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等级:
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课程设计
课程名称
数字电子技术
课题名称
花样彩灯控制器
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
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。
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、参考资料
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 4
2设计方案 4
2.1方案设计思路 4
2.2方案设计图 5
3单元电路设计 5
3.1时钟单元电路设计 5
3.2四种码产生单元电路设计 6
3.3花样循环单元电路设计 7
3.4花样输出单元电路设计 7
4电路仿真与调试 9
4.1仿真和调试 9
4.2调试分析 11
5电路安装与调试 11
5.1电路安装 11
5.2实验调试与结果分析 12
6元件清单 13
7总结 13
参考文献 14
1课程设计的任务与要求
（一）题目：花样彩灯控制器
（二）基本要求：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。
2设计方案
2.1方案设计思路
首先先将花样彩灯控制器分为几个独立的功能模块进行设计，每个模块完成其特定的功能，再将每个模块分别组合起来形成一个完整的花样彩灯控制器系统。
然后关于花样彩灯控制器的具体设计，先是需要有一个多谐振荡器作为整个系统的脉冲来源，支持整个系统功能的运转，再有就是需要一个花样彩灯控制器的核心，能够产生对应彩灯花样的信号的电路，这里采用的是计数器输出相应的信号码，同时输出花样输出电路中双向移位寄存器需要的控制码，通过一些门电路对于码的处理最终实现花样信号。
再有就是展示花样彩灯效果的输出电路，根据任务书中三个花样彩灯效果，花样一与花样二相似性大，仅仅只是方向的改变，设计思路是由同一组信号控制，再由双向移位寄存器对输入信号进行反向运行，从而实现花样一与花样二，考虑到双向移位寄存器的方向改变需要相应的信号输入，而且花样一与花样二同为十六分频信号，通过完成一次花样后计数器进一位，实现一次双向移位寄存器的方向改变。对于花样三闪烁的实现，考虑到八个彩灯需要同亮同灭，八个彩灯需要同时接受信号，这里选用计数器中0101010101010101这种码，并采用并行输入的方法输入移位寄存器。花样四不固定，可以进行更改，此设计中我选取的是两亮两灭从左至右运行的花样。
最后按照花样彩灯控制器系统设计，整个系统可分为以下几个模块：时钟电路、四种码产生电路、花样循环电路、花样输出电路。
1.时钟电路：主要由一个555、两个电容和两个电阻组成，构成了一个多谐振荡器，用来控制计数器和双向移位寄存器。
2.四种码产生电路：由两个74LS161计数器、五个74LS04非门、三个74LS03与非门和两个74LS08与门组成，其中第一个计数器输出0101010101010101和0000000011111111两种码经过非门进入输出电路的两个74LS194双向移位寄存器
3.花样循环电路：由一块四选一数据选择器74LS153和两块双D触发器74LS74构成。主要用于处理四种码产生电路产生的码，使其循环串行输出，实现彩灯的花样循环。
4.花样输出电路：由两个74LS194双向移位寄存器和八个彩灯组成，其中1111111100000000由右移端输入，实现彩灯从左至右逐次点亮至全亮，然后逐次熄灭至全灭功能，反向运行实现自右至左逐次点亮至全亮，然后逐次熄灭至全灭功能，1010101010