课程设计---简易彩灯控制电路

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1、简易彩灯控制电路目录摘要1一方案论证21.1方案一手动脉冲控制电路21.2方案二自动脉冲控制电路21.3总体方案的选择21.3.1方案一21.3.2方案二2二设计电路及其工作原理32.1设计方案32.2基本原理32.2.1系统框图32.2.1原理图42.3系统各部分工作原理42.3.1时钟电路的工作原理52.3.2分频电路的工作原理72.3.3状态机电路82.3.4移位输出电路9三结论与展望10参考文献11附录一12附录二13附录三14附录四1516简易彩灯控制电路摘要现实生活中，大家都见过霓虹灯，它们闪烁着不同

2、颜色的光，变换着不同的花型，在晚上煞是好看，是一种很好的照明娱乐工具。本设计就是采用电子元件制作的一个简易的具有四种花型变换的彩灯。本电路系统由四部分组成，分别是：1）时钟振荡电路，由555定时器，电阻及电容构成；2）分频电路，由四位二进制计数器74LVC161组成，为D触发器提供时钟信号；3）状态机电路，由双D触发器组成；4）移位显示器，由双向移位寄存器74HC194和发光二极管组成，实现花型显示。本电路基于74系列简单逻辑门电路的组合，实现简易电子彩灯控制器电路，具有电路设计简单，成本低廉的特点。关键词：彩灯

3、，四位双向移位寄存器，四位二进制计数器，时钟振荡电路一方案论证16简易彩灯控制电路1.1方案一：手动脉冲控制电路用移位寄存器控制彩灯的左右移动，用触发器和计数器组成周期性触发电路，而总体电路的CP脉冲用单刀双掷开关通过人工控制来实现。这种方案中CP的实现是由人工控制的，其周期不稳定，时大时小，对彩灯的花样变换视觉效果影响很大，不美观；而且不能实现电路的自动控制。1.2方案二：自动脉冲控制电路用移位寄存器来控制彩灯的左右移动，用触发器和计数器组成的周期性触发电路，而此电路中的CP脉冲用NE555定时器通过外接电路实

4、现。此种电路的优点就是CP脉冲的频率稳定，彩灯花样变换的效果好，而且实现了自动控制，易于预期控制。1.3总体方案的选择1.3.1方案一：优点是电路设计简单易行，但缺点较多,就是这种方案中CP的实现是由于人工控制的,其周期不稳定,时大时小，对彩灯的花样变换视觉效果影响很大，不美观;而且不能实现电路的自动控制。1.3.2方案二:此方案优点诸多，例如CP脉冲的频率稳定，彩灯花样变换的效果好，而且实现了自动控制，易于预期的控制。故选择方案二进行电路的设计与制作。二设计电路及其工作原理16简易彩灯控制电路2.1设计方案本电

5、路系统由四部分组成：1）时钟振荡电路由555定时器，电阻及电容构成时钟振荡电路，为系统提供时钟；2）分频电路由四位二进制计数器74LVC161组成，为D触发器提供时钟信号，为状态机提供时钟；3）状态机电路由双D触发器74LS74组成；4）移位显示器由双向移位寄存器74HC194组成。2.2基本原理2.2.1系统框图状态机电路移位输出电路分频电路时钟振荡电路显示电路图2-1系统框图16简易彩灯控制电路2.2.2原理图图2-2总原理图2.3系统各部分工作原理16简易彩灯控制电路2.3.1时钟电路的工作原理图2-355

6、5定时器的电路结构16简易彩灯控制电路a、555定时器的电路结构555定时器的内部电路由分压器、电压比较器C1和C2、简单SR锁存器、放电三极管T和缓冲器G组成，其内部结构如图2-3所示，功能表如表2-1所示。表2-1555定时器功能表输入输出阈值输入Vi1触发输入Vi2复位Rd输出Vo放电管T**00导通<2Vcc/32Vcc/3>Vcc/310导通<2Vcc/3>Vcc/31不变不变b、555定时器构成时钟电路图2-4时钟电路16简易彩灯控制电路当Vc上升到2VCC/3时，使Vo为低电平

7、，同时放电二极管T导通，此时电容C通过R2和T放电，Vc下降。当Vc下降到VCC/3时，Vo翻转为高电平。当放点结束时，T截止，VCC将通过R1、R2向电容器C充电，Vc上升。当Vc上升到2VCC/3时，电路又翻转为低电平。如此周而复始，于是，在电路的输出端就得到一个周期性的矩形波。电路的振荡频率为f=1.43/(R1+R2)C。此时f=1Hz。2.3.2分频电路的工作原理图2-5分频电路74161是4位二进制同步加计数器。其中1脚是异步清零端，9脚是预置数控制端，P1、P2、P3、P4是预置数据输入端，CO是进

8、位输出端，7脚和10脚是计数控制端。由其功能表可知：1、异步清零当1脚为低电平时，不管其他输入端的状态如何，计数器将被直接置零；2、同步并行预置数在1脚接高电平的条件下，当9脚接低电平且有时钟脉冲CLK上升沿的作用下，P1、P2、P3、P4输入端的数据将分别被Q1、Q2、Q3、Q4所接收。3、保持16简易彩灯控制电路在1和9脚同时接高电平时，当两个计数使能端中有一个接低电