等级:
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课程设计
课程名称
数字电子技术
课题名称
彩灯循环控制器
专业
班级
学号
姓名
指导老师
张向华
2022年12月16日
电气与信息工程学院
课程设计任务书
课题名称
花样彩灯控制器
姓名
专业
班级
学号
指导老师
张向华
课程设计时间
2022年12月5日-2022年12月18日
一、任务及要求
设计一个彩灯控制器，要求如下：
1．有8只彩灯（用发光二极管代替）。
2．自左至右逐次点亮至全亮，然后逐次熄灭至全灭。
3．自右至左逐次点亮至全亮，然后逐次熄灭至全灭。
4．闪烁，即8只灯同亮、同灭、同亮、同灭。
5.自主设计一个花样。（选做）
5.按2、3、4循环工作。
要求：1．思路清晰，给出整体设计框图和总电路图；
2．单元电路设计，给出具体设计思路和电路；
3．安装、调试电路并写出设计报告。
二、进度安排
第一周：
周一：布置任务，查找资料
周二～周三：设计系统方案，仿真
周四～周日：电路安装，或程序调试
第二周：
周一～周二：电路安装，调试，运行或程序调试，下载运行。
周三：结果验收
周四：撰写报告，资料整理
周五：答辩
三、参考文献
1.《数字电子技术基础》 康华光编著，高等教育出版社
2.《电子技术基础实验、设计与仿真》贾更新编著，郑州大学出版社。
目录
TOC\o1-3\h\z\u1课程设计的任务与要求 1
2方案设计 1
2.1方案设计思路 1
2.2方案设计图 1
3单元电路设计 2
3.1脉冲产生单元电路设计 2
3.2控制单元电路设计 2
3.3移动单元电路设计 3
3.4闪烁单元电路设计 4
3.5显示单元电路设计 4
4电路仿真与调试 5
4.1仿真和调试 5
4.2调试分析 6
5电路安装与调试 7
5.1电路安装 7
5.2实验调试与结果分析 7
6元件清单 7
7总结 7
参考文献 8
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1、课程设计的任务与要求
任务及要求
设计一个彩灯控制器，要求如下：
1．有8只彩灯（用发光二极管代替）。
2．自左至右逐次点亮至全亮，然后逐次熄灭至全灭。
3．自右至左逐次点亮至全亮，然后逐次熄灭至全灭。
4．闪烁，即8只灯同亮、同灭、同亮、同灭。
5.自主设计一个花样。（选做）
5.按2、3、4循环工作。
要求如下：
思路清晰，给出整体设计框图和总电路图；
单元电路设计，给出具体设计思路和电路；
安装、调试电路并写出设计报告。
2、设计方案
2.1方案设计思路
课题任务是要设计并制作一个彩灯控制器用以控制彩灯按需求工作。主体可分为三部分。彩灯依次点亮，全亮后依次熄灭，彩灯完成从左至右和从右至左各依次点亮熄灭后，彩灯闪烁8次，然后以上三种花型循环工作。
设计电路产生脉冲信号，用两片四位同步二进制计数器级联起来进行加法计数，控制花型的变换。通过两片四位移位寄存器级联起来显示八个发光二极管，利用移位功能实现八个灯从左到右依次点亮，各2秒，共十六秒；接下来八个灯从左到右依次熄灭各两秒，共十六秒；然后八个灯从右到左依次点亮再依次熄灭，共三十二秒；利用置数和清零功能实现最后八个灯同时闪烁八次，也是十六秒。共80秒。以上就是总体的设计思路。
2.2方案设计图
图1设计方案
3、单元电路设计
3.1脉冲产生单元电路设计
脉冲发生器：使用555定时器构造一个多谐振荡电路。将555定时器的THR端口与TRI端口连在一起，RST端口连接VCC电源，CON端口与C1连接后接地构成一个施密特触发电路。OUT端口经RC积分电路接回输入端就得到了多谢振荡电路。该电路由电容冲放电的关系控制波形，电容、电阻与冲放电完成的时间关系：T（充电）≈0.7（R1+R2）*C2;T（放电）≈0.7R2*C2。
图2脉冲产生单元
3.2控制单元电路设计
彩灯控制器:74LS161芯片是一种二进制同步计数器。该电路使用2个74LS161芯片级联起来，实现控制花型。把多谢振荡电路的OUT端接入第一片74LS161的CLK端。每当上升脉冲沿来临，74LS161计数器计一个数。74LS161通过它的计数和预置数功能控制四位移位寄存器74LS194的右移、左移、置数控制位S0、S1高低电平的转换，每八次脉冲为一个周期，当第一片计数器记满八次脉冲后，对本芯片进行清零，并给右边计数器一个脉冲，进行一次计数；当第二片计数器得到三次上升沿脉冲时，对第二个芯片清零以循环之前的功能。
图3花型控制单元
3.3移动单元电路设计
彩灯移动控制器：利用74LS194芯片通过左右移位