彩灯双向循环电子技术课程设计实验报告

安徽农业大学经济技术学院

电子技术课程设计报告书

课题名称一种多种波形发生器设计

姓名汪亦嘉

学号150103233

院、系、部机械工程系

专业机械设计制造及其自动化

指导教师李琰

2017年 6月 13 日

一、设计目的

1、对模拟电子技术的的直流电源中的整流、滤波、稳压等环节加深印象。

2、了解直流电源各部分的结构。

3、加深对于555定时器的内部结构的理解。

4、将74LS161改为十六进制以内的任一进制计数器。

5、Mulsitim 电路仿真软件应用灵活。

二、方案论证

设计一个双向彩灯控制器，控制五路彩灯。

方案一：以555定时器为基础连接成多谐振荡器产生周期在1～10Hz 矩形时钟脉冲，用以启动74LS161计数器。并用74LS161构成八进制加法计数器通过74LS138译码器输出给五个彩灯，实现双向循环。方案一原理框图如图1所示。

图1 双向彩灯控制器方案一的原理框图

方案二：与方案一的第一部分原理相同同样采用555定时器构成多谐振荡器，用来产生1～10Hz 的周期矩形时钟脉冲，启动计数器。第二部分采用四进制加法计数器和四进制减法计数器结合实现循环，第三部分同样采用74LS138译码器输出给五路彩灯，实现循环。方案二原理框图如图2所示。

图2 双向彩灯控制器方案二的原理框图

最终本设计采用的是方案一，只采用一个八进制加法计数器，循环简单方便，仅需一次循环就可实现五路彩灯双向流动。在考虑成本的条件下，节省器件。所以方案一更加合适。

三、电路设计

1.直流稳压电源电路

直流稳压电源电路包括四个部分，单项交流电经过电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路转化成稳定的直流电源。输入电压为220V 电压，需要通过电源变压器降压后再对交流电压进行处理。变压器副边电压通过整流电路从交流电转化为直流电压。整流后的电压含有较大的交流分量会影响电路的正常工作，因而为减小电压的脉动，需要通过低通滤波器，使输出电压平滑。滤波后的电压变为交流分量较小的直流电压。最后通过稳压电路使输出直流电压基本不受电网波动和负载电阻变化的影响，从而获得足够高的稳定性的直流电压。

其方框图原理图如图3和图4所示。

图3 直流稳压电源电路方框图

U1F

图4 电路原理图

2.多谐振荡器电路

多谐振荡电路由555定时器连接而成，555定时器是一种常用的定时器集成电路芯片。它有两个比较器C1和C2，每个比较器的一个输入端接到三个R 电阻组成的分压器上，输出分别接SR 锁存器输入端。 555集成电路的输出级为推拉式结构，此外

芯片内部还有一个集电极开路的放电晶体管TD 。工作原理为：

①

R'D=0时，vo=0

，TD 导通。

② R'D=1

、UTH ＞2VCC/3、UTR'＞VCC/3时，vo=0，TD 饱和导通。

③ R'D=1、UTH ＜2VCC/3、UTR'＞VCC/3时，Q'、Q 不变，vo 不变，TD 状态不变。

④ R'D=1、UTH ＜2VCC/3、UTR'＜VCC/3时，Q'=0、Q=1，vo=1，TD 截止。 ⑤ R'D=1、UTH>2VCC/3、UTR'

将555定时器的vI1和vI2连在一起，然后将v0经RC 积分电路接回输入端就构成多谐振荡器。接通VCC 后，VCC 经R1、R2和R3对电容C3充电。当vc 上升到2VCC/3时，uc=0，T 导通，C 通过R2和T 放电，uc 下降。当uc 下降到VCC/3时，

uo又由0变为1，T截止，VCC又经R1、R2和R3对C3充电。如此重复上述过程，在输出端uo产生了连续的矩形脉冲。

两个暂稳态维持时间T1和T2分别可通过RC电路过渡过程公式来进行计算：T1=0.7(R1+R2+R3)C

T2=0.7R3C

T=T1+T2=0.7(R1+R2+2R3)

所以当频率在1~10Hz时，周期为0.1~1Hz,所以选择C=5μf R1=300K的滑动变阻器R2=R3=10K

当滑动变阻器R1在最左端时，R1=0

T=0.7×(10K+2×10k)×4.8μf=0.1008

当滑动变阻器R1调到最右端时，R1=300K

T=0.7×(300K+10K+210K)×4.8μf=1.1088

555定时器的原理图，引脚排列图和多谐振荡器原理图如图5、图6和图7所示。

图5 555定时器原理图

图6 555定时器引脚排列图

555定时器引脚功能为;

脚1 接地端 GND 脚2 触发器输入端 TR' 脚3 输出端 OUT 脚4 复位端 R'D 脚5 控制电压输入端 VCO 脚6 阈值输入端 TH 脚7 放电端 DISC 脚8 电源端 Vcc

LM555CM

GND

DIS OUT

RST VCC

THR CON

TRI R1

300kΩ

Key=A

90 %

R210KΩ

R310KΩ

C34.8μF

C40.01μF

5.0V

图7 多谐振荡器电路原理图

3.八进制加法计数器电路

74LS161为十六进制异步清零计数器，当RD'=0时所有触发器将同时被置零，而且置零操作不受其它输入端状态的影响。当RD'=1、LD'=0时,电路工作在同步预置数状态。通过CLK时钟脉冲进行触发，每一次脉冲到达时，将本D0D1 D2 D3中存储的数在Q0 Q1 Q2Q3端输出。将其连接为八进制计数器实现从0000～0111八位循环，当每一次时钟脉冲到来时进行计数。然后通过译码器实现输出控制彩灯，使0000控制LED1,0001和0111控制LED2,0010和0110控制LED3,0011和0101控制LED4，0100控制LED5，由此实现五路双向流动。74LS161引脚排列图、状态转换图、电路原理和逻辑功能表如图8、图9图10和表一所示

图8 74LS161引脚排列图

图9 八进制加法计数器状态转换图

0000 00010010 0011

0100

0101

0110

0111

1001 1000

图10 由74LS161构成八进制计数器电路图

表1 74LS161逻辑功能表

4. 译码显示电路

A2、A1、A0为二进制译码输入端,Y1’~Y7’为译码输出端（低电平有效），S1、S2’、S3’为选通控制端。当S1＝1、S2’+S3’=0时，GS输出高电平(S=1)。译码器处于工作状态，输出有效的低电平。当Y0’输出有效低电平时，其他引脚输出无效高电平然后通过非门使LED1导通，Y7’控制LED5方式与LED1相同。YI’和Y2’通过与非门控制LED2，当其中一端输出有效低电平时，LED2被点亮，LED3、LED4控制方式与此相同，当Y0’~Y7’依次输出有效低电平时，五路LED彩灯依次被点亮，实现双向流动。74LS138引脚排列图、逻辑功能表和电路原理图如图11、图12和表2所示

图11 74LS138引脚排列图

74LS138D

Y015Y114Y213Y312Y411Y510Y69Y7

A 1

B 2

C 3G16~G2A 4~G2B 5GND

VCC 16U6A

74LS04D U7A

74LS04D

U8A 74LS00D U9A

74LS00D U10A 74LS00D R4100Ω

R5100ΩR6100ΩR7100ΩR8100Ω

U11

U12U13U14U15

R9100Ω

5.0V

图12 由74LS138和LED 构成的译码显示电路原理图

表2 74LS138逻辑功能表

四、性能的测试

1.直流电源性能测试

直流电源电路图测试及仿真结果图如图13图和图14所示

图13 直流电源电路图

图14 直流电源仿真结果图（1）

图14 直流电源仿真结果图（2）

2.多谐振荡电路测试

调节滑动变阻器，多谐振荡器可输出频率在1～10Hz范围可调的周期矩形波，测试电路及仿真结果如图15、图16所示

图15 多谐振荡器测试电路

图16 多谐振荡器仿真结果

3.电路整体性能测试

彩灯双向流动仿真结果如图17,、图18、图19、图20和图21所示,反向流动仿真结果如图21到图17所示。

图17 LED1被点亮

图18 LED2被点亮

图19 LED3被点亮

图20 LED4被点亮

图21 LED5被点亮

五、结论

利用Mulsitim13.0软件进行仿真测试，频率满足1～10Hz范围内可调，且彩灯满足双向循环。所以设计满足要求。

六、课设电路体会及合理化建议

在本次课程设计中，共有直流稳压电源，多谐振荡器，八进制加法计数器，三输入八输出译码器四个主要模块，包括模拟电子技术，数字电子技术的知识。在直流稳压电路的设计过程中，我对模拟电子技术的的直流电源中的整流、滤波、稳压等环节又重新复习了一遍，温故而知新，这次学习不仅仅是了解直流电源各部分的结构，而是自己动手设计一个电源，所以印象更加深刻；多谐振荡器环节是利用555定时器连接而成，通过调节电阻大小控制周期与频率，对于555定时器的内部结构有了更深的理解；74LS161为十六进制计数器，在学习中我对它的使用更加得心应手，知道如何将其改为十六进制以内的任一进制计数器；在仿真过程中，彩灯点亮的那一刻，我无比兴奋。我们以前的学习都是通过书本理解，只有在实践中才能真正理解知识。在本次课程设计中，我收获了许多知识，对Mulsitim电路仿真软件应用起来也更加灵活。不仅对于临近考试的我们有很大帮助，对于以后的学习与研究也受益匪浅。

参考文献

[1] 阎石主编. 数字电子技术. [M]北京：高等教育出版社，2006年

[2] 陈振官等编著. 新颖高效声光报警器. [M]北京：国防工业出版社，2005年

[3] 童诗白、华成英主编.模拟电子技术基础. [M]北京：高等教育出版社，2006年

[4] 董玉冰主编.Multisim在电工电子技术中的应用.[M]北京：清华大学出版社，2008年

[5] 高吉祥主编.电子技术基础实验与课程设计. [M]北京：电子工业出版社，2005年附录I 总电路图

附录II 元器件清单

序号编号名称型号数量

1 V1 交流电源220v 1

2 T1 变压器10u 1

3 D1 整流器3N259 1

4 C1 电容0.33uf 1

5 C2 电容22uf 1

6 C3 电容 4.8uf 1

7 C4 电容0.01uf 1

8 U1 稳压器LM7805CT 1

9 U2 555定时器LM555CM 1

10 U3 八进制计数器74LS161D 1

11 U4 译码器74LS138D 1

12 R1 滑动变阻器300KΩ 1

13 R2、R3 电阻10KΩ 2

14 U5U6U7 反相器74LS04D 3

15 U8U9U10 与非门器件74LS00D 3

16 R4R5R6R7R8 电阻100Ω 5

彩灯LED 5

17 LED1LED2LED3LE

D4LED5

彩灯控制器课程设计汇本报告

数字电子技术课程设计报告专业名称：班级：姓名：学号：日期：

目录一、设计要求 (1) 二、设计的作用、目的 (1) 三、设计的具体实现 (1) 1、系统概述 (1) 2、单元电路设计、分析与仿真 (2) 3、电路的安装与调试 (6) 四、心得体会及建议 (7) 五、附录 (7) 六、参考文献 (8)

设计报告一、设计要求说明：1.以十个指示灯作为显示器件，能自动的从左到右、从右到左的依次被点亮，如此周而复始，不断循环。 2.打开电源时可自动清零，每个指示灯被点亮的时间约为0.5S—2S 围。 3.用计算机画出电路设计图，进行仿真分析验证其正确性。 4.写设计说明书一份。二、设计的作用、目的 1、为了培养学生运用相关课程的基础理论和技能解决实际问题，并进一步提高学生抓也基本技能、创新能力的重要实践教学环节。 2、培养学生正确的设计思想与方法、严谨的科学态度和良好的工作作风。 3、通过课程设计，学生受到设计与写作方法的初步训练，能用文字、图形和现代设计写作方法系统地、正确地表达课程设计。 4、巩固、深化和扩展学生的理论知识与初步的专业技能。 5、熟悉各种芯片的功能和应用。 6、完成彩灯控制器的设计，绘出电路原理图。 7、调试电路，是否能正常工作。理工大学课程设计：彩灯控制器三、设计的具体实现 1）系统概述

此电路主要由三部分组成，其整体框图如图（一）所示。振荡电路计数译码驱动电路显示电路图（一） 2）方案论证与实现（1）振荡电路主要用来产生时间基准信号（脉冲信号）。因为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，电路如图二所示。图（二）（2）计数器/译码分配器计数器是用来累计和寄存输入脉冲个数的时序逻辑部件。在此电路中采用十进制计数/分频器4017，它是一种用途非常广泛的电路。其部由计数器及译码器两部分组成，由译码输出实现对脉冲信号的分配，整个输出时序就是O0、O1、O2….O9依次出现与时钟同步的高电平，宽度等于时钟周期。

课程设计循环彩灯

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：听风学号：2010020200XX 专业班级：10级电子信息工程(1)班指导教师： 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XX 所在院系电子信息与电气工程学院专业、年级、班 10级电子信息工程(1)班设计要求： 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。 3、器件：74LS192、74LS138、74LS00、555定时器各一片，48kΩ ,300 Ω，51kΩ,10uf,0.01uf各一个。学生应完成的工作：根据原理进行设计，方案论证，完成循环彩灯的原理图设计及PCB板的制作，手动布线完成PCB板图。然后将修改无误的PCB板图复制，转印，做板。再按照自己设计的电路原理图把电子元器件焊接到电路板上。经调试能正常工作，老师考查合格后，写好设计报告。参考文献阅读： [1]童诗白.模拟电子技术基础[M].北京：高等教育出版社，2005. [2] 郑君里、杨为理信号与系统[M]北京：高等教育出版社，2011 [3] 谷树忠、刘文洲、姜航Altium Designer 教程北京：电子工业出版社，2006 [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. 工作计划： 2012年5月14日上午：课程设计说明、软件培训。下午：Multism电路仿真。 2012年5月15日：电路设计与仿真。 2012年5月16日上午：电路设计与仿真。下午：指导教师单独指导。 2012年5月17日：用Altium Designer 10设计原理图。 2012年5月18日：用Altium Designer 10设计PCB。 2012年5月21日上午：循环彩灯制版。下午：循环彩灯安装。 2012年5月22日：指导课程设计报告书写。 2012年5月23日：指导课程设计报告书写。 2012年5月24日：电路调试。 2012年5月25日：设计验收设计报告收交。任务下达日期：2012 年 5 月14 日任务完成日期：2012 年 5 月25 日指导教师（签名）：学生（签名）：

基于multisim的LED循环彩灯课程设计

课程设计报告题目：基于Multisim的LED 循环彩灯设计与仿真课程名称：电子技术课程设计学生姓名：程娅学生学号：1414020205 年级：2014级专业：电子信息工程班级：2班指导教师：王丽电子工程学院制 2016年5月

基于Multisim的LED循环彩灯设计与仿真学生：程娅指导教师：王丽电子工程学院电子信息工程专业 1 课程设计的任务与要求 1.1 课程设计的任务 (1)综合应用数字电路知识设计一个交通灯控制器。了解各种元器件的原理及其应用。 (2)深入了解交通灯的工作原理。 (3)锻炼自己的动手能力和实际解决问题的能力。 (4)掌握multisim软件的操作并对设计进行仿真。 (5)通过本设计熟悉中规模集成电路进行时序电路和组合电路设计的方法，掌握彩灯循环控制器的设计方法。 1.2 课程设计的要求 (1)有十只LED，L0 (9) (2)显示方式： ①先奇数灯依次亮； ②再偶数灯依次亮； ③依次循环变化。 (3)显示间隔0.5s，1s可调。 2 LED循环彩灯系统方案制定 2.1 LED循环彩灯电路设计的原理多谐振荡器是产生矩形脉冲的典型电路，常用来做脉冲信号源。多谢振荡器没有输入端，接通电源便自激振荡。多谢振荡器起振之后，电路没有稳态，只有两个暂稳态，他们交替变化，输出连续的矩形脉冲信号。用555定时器构成的多谢振荡器，先用555定时器构成施密特触发器，然后将施密特触发器的输出端经RC积分电路接到施密特触发器的输入端。可以通过调节RC的大小来产生所需周期大小的脉冲信号。 2.2 LED循环彩灯电路的设计方案

根据设计要求，可画出此电路的整体框架图，如图1所示。图1 系统实现流程 3 单元电路设计与分析 3.1 各功能模块的电路设计（1）振荡电路主要用来产生时间基准信号（脉冲信号）。因为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，电路如图2所示。图2 振荡电路

彩灯课程设计报告材料

《8路彩灯控制电路》课程设计报告专业：计算机科学与技术班级：一班姓名：XX 学号： 6 同组成员：指导教师：伟 2015年 6 月23 日

目录一、课程设计目的 (2) 二、课程设计题目描述和要求 (2) 三、课程设计报告容 (2) 四、总结，设计体会 (9)

一、课程设计目的 1.了解数字电路设计的基本思想和方法 2.进一步掌握数字电路课程所学的理论知识 3.熟悉集中常用集成数字芯片，掌握其工作原理二、课程设计题目描述和要求实现彩灯控制要求设计的彩灯路数较少，且花型比较简单，因此采用74LS194移位寄存器和74LS161四进制同步加法计数器以及简单的逻辑器件来控制彩灯电路。（一）彩灯控制器设计要求设计制作八路彩灯控制电路，用以控制八个LED彩灯按照不同的花色闪烁，要求如下： 1.接通电源，电路开始工作，LED灯按预设花型闪烁 2.LED灯按照事先设计的方式工作（二）课程设计总体要求 1.根据设计任务，每组成员共同完成一份设计电路图 2.根据设计的电路图，两人一组利用万能板完成电路焊接，并调试成功三、课程设计报告容（一）原理分析 1.电路主要分为三个部分：第一板块：实现脉冲时钟信号的产生；第二板块实现花型的控制及节拍控制；第三板块实现花型的演示。 2.根据实验所提供的器材，我的设计思路如下： ○!时钟信号由一个单脉冲提供； ○2花型控制电路由两片74LS161 四位二进制同步加法计数器和两个非门共同完成； ○3花型演示电路由两片74LS194移位寄存器完成，可以左移右移完成花型变

化。 3.花型控制电路设计：花型1:8路彩灯分为上下两部分，每部分从下向上依次亮，然后从下向上依次灭，循环两次。花型2：从两边到中间依次对称地渐亮，全亮后仍由两边到中间逐次灭，循环两次。花型3：从中间到两边依次对称地渐亮，全亮后仍由中间到两边逐次灭，循环两次。花型4：8路点灯分为上下两部分，每部分从上向下依次亮，然后从上向下依次灭，循环两次。 4.将两片74LS194分为低位片和高位片，再将其输出端从低位到高位记为L1~L8，所得四种花型的L1~L8状态值变化情况如下表：四种花型每种显示两边，1~16显示第一个花型，17~32显示第二个花型，33~48显示第三个花型。 5.要用194芯片实现四个花型的连续显示必须对两片194的S1和S0，SL和SR 的每一节拍变化进行相应的改变。两片161的输出端从Q0~Q7根据变化的花型的频率选用高位片的Q4和Q5分别去控制194的S1和S0。它们的SR和SL则有低位161片的Q2经过非门来控制，这样就可以实现对花型变化周期的控制。各花型和其对应的194的S1、S0、SR、SL的输出信号及节拍控制信号列表如下：

LED循环彩灯课程设计

××学院《模拟电子技术》课程设计题目 LED循环彩灯学生姓名××× 专业班级电科（3）班学号 201231000 院（系）电气工程学院指导教师××

完成时间 2013年12月17日

目录 1、课程设计的目的 (1) 2、课程设计的任务与要求 (2) 2.1实验器材 (2) 2.2电子器件的识别 (2) 2.3焊接技术 (2) 2.4元器件安装及要求： (3) 3、设计方案与论证 (3) 3.1功能分析与具体要求 (3) 3.2设计思路 (4) 4、设计原理及功能说明 (4) 5、单元电路的设计（计算与说明） (6) 6、硬件的制作与调试 (7) 7、总结 (10) 参考文献： (12)

附录1：总体电路原理图.......................错误！未定义书签。附录2：元器件清单.. (14)

1、课程设计的目的当今世界，彩灯已经成为我们生活的一部分，能给我们带来视觉上的享受还能美化我们的环境。街角巷里，高楼大厦无处不是因它炫彩夺目以及控制简单等特点而得到了广泛的应用，用LED彩灯来装饰街道和城市建筑已经成为一种潮流。发光二极管简称为LED。它是一种能发光的半导体电子元件。这种电子元件早在1962年出现，早期只能发出低光度的红光，之后发展出其他单色光的版本，时至今日能发出的光已遍及可见光、红外线及紫外线，光度也提高到相当的光度。具有效率高、寿命长、不易破损、开关速度高、高可靠性等传统光源不及的优点。白光LED的发光效率，在近几年来已经有明显的提升。因此人们现在更侧重于用LED来照明以及装饰屋内及屋外环境，LED广泛应用与生活的各个方面，不断走进人们的生活也不断地改变着人们的生活。本实验主要是结合我们以往所学课程的基础理论、基本技能和专业知识的能力，不仅要考虑总体电路的设计还要考虑系统各部分电路的选择、设计及它们之间的相互连接。主要目的是在实践中逐步培养我们建立正确的设计思想，掌握工程设计的一般程序、规范和方法。 (1)了解各种元器件的性能、作用和工作原理； (2)掌握一定的焊接技术以及简单元器件装配； (3)学习印刷电路板；

彩灯双向循环电子技术课程设计实验报告

安徽农业大学经济技术学院电子技术课程设计报告书课题名称一种多种波形发生器设计姓名汪亦嘉学号150103233 院、系、部机械工程系专业机械设计制造及其自动化指导教师李琰 2017年 6月 13 日

一、设计任务及要求： 1、用中规模计数器设计双向流动彩灯控制器。 2、要求彩灯双向流动点亮，其闪烁频率在1～10Hz内可调。 3、要求用555定时器设计时钟脉冲，五路彩灯采用五个发光二极管代替。设计要求 4、双向流动彩灯控制器的直流稳压电源要求自行设计。 5、在选择器件时，应考虑成本。 6、根据技术指标，通过分析计算确定电路和元器件参数。 7、画出电路原理图（元器件标准化，电路图规范化）。指导教师签名： 2017年6月日二、指导教师评语：指导教师签名： 2017年6月日

三、成绩指导教师签名： 2017年6月日

一、设计目的 1、对模拟电子技术的的直流电源中的整流、滤波、稳压等环节加深印象。 2、了解直流电源各部分的结构。 3、加深对于555定时器的内部结构的理解。 4、将74LS161改为十六进制以内的任一进制计数器。 5、Mulsitim 电路仿真软件应用灵活。二、方案论证设计一个双向彩灯控制器，控制五路彩灯。方案一：以555定时器为基础连接成多谐振荡器产生周期在1～10Hz 矩形时钟脉冲，用以启动74LS161计数器。并用74LS161构成八进制加法计数器通过74LS138译码器输出给五个彩灯，实现双向循环。方案一原理框图如图1所示。图1 双向彩灯控制器方案一的原理框图方案二：与方案一的第一部分原理相同同样采用555定时器构成多谐振荡器，用来产生1～10Hz 的周期矩形时钟脉冲，启动计数器。第二部分采用四进制加法计数器和四进制减法计数器结合实现循环，第三部分同样采用74LS138译码器输出给五路彩灯，实现循环。方案二原理框图如图2所示。图2 双向彩灯控制器方案二的原理框图最终本设计采用的是方案一，只采用一个八进制加法计数器，循环简单方便，仅需一次循环就可实现五路彩灯双向流动。在考虑成本的条件下，节省器件。所以方案一更加合适。多谐振荡器八进制加法计数器译码器彩灯多谐振荡器四进制加法计数器四进制减法计数器译码器彩灯

基于plc设计的彩灯循环课程设计论文

专科课程设计（论文）设计题目：基于PLC设计的彩灯循环系部：电气工程系专业：电气工程及其自动化班级：电气自动化111302

摘要可编程控制器是60年代末在美国首先出现的，当时叫可编程逻辑控制器PLC（ProgrammableLogicController），目的是用来取代继电器。以执行逻辑判断、计时、计数等顺序控制功能。提出PLC概念的是美国通用汽车公司。PLC的基本设计思想是把计算机功能完善、灵活、通用等优点和继电器控制系统的简单易懂、操作方便、价格便宜等优点结合起来，控制器的硬件是标准的、通用的。根据实际应用对象，将控制内容编成软件写入控制器的用户程序存储器内,使控制器和被控对象连接方便。 70年代中期以后，PLC已广泛地使用微处理器作为中央处理器，输入输出模块和外围电路也都采用了中、大规模甚至超大规模的集成电路，这时的PLC 已不再是仅有逻辑(Logic)判断功能，还同时具有数据处理、PID调节和数据通信功能。国际电工委员会(IEC)颁布的可编程控制器标准草案中对可编程控制器作了如下的定义：可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算，顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外围设备，易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充其功能的设计。可编程控制器对用户来说，是一种无触点设备，改变程序即可改变生产工艺。目前，可编程控制器已成为工厂自动化的强有力工具，得到了广泛的普及推广应用。可编程控制器是面向用户的专用工业控制计算机，具有许多明显的特点。 ①可靠性高，抗干扰能力强； ②编程直观、简单； ③适应性好； ④功能完善，接口功能强。 \

循环彩灯课程设计知识讲解

循环彩灯课程设计

精品资料成绩课程设计说明书题目：循环彩灯电路设计课程名称：数字电子技术学院：电子信息与电气工程学院学生姓名：李倩学号： 201102020025 专业班级：电子信息工程2011级1班指导教师：翟亚芳 2013 年6 月7 日

课程设计任务书

循环彩灯摘要：设计制作了一个循环彩灯控制电路，该电路可以控制8个彩灯从左到右依次点亮，然后依次熄灭，点亮和熄灭的时间间隔为1秒。电路主要由555定时器、同步十六进制加法计数器74LS161和8位串行输入、并行输出移位寄存器74LS164以及2输入端4与非门74LS00组成。555定时器可以产生振荡周期为1秒的时钟信号；74LS161对时钟信号进行加法计数；74LS00对74LS161产生的信号进行取反，74LS164对 74LS00输出的信号移位寄存输出并驱动对应的发光二极管工作，使其可以达到可以依次点亮依次熄灭的目的。关键词：555定时器；加法计数器；反相器；移位寄存器；

目录 1.设计背景 (1) 1.1 了解数字电路系统和数字电路的定义和组成 (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 (4) 3.3PCB制作 (5) 3.4安装与调试 (6) 4.结果与结论 (6) 5.收获与致谢 (6) 6.参考文献 (7) 7.附件 (7) 7.1电路原理图 (8) 7.2仿真图 (8) 7.3P C B布线图 (9)

单片机节日彩灯控制器课程设计报告..

单片机原理及接口技术课程设计报告单片机节日彩灯控制器设计彩灯控制器姓名：学号：指导教师：学院：机电工程学院专业：机械设计制造其自动化完成日期： 2014年6月27日

目录第1章．绪论---------------------------------------------------- 1 1.1课题的国内外现状----------------------------------------- 1 1.2课题的发展趋势------------------------------------------- 1 1.3课题研究的主要内容------------------------------------- 1 第2章.节日彩灯控制器的设计-------------------------------------- 3 2.1设计目的 ------------------------------------------------- 3 2.2设计要求 ------------------------------------------------ 3 2.3总体方案设计与选择的论证 -------------------------------- 3 2.4核心芯片及主要功能介绍 ---------------------------------- 4 2.4.1 AT89S52芯片---------------------------------------- 4 2.4.2 74HC377芯片 --------------------------------------- 7 2.4.3 74HC138芯片 --------------------------------------- 7 2.5硬件设计 -------------------------------------------- 8 2.5.1 直流电源电路 ---------------------------------------- 8 2.5.2 按键电路 ------------------------------------------- 9 2.5.3 时钟复位电路 --------------------------------------- 9 2.5.4 LED显示电路---------------------------------------- 10 2.5.5 硬件调试 --------------------------------------------- 10 2.6软件设计------------------------------------------------- 10 第3章.总结----------------------------------------------------- 15 3.1 实验方案设计的可行性、有效性----------------------------- 15 3.2 设计内容的实用性----------------------------------------- 15 3.3 实习心得------------------------------------------------ 15 附录一：总体电路图---------------------------------------------- 19附录二：元器件清单----------------------------------------------20参考文献--------------------------------------------------------21致谢------------------------------------------------------------21

循环彩灯课程设计

成绩课程设计说明书题目：循环彩灯电路设计课程名称：数字电子技术学院：电子信息与电气工程学院学生姓名：李倩学号：201102020025 专业班级：电子信息工程2011级1班指导教师：翟亚芳 2013 年6 月7 日

课程设计任务书设计题目循环彩灯学生姓名李倩所在学院电子信息与电气工程学院专业、年级、班电子信息工程 2011级1班设计要求： 1、设计制作一个循环彩灯电路； 2、设置彩灯数量为8个，8个彩灯从左到右依次点亮，然后依次熄灭，点亮和熄灭的时间间隔为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： [1]童诗白.模拟电子技术基础[M].北京：高等教育出版社，2005. [2]臧春华.电子线路设计与应用[M].北京:高等教育出版社,2005. [3]邱关源，罗先觉.电路（第五版）[M].北京：高等教育出版社，2006. [4]阎石.数字电子技术（第五版）[M].北京：高等教育出版社，2005. [5]张阳天，韩异凡.Protel DXP电路设计[M].北京：高等教育出版社，2005. 工作计划： 5月27号—30完成原理图设计；5月31号进行PCB设计；6月3号到4号制作PCB板；6月5到7号电路板安装与调试，提交课程设计报告。任务下达时期：2013 年5月27日任务完成时期：2013年6月7 日指导教师（签名）：学生（签名）：

循环彩灯摘要：设计制作了一个循环彩灯控制电路，该电路可以控制8个彩灯从左到右依次点亮，然后依次熄灭，点亮和熄灭的时间间隔为1秒。电路主要由555定时器、同步十六进制加法计数器74LS161和8位串行输入、并行输出移位寄存器74LS164以及2输入端4与非门74LS00组成。555定时器可以产生振荡周期为1秒的时钟信号；74LS161对时钟信号进行加法计数；74LS00对74LS161产生的信号进行取反，74LS164对74LS00输出的信号移位寄存输出并驱动对应的发光二极管工作，使其可以达到可以依次点亮依次熄灭的目的。关键词：555定时器；加法计数器；反相器；移位寄存器；

声控音乐彩灯课程设计报告

设计题目：声控音乐彩灯专业电气工程学院班级 1008班学号 10291246 学生姓名乔茜指导教师叶晶晶提交时间2012年6月29日

目录一、概述 (2) 1.1目的 (2) 1.2课程设计的组成部分 (2) 二、总结 (5) 3.1课程设计进行过程及步骤 (5) 3.2所遇到的问题，你是怎样解决这些问题的........ 错误！未定义书签。 3.3体会收获及建议 (7)

一、概述 1.1目的我们都知道，人发出的声音信号中的电压信号是及其微弱的，只是在毫伏级别，而其频率信号一般在几十到几百赫兹，我们希望用声音信号来控制信号灯闪烁的频率，从而可以让大家直观得看到自己说话声音“音符”，如果加上音乐，那么彩灯便会随着音乐的跳动而闪烁出不同的频率。为了实现上述功能，我们首先要将微弱的声音信号放大，然后将声音信号进行降频，降到可以被肉眼分辨出的频率。因此，此电路可以分为三部分：一、电压信号两级放大部分二、频率信号降频部分三、彩灯显示部分 1.2课程设计的组成部分一：电压信号两级放大部分这部分我们先用一个电容滤去直流部分，然后通过一个三极管将电压进行第一级放大，再次电容滤去直波，再通过一个三极管放大。经过两次放大后，电压被放大了100倍，这样就将毫伏级别的电压放大到了级别为伏的电压信号，为下一步降频做准备。以下是第一部分的仿真：

二：频率信号降频部分电路主要是四个集成芯片CD4017构成。CD4017是十进制计数器/分频器，其内部由计数器及分频器两部分组成，由译码输出现实对脉冲的分配，整个输出时序就是Q0、Q1、Q2、Q3···、Q9依次出现与时钟同步的高电平，宽电平等于时钟周期。 CD4017有3个输入端（MR、CP0和CP1）,MR为清零端，当在MR端上加高电平或正脉冲时，其输出Q0为高电平，其余输出端（Q1～Q9)均为地电平.CP0和CP1是2个时钟输入端，若要用上升沿来计数，则信号有CP0端输入，若要下降沿来计数，则信号由CP1端输入。 CD4017有10个输出端（Q0～Q9)和1个进位输出端CO。每输入10个计数脉冲，C0就可得到1个进位正脉冲，该进位输出信号可作为下一级的时钟信号，输出端依此变为高电平。在C1中将11与15相接，即输入端14每输入9个信号时发生一次清零，达到降频的目的。C2中将C1送来的信号分配开，并分在10个端子上得到顺序正脉冲，以达到降频、分频的目的。第一个芯片进行的是第一次分频，接下来的三个芯片是并联接入状态，其14与第一个的3相连，并利用3,4,10,5,9五个端口进行输出。以下是第二部分的仿真部分：

单片机的彩灯课程设计报告

一、系统设计本设计以STC89C52单片机为核心,用独立键盘控制模式的选择，STC89C52单片机接收到键盘信号后控制发光二极管以不同的模式闪烁的实验装置，用STC89C52单片机控制8个发光二极管发光，实现亮点的循环移动。通过Protel软件设计，布线排版，手工制版，并能掌握通过软件控制发光二极管的思路和技巧。这次设计重点就在于利用单片机的知识去控制系统的运行，图1-1为整体方案设计框图。图1-1 总体方框图 1.设计要求： a.上电复位。 b.上电后数码管消隐，LED灯全灭。 c.当按下第一个按键后数码管显示1第二个按键显示2以此类推。 d.每个按键控制不同的闪烁模式。 e.数码管显示有保持功能。

二、方案设计本设计总体设计思路为：以STC89C52单片机为核心,用独立键盘作STC89C52单片机的信号输入，STC89C52单片机接收到键盘信号后经单片机内部软件处理后将数据输出至P1口和P0口，使8发光二极管以不同的模式闪烁，并由七段数码管显示其闪烁模式编号。在课程设计中通过Protel软件设计原理图，布线排版，用万能版（单孔）手工焊接制作出实物。 1.方案论证方案一：采用汇编语言编程的软件的STC89C52单片机系统。本方案设计的核心为STC89C52单片机系统，包括硬件和软件，硬件采用四位独立键盘做信号输入，STC89C52单片机进行信号处理并输出，显示部分为八个发光二级管和七段数码管，八个发光二极管采用共阴极接法，七段数码管采用共阳极的。软件采用Kell编辑的汇编语言程序，并烧写至STC89C52单片机。图2-1为方案一方框图图2-1 方案一方框图

六路彩灯循环控制器数电课程设计

一．设计目的及要求 1.1 课程设计的目的 1 、巩固和加强《数字电子技术》课程的理论知识。 2 、掌握电子电路的一般设计方法，了解电子产品研制开发过程。 3 、掌握电子电路安装和调试的方法及其故障排除方法，学会用ewb 软件或multisim 软件对电路仿真。 4 、通过查阅手册和文献资料，培养独立分析问题和解决问题的能力。 5、培养创新能力和创新思维。 1.2 要求用中规模集成电路实现6 路彩灯控制电路，主要用计数器、译码器、移位寄存器等芯片集成，实现以下5 种演示花型：花型1：6 路彩灯同时亮；花型2：6 路彩灯同时灭；花型3：6 路彩灯从左至右逐路点亮；花型4：6 路彩灯左侧三个全亮，同时右侧三个全灭；花型5; 6 路彩灯右侧三个全亮，同时左侧三个全灭；要求彩灯亮、灭一次的时间可调，花型转换的顺序为：花型1、花型2、花型3 、花型4，花型5 、花型1 电路有复位控制，复位按钮闭合时彩灯循环输出，按钮断开彩灯熄灭。二、设计方案的选择和电路框图

2.1题目分析我们设计的流水灯实际上是主要使用一个555定时器、一个 74LS160，—个74LS42和两个74HC194这四个芯片对,6个彩灯进行控制，产生循环控制的效果。 2.2 题目设计花型1,111111 ;花型2,000000 ;花型3,100000 ——010000 ——001000——000100——000010——000001;花型4,111000 ；花型5,000111。用74HC194移位寄存器来实现。用74LS42译码器来实现对194的控制，实现194的清零，并行输入，以及右移。用 74LS160十进制计数器控制42译码器的输出，555定时器根据滑动电阻的调节来实现输出时钟脉冲周期的不同从而控制160 计数的快慢，也就实现了彩灯闪烁时间的可调。 2.3结构框图

彩灯控制器数电课程设计报告

五邑大学数字电路课程设计报告题目：彩灯控制器院系信息工程学院专业电子信息工程学号学生姓名指导教师王玉青

彩灯控制器一、设计的要求和意义 1、设计的要求使用中小型集成电路和门电路设计彩灯控制器要求完成以下功能： ● 使用555定时器产生一个10Hz 的周期信号作为时钟信号 ● 显示方式由L0到L7逐行递增点亮可选用的器件与元件： 74LS138、NE555、74LS161各1块，发光二极管8支，电阻、电容任选。 2、设计的意义掌握555多谐振荡器、译码器、十六进制加/减计数器的逻辑功能和工作原理，设计可改变流速的流水灯电路图，分析与设计时序控制电路。利用所学过的知识，通过设计计算﹑元件选取﹑电路板制作调试等环节，初步掌握工程设计的技能。掌握常用仪表的正确使用方法，学会简单电路的实验调试和整机指标测试方法，巩固和加深对数字逻辑电路的理论知识，锻炼动手能力。了解与课程有关的电子电路以及元器件工程技术规范，能按课程设计任务书的技术要求，编写设计说明，能正确反映设计和实验成果，能正确绘制电路图。二、硬件电路设计 1、方案设计本设计采取的方案是：用NE555一个、74LS161一片、74LS138一片、74LS04一片、电阻、电容、发光二极管和门电路。由555多谐振荡器提供时钟脉冲，74LS161二进制加/减计数器一片用来计数和输出信号，通过译码器74LS138直接输出控制彩灯。如图1所示： 2、555多谐振荡器电路设计 555多谐振荡器的电路连接方式已确定的，只需根据所要产生的频率来确定外围的电阻和电容的大小。电阻R1和R2的确定：因为要产生10Hz 的时钟信号，先假定电容C 的值为0.1uF ，再根据公式： ) 1(2 ln )221(1 ??????+= C R R f 555多谐振荡器计数器译码器彩灯非门

循环彩灯系统设计讲解

课程设计报告题目：循环彩灯系统设计课程名称：电子技术课程设计学生姓名：学生学号：年级：15级专业：电子信息工程班级：1班指导教师：电子工程学院制 2017年3月

目录 1设计的任务与要求 (1) 1.1 课程设计的任务 (1) 1.2 课程设计的要求 (1) 2 循环彩灯设计方案制定 (1) 2.1 循环彩灯设计的技术方案 (1) 2.2 循环彩灯系统设计的原理 (1) 3 循环彩灯设计方案实施 (2) 3.1 循环彩灯单元模块功能及电路设计 (2) 3.2 循环彩灯电路参数计算及元器件选择 (8) 3.3 循环彩灯系统整体电路图 (9) 4 循环彩灯系统设计的仿真实现 (9) 4.1 仿真软件介绍 (9) 4.2循环设计仿真实现 (10) 5 总结及心得体会 (10) 6参考文献 (11)

循环彩灯系统设计电子工程学院电子信息工程专业 1设计的任务与要求 1.1 课程设计的任务利用Multisim 仿真软件和电子元器件，设计并制作一个循环彩灯系统。 1.2 课程设计的要求由八只LED 灯组成的彩灯系统，要以一定的花型循环,循环间隔可自行定义。 2 循环彩灯设计方案制定 2.1 循环彩灯设计的技术方案图1原理框图 2.2 循环彩灯系统设计的原理 555定时器组成多谐振荡电路提供震荡脉冲，利用计数器产生的脉冲控制译码器，利用多块译码器可实现LED 灯的多种方式循环显示，增添效果显示。 R1?R2给电容C1充电，使逐渐升高，当时，3脚（Q 端）输出为高电平。当上升到超过时，3脚输出仍为高电平。当继续上升到略超过时，RS 触发器状态发生翻转，3 脚输出为低电平，同时C1经 R2及7脚内导通的放电管VT 到地放电，迅速下降。当下降到略低于时，触发器状态又翻转，3脚输出变为高电平。同时，7脚内导通的放电管VT 截止，电容 C1再次进行充电，其电位再次上升，一直循环下去。根据，可以看出，通过改变电位器R2的电阻值的大小，即可以改变振荡器的振荡周期，从而改变3脚输出高低电平的转换时间，进而改变流水灯的速度。

循环彩灯控制器课程设计8路

数字电路课程设计报告课程名称：循环彩灯控制器设计题目：循环彩灯控制器院（部）：机械与电子工程学院专业：学生姓名: 学号: 班级：日期: 指导教师:

课程设计任务书课程设计题目循环彩灯控制器姓名学号班级院部机械与电子工程学院专业组别组长组员指导教师课程设计目的 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。课程设计环境用proteus 仿真软件画出总体电路图、word编写课程设计报告

课程设计任务和要求设计要求： 1. 8路彩灯能演示三种花型（花型自拟）； 2. 彩灯用发光二极管LED模拟； 3．选做：实现快慢两种节拍的变换。设计任务： 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。课程设计工作进度计划序号起止日期工作内容 1 2012年6月7日~2012年 6月11日选择设计题目并阅读相关文献、资料，学习使用proteus 2 2012年6月12日~2012 年6月13日根据设计任务和要求，做出大纲和目录 3 2012年6月13日~2012 年6月16日根据目录做出设计内容 4 2012年6月17日~2012 年6月18日根据设计内容用proteus画图 5 2012年6月19日整理课程设计的格式与内容 6 2012年6月20日打印并装订教研室审核意见：教研室主任签字：年月日教学院（系）审核意见：主任签字：年月日

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。（三）．掌握安装、布线、调试等基本技能 1.掌握常用的仿真软件，并能够利用仿真软件进行一定的电路调试、改进； 2.掌握数字电路布线、调试的基本技巧； 3.巩固常用仪器的正确使用方法。（四）．培养实践能力通过严格的科学训练和工程设计实践，树立严肃认真、一丝不苟、实事求是的科学作风，并培养团结协作的精神。

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.................................................................. ....... 第一部分：设计方案设计........................................................ 1.1方案选择：............................................................ 1.2功能设计及分析....................................................... 1.2.1 时钟信号功能设计............................................... 1.2.2 花型控制功能设计............................................... 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

四路彩灯显示电路_数字逻辑_课程设计上课讲义

四路彩灯显示电路_数字逻辑_课程设计

数字电路逻辑设计课程设计设计题目：四路彩灯显示系统专业班级：姓名：学号：

设计课题：四路彩灯显示系统设计 1. 设计任务和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。 2. 设计分析四路彩灯既有四路输出，设依次为d Q 、c Q 、b Q 、a Q ，若“1”表示灯亮，“0”表示灯灭，由课题要求可知四路彩灯显示系统要求如下表1所示的输出显示。表1 四路彩灯输出显示

由上表可知，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 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。分频及节拍控制可以用一个模12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74194来完成。同时亮0.5s 、同时灭0.5s 可考虑把1Hz 的秒脉冲信号直接加到输出显示端来完成。综上所述，要完成四路彩灯显示功能需要有分频器、节拍控制器、节拍程序执行器及脉冲源等电路。记第一，二，三节拍分别为012Y Y Y 有效时间应为4秒，0Y 结束1Y 马上开始，1Y 后2Y 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。应在开机瞬间，使移位型控制器的状态被确定下来，即012Y Y Y 节拍应为100，可控制输入信号使触发器置位、复位来实现。为实现0Y 功能要求器件具有右移功能，为实现1Y 功能要求器件有左移功能；而且左、右移输入可为“0”也可为“1”；为实现2Y 功能，要求器件同时具有并行置数功能。因此可选用一种具有左移、右移和并行置数功能的通用移位寄存器74LS194。74LS194具有并行输入端A 、B 、C 、D ，并行输出端 A Q 、 B Q 、 C Q 、