七彩循环灯电路设计

1、摘 要循环装饰灯，流水灯在我们的日常生活中应用广泛，并且深受人们的喜爱，因此欲设计一种七彩循环装饰灯，使其实现不同的流水模式，在设计中，大量使用模拟电子基础的知识，用到了双D触发器，二进制计数器，缓存器，以及555脉冲触发器等，通过双D触发器和二进制计数器来完成分频的作用，通过缓存器来实现七彩灯的三种流水模式的循环。同时通过分频器的作用我们可以是实现，三亮一灭的循环和一亮一灭的循环移位，以及逐个点亮的效果，对于家居装饰具有很好的彩灯效果。关键字：七彩灯 循环 流水模式12 / 12目 录1 设计任务11.1 设计目的和意义11.2电路要求12 系统设计2.1 总体方案设计12.2具体电路设计2

2、2.2.1 频率控制电路电路的设计22.2.2 时钟信号电路的设计32.2.3流水模式控制电路的设计32.2.4 彩灯演示电路电路的设计42.3 系统总体电路52.4 系统所用元器件63系统调试73.1基本CP脉冲产生电路波形图与分频电路波形图73.2测试波形74.总结84.1 该系统的总结84.2 心得体会81 设计任务1.1 设计目的和意义 让我们在实践中进一步掌握数字电路课程所学的理论知识，并且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。同时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，培养认真严谨的工作作风和实事求是的工作态度。而且

3、电子技术课程设计是大学中为我们提供的一次动手实践的机会，增强动手实践的能力。1.2电路要求 要求完成七彩循环装饰灯控制器设计，其能够完成7路彩灯至少三种流水模式下的循环， 彩灯用发光二极管LED模拟；2 系统设计2.1 总体方案设计 根据系统的要求，确定系统的总体方案如图所示。 彩灯演示电路时钟信号 电路流水模式控制电路频率控制电路 系统总体设计方案2.2具体电路设计2.2.1 频率控制电路电路的设计 由一片151和一片74级联实现。整体上实现脉冲频率的变换，即交替产生快慢节拍。令74的Vcc，CLR，PR都接高电平，将Q的输出接到D端，Q端的输出接到151的D1端。令151的B,C,G,GN

4、D接低电平，Vcc接高电平，D0接时钟信号的CP脉冲，A端接由花型控制电路的QG输出。所以Y端的输出就为：Y=CP·A+Q·A(Q是74D触发器的输出端)由D触发器具有记忆功能，记录上一个状态，所以在每一个CP脉冲的上升沿，Q输出为上一次的记录（即一个脉冲）。也就比时钟信号电路的CP脉冲慢了一拍。 所以通过A为0或1选择Y端输出的脉冲的频率。A端接的是161的高位片的QG即当到达第64拍时QG为1接下来的65128拍为变慢后的脉冲输出。电路图如下:2.2.2 时钟信号电路的设计由一片555加上适当电容及电阻实现。电容取：910nf 910nf电阻取：150 k 10 k电路

5、图如下：2.2.3流水模式控制电路的设计161的级联用的是同步，并用QH清零。当三种流水模式显示一遍后（总共64拍）161的输出变为00000100所以将161高位片的Q2（即QG）信号输给节拍控制电路的151的A来通过节拍控制电路改变第二遍花型显示的频率。161的CP脉冲来自节拍控制电路中74的输出端Y。流水模式一7路灯分两半，从右至左渐亮，全亮后，再分两半从右至左渐灭 ，循环两次；流水模式二从两边到中间对称地逐次渐亮，全亮后仍由两边到中间逐次渐灭循环两次花型；流水模式三从中间到两边对称地逐次渐亮，全亮后仍由中间到两边逐次渐灭，循循环两次花型。电路图如下：2.2.4 彩灯演示电路电路的设计

6、采用74194实现三种流水模式的连续显示必须对两片194的S1、S0和SL、SR一句节拍的变化进行相应的改变,通过161的输出反馈来控制经过观察每16个CP低位片输出Q1Q4变化比较频繁,根据变化的花型频率选用高位片的Q5Q6去控制194的SL、SR、S1、S0的变化从而实现滑行的变化。电路图如下：2.3 系统总体电路2.4 系统所用元器件 本系统所用的元器件清单如表1所示。元器件名称数量移位寄存器741942与非门74LS004非门74LS044555脉冲触发器1二进制计数器741612数据选择器741511双上升沿D触发器 74LS741电源VCC导线若干发光二级管83系统调试3.1基本C

7、P脉冲产生电路波形图与分频电路波形图3.2测试波形流水模式一：流水模式二：流水模式三：4.总结4.1 该系统的总结 该系统实现了全亮全灭，两亮两灭的左移右移功能。通过设计，该电路还能实现其他的扩展功能，三亮一灭的循环和一亮一灭的循环移位。但是该系统用的芯片较多，虽然整个系统简单让人易于理解，但是在这个设计中对于脉冲信号频率的输出没有进行准确的概念，因此输出信号不稳定，当555的电容较小时，其频率变化较快，不易于人眼的观察。4.2 心得体会 这次课程设计主要是运用数字电路逻辑设计的一些相关知识，在整个实习过程中，都离不开对数字电路课程知识的再学习。我在最开始，就先将实习用到的知识通过翻阅数电书回顾了一遍，这样的回顾让我对知识的理解更加透彻，对后来的快速设计起了很好的铺垫作用。但是随着设计的进行我才发现，当我们将我们所学勇于实践时，我才懂得我实在懂得太少，理论知识往往都是在一些理想状态下的假设论，而实际的动手操作则完全不同，需要考虑实际中的很多问题。有些知识在理论上可能完全没错但到了实际中则不然。比如在动笔做题时我们是不用考虑导线的电阻的，但在实际中，导线电阻有时是会带来时延造成花型变化的错乱，所以我们应尽量在连接电路时选择最短路径。设计附图：参考文献1 阎石主编. 数字电子技术基础（第五版）. 北京：高等教育出版社，