多彩循环彩灯控制器设计

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1、武汉理工大学《电工电子综合课程设计》说明书1设计意义及要求1.1设计意义（1）通过此次课程设计，加深同学们对理论知识的理解，培养同学们的动手动脑能力以及解决实际问题的能力。（2）培养同学们之间相互学习、相互交流合作共同解决问题的能力。（3）培养同学们对电子设计的兴趣，查阅相关资料解决疑难的能力。（4）同学们自学protues仿真软件画电路图并进行仿真操作，培养学生的自学能力。（5）增强同学们的创新能力，鼓励同学们设计出属于自己的方案。1.2设计要求现有8只彩灯，试设计一控制器，要求彩灯能实现如下追逐图案：（1）使8只彩灯从右到左逐一循环点亮。（2）

2、使8只彩灯按照11101110左移循环点亮。（3）使8只彩灯交替闪烁。（4）接着重复以上的动作，这样一直循环下去。时间间隔为0.5秒。（5）严格按照课程设计说明书要求撰写课程设计说明书。2方案设计2.1设计思路2.1.1设计方案一设计要求彩灯完成三个可以循环的功能，于是就把设计分为几个独立的功能模块进行设计，每一个模块完成特定的功能，再把它们有机的组织起来构成一个系统完成彩灯控制器的设计。由555多谐振荡器产生脉冲，再用74LS161进行分频，为电路提供脉冲信号。彩灯花样控制电路由74LS198和门电路构成。循环选择控制电路由74LS161和门电路

3、组成。多谐振荡器分频计数器门电路选择器移位寄存器多谐振荡器输出计数器图2.1多彩循环彩灯控制器设计方案一系统框图20武汉理工大学《电工电子综合课程设计》说明书具体设计步骤：先将每个设计的功能要求的单独电路画出来，通过74LS198双向移位寄存器来实现对彩灯的直接控制。在完成单个功能要求之后，通过计数器74LS161配合相应的门从而选择哪一个门电路结构工作，把预先存在相应门电路结构输入端的数据送到移位寄存器74LS198的数据输入端，并对其进行置数。给移位寄存器加上相应的反馈，配合脉冲工作，当移位寄存器输出一种彩灯花样结束后，就重新置一次数，切换一种

4、工作状态，从而实现在三种彩灯花样之间的循环。2.1.2设计方案二（小组方案）此方案运用AT89S52单片机，通过IO口直接驱动LED灯。通过编写相应的程序从而实现在三种工作状态之间的切换。设计框图如图2.2所示：AT89S52单片机LED灯显示电路图2.2多彩循环彩灯控制器设计方案二系统框图2.2方案设计2.2.1设计方案一电路图多彩循环彩灯控制器设计方案一电路原理图如图2.3所示：工作原理：一、接通电源，555多谐振荡器产生周期为0.5秒的脉冲信号，将脉冲信号分别送给计数器74LS161（1）和移位寄存器74LS198。计数器74LS161（1）

5、按照反馈置数法连接成8进制计数器从而实现对脉冲信号周期的扩展，即将原脉冲进行8分频，得到周期为4秒的脉冲信号。用周期为4秒的脉冲信号触发下一个计数器74LS161（2），把74LS161（2）连接成3进制计数器，Q1Q0就有三种循环状态00，01，10，00……二、将8个二输入与门7408作为一组，每个与门的选出一个输入端口连接在一起，接控制信号，一共放置3组，组成3个与门结构。每组的二输入与门的另一个输入端分别接上移位寄存器74LS198所需要的预置数，3组分别为00000001,11101120武汉理工大学《电工电子综合课程设计》说明书10，1

6、0101010。三组中相应的每三个输出通过三输入或门4075接到移位寄存器74LS198的数据输入端。三、74LS161（2）的数据输出端Q1Q0有三种循环状态00，01，10。Q1Q0输出通过一个二输入或非门7402接到第一组与门结构的控制信号输入端；Q0通过反相器4069取反与Q1接到第二组门结构的控制信号输入端；Q1通过反相器4069取反与Q0接到第三组门结构的控制信号输入端。这样当计数器74LS161（2）的输出Q1Q0在00，01,10间循环变化时。三组门结构分别循环被选通，预先存在输入端的预置数被送到移位寄存器的数据输入端。每组门结构工

7、作的周期为4秒，恰好为彩灯一种工作状态的时间。四、给移位寄存器74LS198加上四个反馈，当输出分别为00000000,10000000，01110111,01010101时使移位寄存器预置数。开始工作时，对移位寄存器进行清零。当地一个0.5秒的脉冲到来时，第一组门结构被选通数据00000001到达移位寄存器数据输入端，并保持八个周期4秒，与此同时，移位寄存器预置数使输出为00000001。而后进入左移工作状态，依次显示00000010,00000100,00001000,00010000,00100000,01000000,10000000，此即

8、为第一种彩灯工作状态。当显示为10000000时，下一个脉冲到来时，移位寄存器重新进行预置数，而此时存在移位寄存器数据端的