。
利通74LS151数据选择器，实现定时选频。
利用以上时钟信号，驱动74LS161芯片计数，产生的状态决定74LS194的控制端输入，来实现既定的花型输出。
利用最后一个计数状态，实现反馈功能，控制变换频率。
本设计一共有4种花型变化，交替用两种时钟信号来实现。
关键词：多路彩灯控制器、多花型、变频、数据选择器、计数器、双向移位寄存器1. 引言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，花型变换比较简单时，也可以移位寄存器实现。
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。
2. 系统设计2.1 设计要求（1）彩灯控制器设计要求1、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。
2、路彩灯能演示至少三种花型（花型自拟）；3、选做：实现快慢两种节拍的变换。
（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。
2.2 数学建模所实现的任务是设计一个彩灯控制器，要求实现三种或三种以上花型。
对工作时钟的要求是，能在两种时钟（1S和2S）下交替循环工作。
8路彩灯控制器设计详细讲解(附图)
8路彩灯控制器设计详细讲解（附图）学校:北华大学班级:信息 11-2姓名:王杰学号:28号指导教师:曲萍萍实验日期:2013.5.20—5.24一、软件内容二、实习目的和任务三、设计原理过程四、最终设计方案五、实习心得六、参考文献一、软件内容MAX-Plus?开发软件是美国Altera公司自行设计的第三代课编程逻辑器件的EDA开发工具。
它是一种与器件结构无关的集成设计环境，提供了灵活和高效的界面，允许设计人员选择各种设计输入方法和工具，能够支持Altera公司的MAX、Classic、FLEX以及ACEX系列的PLD器件。
MAX-Plus?开发软件丰富的图形界面和完整的、可即时访问的在线帮助文档，使设计人员能够轻松愉快地学习和掌握MAX-Plus?开发软件，方便地实现设计目的。
MAX-Plus?的特点:1、支持多种操作平台;2、提公开发性的界面;3、提供与PLD 器件结构无关的设计环境;4、提供丰富设计库;5、支持多种输入方式;6、具有高度集成化的开发环境;7、具有模块化的设计工具;8、提供Megacore功能;9、具有Opencore特性MAX-Plus?的主要功能:1、支持PLD器件;2、支持的设计输入方式;3、提供设计编译;4、提供设计验证;5、提供器件的编程和配置MAX-Plus?的设计流程:1、设计输入;2、设计检查;3、设计便衣;4、设计仿真;5、器件编程;6、测试验证;7、修改设计。
二、实习目的和任务实习目的: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的功能和应用，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、数点课程实验是大学中为我们提供的唯一一次动手实践的机会，增强动手实践的能力。
实习任务:设计一个能实现8路彩灯循环显示的彩灯控制器。
具体要求如下:1、8路彩灯的循环花型如下表所示;2、节拍变化的时间为0.5s和0.25s，两种节拍交替运行;3、三种花型要求自动循环显示移存器输出状态编码表节拍序号花型1 花型2 花型3 1 00000000 00000000 00000000 2 10000000 00011000 10001000 3 11000000 00111100 11001100 4 11100000 01111110 11101110 5 11110000 11111111 11111111 6 11111000 11100111 01110111 7 11111100 11000011 00110011 8 11111110 10000001 00010001 9 11111111 10 11111110 11 11111100 12 1111100013 1111000014 1110000015 1100000016 10000000三、设计原理过程(1)总体方案的设计; 在方案一的基础上将整体电路分为四块。
数电课程设计-循环彩灯控制器
资料范本本资料为word版本，可以直接编辑和打印，感谢您的下载数电课程设计-循环彩灯控制器地点：__________________时间：__________________说明：本资料适用于约定双方经过谈判，协商而共同承认，共同遵守的责任与义务，仅供参考，文档可直接下载或修改，不需要的部分可直接删除，使用时请详细阅读内容循环彩灯设计要求及思路设计1.1 设计要求(1)共有红、绿、黄3色彩灯各9个，要求安一定顺序和时间关系运行。
(2)动作要求：先红灯，后绿灯，再黄灯，分别按0.5S的速度跑动一次，然后，全部红灯亮5S，再黄灯，后绿灯，各一次。
以此循环。
(3)对各组灯的控制，要求有驱动电路。
(4)对跑动电路，可以每3个一组，交叉安装，分别点亮每一组，利用视觉暂停，达到跑动的效果。
1.2 设计思路提供的元件有4017——十进制计数器，555定时器。
3个一组红、黄，绿灯依次0.5s跑动循环电路9个一组红、黄，绿灯各持续亮5s跑动图1.1根据此框架图设的实现方案该任务要求：先红灯，后绿灯，再黄灯，分别按0.5S的速度跑动一次，然后，全部红灯亮5S，再黄灯，后绿灯，各一次。
以此循环。
根据此要求电路总体上可以分为三部分：一部分电路为控制0.5s的跑动。
一部分电路为控制5s 的跑动。
一部分电路为实现这两种跑动的循环。
因些可以选用一个555多谐振荡器（周期为0.5秒，然后使用4017实现十分频，使周期为5秒）用来控制跑动的速度，再选两个4017芯片，因为4017芯片在正常工作下，连续送入时钟脉冲时，其十个输出端会依次输出高电平。
这样可以用一个4017芯片点亮0.5s的跑动，用一个4017芯片来点亮5s的跑动。
因为在两个周期恰好为10倍关心，故5s周期的4017的Q0端口可以实现控制0.5s周期的4017的开通与关闭，选用一个9014NPN改装成非门从而来实现循环功能，即用9014来控制4017芯片的开通和关闭，最后加上复位电路即可实现实验目的。
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电工电子课程设计 实验报告 题目名称： 彩灯控制器 指导教师： 姓 名： 学 号： 专业班级： 日 期： 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非常重要的教学环节。它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，能巩固电子技术的理论知识，提高电子电路的设计水平，加强综合分析问题和解决问题的能力，进一步培养学生的实验技能和动手能力，启发学生的创新意识及创新思维。完成本次课程设计，对进行毕业设计及毕业后从事电子技术方面的工作都有很大的帮助。 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。在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，使电路简捷，而且能提高电路的可靠性，降低成本。因此用集成电路来实现更多更复杂的器件功能则成为必然。 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，还可用于娱乐场所和电子玩具中，现以该课题为例进行分析与设计可编程的彩灯控制的电路很多，构成方式和采用的集成片种类、数目更是五花八门，而且有专门的可编程循环彩灯控制电路。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器主要用计数器，译码器，分配器和移位寄存器等集成。本次设计的可编程彩灯控制电路就是用寄存器、计数器和译码器等来实现，其特点是用发光二极管显示，实现可预置编程循环功能。 目 录
前 言 1 一、课题设计任务及要求 .3 二、设计目的 3 三、优选设计方案 4 四、整体设计思想及原理框图 5 五、各模块设计与分析 6 1、脉冲发生电路 7 2、控制电路和译码电路 10 3、存储电路 12 4、数码管显示电路 .14 六、元器件清单 15 七、安装及调试中出现的问题和解决方法 15 八、设计感想 17 附 录
一、实验电路图 20 二、实验电路连接图 .21 三、参考文献 21 一、 课题设计任务及要求 课题名称：可编程彩灯控制器 设计任务及要求： 通过对硬件编程，将图形、文字、动画存储在E2PROM中，通过计数器控制图形、文字、动画的地址，在利用显示矩阵显示出来。系统所显示的内容可反复循环，直至手动清零，便可回到初始地址。 1、设计脉冲产生电路、图形控制电路和存储电路； 2、用发光二极管点阵（8×8）作为显示电路，显示内容的动面感要强。 3、图形能连续循环，图形大于64幅，图形显示间隔在20ms～2s范围内连续可调； 4、能手动清零功能，有自动选画功能； 5、完成电路全部设计后，通过实验箱验证设计课题的正确性。 二、设计目的 本课程设计主要是为了实现可编程彩灯控制的功能，且通过本次电子课程设计，了解电子产品设计的一般过程，掌握电子线路设计的基础方法和一般过程，能灵活运用已学过或者类似的集成块构成电路实现上述功能，还能灵活掌握555电路的应用方法。能用仿真软件对电子线路进行仿真设计，还能用Portel等软件绘制PCB图，掌握了电子电路调试的方法，且能独立解决设计与调试过程中出现的一般问题，并进一步掌握EEPROM的编程方法和应用。 三、 优选设计方案 方案A： 根据设计要求，本系统由控制电路，编码发生电路和输出驱动电路等组成。其彩灯控制器的总体设计思想如下： 1. 编码发生器 编码发生器根据花形要求，按节拍送出64位状态编码信号，以控制彩灯按规律亮或灭。因为彩灯路数少，花形要求不多，可选用移位寄存器输出64路数字信号，控制彩灯发光。编码发生器采用16片4位通用移位寄存器74LS194来实现。74LS194具有异步清除和同步预置、左移、右移和保持等多种功能，控制方便灵活。64路彩灯采用两片74LS194组成64位移位寄存器，花形设计比较灵活。移位寄存器的64个输出信号通过驱动电路控制电路来控制彩灯，编码器中数据输入端和控制端的接法由花形决定。根据选择的花形，可列出移位寄存器（编码发生器）输出状态。 2. 控制电路 控制电路为编码器提供所需的节拍脉冲和驱动信号，控制整个系统工作。控制电路的功能有两个：一是按需要产生节拍脉冲；二是产生移位寄存器所需要的各种驱动信号。控制电路设计通常按照下述步骤进行：逐一分析单一花形运行，移位寄存器的工作方式和驱动要求，按照工作状态决定74LS194移位寄存器工作的状态顺序，同时是分析移位寄存器工作方式和驱动要求的依据。 方案B： 采用555定时器输出脉冲，高频通过计数器控制电路和译码电路，不断刷新显示矩阵的各列；而低频产生脉冲，决定显示哪一幅画面。由于需要产生64幅以上的图形，可以设计一个64进制的计数器，即可显示64幅图，此低频接在EEPROM的高位，而高频计数器控制电路的输出接在EEPROM的低三位。即高位决定显示哪幅画，低位表示每幅图形的每列的显示。 显然，方案B比较合理而且能实现课程设计的要求，采用方案B来进行课程设计。 四、 整体设计思想及原理框图 本系统可设计为四个模块： 1.脉冲发生电路 采用两个555定时器组成振荡器，一个产生高频和一个产生可调低频。高频通过计数器控制电路和译码电路，不断刷新显示矩阵的各列；而低频产生脉冲，决定显示哪一幅画面。 2. 图形控制电路 用74LS161芯片设计一个64进制的计数器，以显示64幅图，其中低片计数器构成16进制，高片计数器构成4进制，并且将低频通过计数控制电路接在EEPROM的高位，从而选择显示哪一幅画。而高频通过计数器控制电路接在EEPROM的低三位，不断刷新显示矩阵的各列，用以控制图形的显示。由于显示矩阵是由64个发光二极管组成，把译码器输出接在显示矩阵的阴级进行行控制，EEPROM接在显示矩阵的阳极进行列控制，只有同时导通时，二极管才亮。译码电路是低电平有效，每次只有一个输出有效，所以需要快速进新刷新，故将高频通过计数器控制电路接在译码电路的输入端。 3.数码管显示电路 当前8X8显示矩阵显示的是哪一幅画，可以通过2个数码管显示出来。其中第一个数码管显示该画面所在的组别，另一个显示该幅画为这个组别的第几幅画。由于上面设计为16X4的64进制计数器控制显示画面。故可以设计四种组合，每一个组合为16副画。 4.存储电路 显示什么样的图形就决定于EEPROM的编程，而最终显示在显示矩阵上。 此外，暂停功能：控制低频计数器低位的EP和ET端实现。手动选画功能：当低频计数器的PE端为高电平时，图形自动连续循环；当PE端为低电平时，计数器处于置数功能，可通过选画开关选择需要显示的图画，其中高片计数通过置数选择画面组别，低频计数器通过指数选择此组合内的某一幅画。清零功能：控制低频计数器的清零端R，当R=0时，计数器实现清零功能。 原理框图如下：
五、各模块设计与分析 根据设计要求，本系统由脉冲发生电路、控制电路、译码驱动电路、存储矩阵和显示电路等几部分构成可编程彩灯控制电路。 A. 脉冲发生电路 1、555定时器的组成和功能 ⑴．内部组成框图：它主要由两个高精度电压比较器A1、A2，一个RS触发器，一个放电
三极管和三个5KΩ电阻的分压器而构成。（如下图所示） ⑵．引脚图及其功能
1脚：外接电源负端VSS或接地，一般情况下接地。
列控制 行控制 低位 高位
脉冲发生电路（高频） 计数控制电路 译码驱动电路
计数控制电路 脉冲发生电路（低频） 存储单元 显示矩阵
Vcc Vo’ Vco TH V。 GND 3脚：输出端Vo 2脚：TL低触发端 6脚：TH高触发端 4脚：DR是直接清零端。当DR端接低电平，则时基电路不工作，此时不论TL、TH处于何电平，时基电路输出为“0”，该端不用时应接高电平。 5脚：Vco为控制电压端。若此端外接电压，则可改变内部两个比较器的基准电压，当该端不用时，应将该端串入一只μF电容接地，以防引入干扰。 7脚：放电端。该端与放电管集电极相连，用做定时器时电容的放电。 8脚：外接电源Vcc，双极型时基电路VCC的范围是 ~ 16V，CMOS型时基电路Vcc的范围为3 ~ 18V。一般用5V。 ⑶．功能介绍： 在1脚接地，5脚未外接电压，两个比较器A1、A2基准电压分别为2/3V，1/3V的情况下，555时基电路的功能表如下表所示。
清零端DR 高触发端TH 低触发端TL Qn+1 放电管T 功能 0 0 导通 直接清零 1 0 导通 置0 1 1 截止 置1 1 Qn 不变 保持 ⑷．555定时器构成的多谐振荡器工作原理 接通电源后，假定V0是高电平，则T截止，电容C充电。充电回路是VCC—R1—R2—C—地，VC按指数规律上升，当VC上升到2/3VCC时（TH、TL端电平大于2/3VCC），输出V0翻转为低电平。V0是低电平，T导通，C放电，放电回路为C—R2—T—地，VC按指数规律下降，当VC下降到1/3VCC时（TH、TL端电平小于1/3VCC），V0输出翻转为高电平，放电管T截2121PHR2RRRTtD
止，电容再次充电，如此周而复始，产生振荡，经分析可得： 输出高电平时间 C)RR(7.0t21PH 输出低电平时间 CR7.0t2PL 振荡周期 C)R2R(7.0ttT21PLPH 输出方波的占空比 2、本模块工作原理介绍 脉冲发生电路主要用来产生时间基准信号（脉冲信号）。因为可编程循环彩灯对频率的要求不高，只要能产生高低电平就可以了，且脉冲信号的频率可调，所以采用555定时器组成的振荡器，其输出的脉冲作为下一级的时钟信号。本系统采用两片555定时器分别构成高频脉冲发生器和低频脉冲发生器。高频脉冲发生器是用555构成多谐振荡器。由于人眼每秒可分辨出24幅图，而高频计数器采用8进制，作为刷新频率的脉冲，此高频刷新电路输出脉冲的频率应大于24*8=192Hz，这样便可以显示整幅的画面。低频脉冲发生器用于提供计数电路的脉冲，它能决定画面显示的速率。速率的调节可通过调节滑动电阻（0～1M）来实现。 高频脉冲发生 低频脉冲发生器 R1=100K R1=750K R1’=0~1M R2=100K R0=R2=1K C1=C2= C1=10Uf C2= f=476Hz f=~
B.控制电路和译码电路
功能介绍
74LS138是一种常见的3线8线译码器，它的八个输出引脚，任何时刻要么全为高电
平1，则芯片处于不工作状态；要么只有一个为低电平0，其余7个输出引脚全为高电平1；如果出现两个输出引脚同时为0的情况，说明该芯片已经损坏。其功能表如下： 当附加控制门的输出为高电平（S＝1）时，可由逻辑图写出