四路彩灯控制器电路设计

课程设计任务书

2009—2010学年第二学期

专业： 网络工程 学号： ******** 姓名： **** 课程设计名称： 电子技术课程设计

设计题目： 四路装饰彩灯控制器电路设计 完成期限：自 2010 年 6 月 1 日至 2010 年 6 月 14 日共 2 周

设计依据、要求及主要内容：

一、课题意义 本课题利用电子技术知识设计出彩灯装饰控制器，该控制器具有4路输出，该输出不是简单的4路彩灯依次循环点亮，而是产生多种花样，它能使4路彩灯以“依次点亮 递增点亮 闪亮 ……”等多种花样闪烁，可用于家庭和商铺的节日装饰。通过本课题练习，学生对综合知识应用能力、设计能力将

有较大提高，对今后从事电子产品的研制、生产、经营维修等打下基础。 二、课题实现方法

本课题利用电子技术设计节日装饰彩灯电路，可以先查阅相关资料（网上查找或参考相关书籍手册），明确课题的方向和目的，然后学习完成课题所需的理论知识，了解电路的工作原理；在理解的基础上确定设计方案，设计出完整的电

路，提交课程设计说明书一份。 三、设计内容 1．用555时基电路与外围电阻、电容等元件设计出振荡频率可调的超低频振荡器；十进制计数器/脉冲分配器输出电平控制晶闸管的开合，实现4路彩色

灯串循环实现花样闪烁，给人们带来视觉上的动感效果。 2．设计要求画出电路原理图；标注元器件及参数选择； 3．设计过程中，能发现问题和并解决问题。

4．编写设计报告，写出设计过程，附上有关资料和图纸，有心得体会。 四、设计要求

1、设计电源电路和超低频脉冲振荡电路； 2、合理连接十进制计数器使之控制后续彩灯电路的工作，一个周期后能够自动复位，实现循环； 3、设计晶闸管、彩灯连接方式电路。 五、参考文献

[1] 贾秀美.数字电路实践技术（第一版）.中国科学技术出版社，2000. [2] 王毓银.脉冲与数字电路（第三版）.高等教育出版社，1999. [3] 路勇.电子电路实践及仿真（第一版）.清华大学出版社，2004.

[4] 岳怡.数字电路与数字电子技术（第一版）.西北工业大学出版社，2001. [5] 刘常澍.数字逻辑电路（第一版）.国防工业出版社，2002. [6] 萧宝瑾.protel 99 SE操作指导与电路设计实例（第一版）.太原理工大学，2004. [7] 赵学良，张国华.电源电路[M].北京:电子工业出版社,1995. [8] 张义申，陆坤等.电子设计技术[M].西安:电子科技大学出版.1996. [9] 陈有卿，叶桂娟. 555时基电路原理、设计与应用[M].北京：电子工业出版社.2007. [10] 余孟尝.数字电子简明教程（第三版）[M].高等教育出版社,2006

指导教师（签字）： 教研室主任（签字）： 批准日期： 年 月 日

课程设计说明书 第I页

四路装饰彩灯控制器电路设计

摘 要

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。由于程序循环一次要12秒，故需要一个12进制的计数器控制循环。第三节拍时要求1秒内全灭全亮各一次，故脉冲信号频率比先前两节拍时脉冲频率要快一倍，而且要以相同频率控制CLR’。可以用一个16进制计数器产生脉冲信号，一路送到控制12进制的计数器，一路经逻辑电路送到移位寄存器。

关键词： 计数器，数据选择器，移位寄存器，彩灯显示电路

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目 录

1 绪论 ........................................................................................................................... 1 2 电路分析 ................................................................................................................... 1 2.1 设计思路 ............................................................................................................ 1 2.2 总体方框图 ........................................................................................................ 2 2.3 总电路图 ............................................................................................................ 3 3 单元电路设计 ............................................................................................................ 4 3.1多谐振荡器 ......................................................................................................... 4 3.2循环控制电路 ..................................................................................................... 4 3.3花样彩灯输出电路 ............................................................................................. 5 3.4总电路 ................................................................................................................. 6 4 使用芯片介绍 ............................................................................................................ 7 4.1 555定时器 ........................................................................................................ 7 4.2 JK触发器 .......................................................................................................... 7 4.3 74LS20与非门 .................................................................................................. 8 4.4 74LS04非门 ...................................................................................................... 8 4.5 74LS08与门 ...................................................................................................... 8 4.6 74LS161计数器 ................................................................................................ 9 4.7 74LS194移位寄存器 ........................................................................................ 9 总结 .............................................................................................................................. 10 参考文献 ...................................................................................................................... 11

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1 绪论

设计四路彩灯控制器目的在于进一步熟悉逻辑电路、脉冲发生电路的的设计方法及熟悉相关数字芯片的功能和使用方法。本设计通过555定时器、74LS161计数器、74LS194移位计数器等实现一个装饰四路彩灯控制器，通过这个控制器可以实现灯的不同花色。通过这个设计可以让我们加深对电子电路的理解，方便以后课时的学习。

2 电路分析

2.1 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74LS161分频实现，循环控制电路由74LS161和7420实现，彩灯花样输出电路由74LS194和相关逻辑电路实现。

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4.2 JK触发器

JK触发器为下降沿敏感的触发器，J=K=1时，JK触发器每输入一个脉冲状态改变一次，因此Q的输出是周期性的时钟脉冲。而当Y3和Y4有一个有效时，此时为全部左移或右移状态，将脉冲信号选入电路中，由此实现时钟脉冲的分频和选择[6]。

图7 JK触发器的引脚图

4.3 74LS20与非门

图8 74LS20与非门引脚图

74LS20包含两个四输入与非门，其中A1,B1,C1,D1和A2,B2,C2,D2分别为两个与非门的输入端，Y1和Y2为两个与非门的输出端[7]。

课程设计说明书 第 8 页

4.4 74LS04非门

图9 74LS04非门引脚图

4.5 74LS08与门

图9 74LS08与门

4.6 74LS161计数器

图10 74LS161计数器引脚图

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4.7 74LS194移位寄存器

图11 74LS194移位寄存器引脚图

其中D0,D1,D2,D3为并行输出端；SR为右移串行输入端，SL为左移串行输入端；S1,S0为操作模式控制端；CP为时钟脉冲输入端[8]。

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总 结

本次设计的四路装饰彩灯控制电路与市面上大多数的LED彩灯相比，该种彩灯具有更好的灯光装饰效果，性价比更高，与普通的全硬件 LED彩灯相比具有更好的经济效益。应用各芯片输出的控制信号去控制灯管内的 LED板模块工作 ,使得产品性能稳定 ,便于安装容易操作。是一种很有发展前途的彩灯控制器。

通过本次设计，我学会了综合运用各种知识，使得我理论学习得到应用，对我深刻掌握理论知识是很有帮助的。在此基础上学习了数字系统设计的基本思想和方法，学会了科学地分析实际问题，通过查资料、分析资料及请教老师和同学等多种途径，独立解决问题。同时，也培养了我认真严谨的工作作风，为以后的学习提供方便。

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参考文献

[1] 贾秀美.数字电路实践技术（第一版）[M].中国科学技术出版社，2000. [2] 王毓银.脉冲与数字电路（第三版）[M].北京：高等教育出版社，1999. [3] 路勇.电子电路实践及仿真（第一版）[M].北京：清华大学出版社，2004. [4] 岳怡.数字电路与数字电子技术（第一版）[M].西安：西北工业大学出版社，2001. [5] 刘常澍.数字逻辑电路（第一版）[M].北京：国防工业出版社，2002 [6] 萧宝瑾.protel 99 SE操作指导与电路设计实例（第一版）[M].太原：太原

理工大学，2004. [7] 赵学良，张国华.电源电路[M].北京:电子工业出版社,1995.

[8] 余孟尝.数字电子简明教程（第三版）[M].北京：高等教育出版社，2006

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/0bmv.html