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首页数字电路课程设计——彩灯控制器 .pdf
1)以LED数码管作为控制器的显示元件,它能自动地依次显示出数字0、1、2、3、4、5、6、7、8、9(自然数列),1、3、5、7、9(奇数列),0、2、4、6、8(偶数列)和0、1、2、3、4、5、6、7、0、1(音乐符号数列),然后由依次显示出自然数列、奇数列、偶数列和音乐符号数列…….,如此周而复始,不断循环。 2)打开电源时,控制器可自动清零。 3)每个数字的一次显示时间相等,该时间在0.5s到2s范围内连续可调。 4)确定设计方案,按功能模块的划分选择元、器件和集成电路,设计分电路,阐述基本原理。绘制总体电路原理图。
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《数字电子电路与逻辑设计》课程设计说明书
目录
摘要
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I
Abstract
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II
第 1 章 彩灯控制器的设计分析及整体电路框图
.......................................................................
1
1.1 设计分析
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1
1.2 整体电路框图
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第 2 章 设计方案选择
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2.1 方案一
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2
2.2 方案二
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2
2.3 方案三
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3
2.4 方案的选择
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3
第 3 章 方案三电路各部分的设计及其原理
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3.1 数列循环部分
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4
3.1.1 方案一
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4
3.1.2 方案二
..................................................................................................................
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3.2 数列显示部分
..................................................................................................................
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3.2.1 方案一
..................................................................................................................
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3.2.2 方案二
..................................................................................................................
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3.3 清零功能部分
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3.3.1 方案一
................................................................................................................
10
3.3.2 方案二
................................................................................................................
10
3.3.3 方案三
................................................................................................................
11
3.4 脉冲信号部分
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3.5 总电路
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第 4 章 仿真结果及分析
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4.1 仿真结果
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14
4.2 仿真结果分析
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15
第 5 章 总结
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16
参考文献
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附录一:元件清单
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附录二:单片机代码
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19

《数字电子电路与逻辑设计》课程设计说明书
I
摘要
在日常生活中、欢乐节日、娱乐及科研中,到处都会遇到装饰问题,总离不开彩灯
控制器,变换的彩灯已经成为人们日常不可缺少的点缀。彩灯控制电路的不断完善,使得
人们的生活更加丰富多彩。在这样的情况下,我们需要开发出更加时尚,电路更加简单,
功能更多的多路彩灯控制器,使得它能在不同的场合,不同时间段,能够有不同的闪烁频
率。本文用计数器、译码器作为主要元器件,实现彩灯的各种序列变换,进行彩灯控制的
初步探索和研究,设计的思想是以最少的芯片数量,制作体积小、功耗低,并且具有很好
的可靠性和可扩展性的彩灯控制电路。
关键词:多路彩灯控制器 序列变换 芯片

《数字电子电路与逻辑设计》课程设计说明书
II
Abstract
In daily life, happy festivals, entertainment and scientific research, everywhere will
encounter decoration problems, always inseparable from the color lamp controller, changing
color lights have become a daily indispensable embellishment. The continuous improvement of
color lamp control circuit makes people's life more colorful. In such a situation, we need to
develop a more fashionable, simpler circuit, more functional multi-channel color lamp controller,
so that it can have different flashing frequency in different occasions, different time periods. In
this paper, the counter and decoder are used as the main components to realize the sequence
transformation of color lamp, and the preliminary exploration and research of color lamp control
are carried out. The idea is to make small-sized, low-power, light-lighted control circuits with
minimal number of chips and good reliability and scalability.
Keywords: Multi-channel Color Lamp Controller Sequence transformation Chip

《数字电子电路与逻辑设计》课程设计说明书
1
第 1 章 彩灯控制器的设计分析及整体电路框图
1.1 设计分析
(1)自动地依次显示出数字 0、1、2、3、4、5、6、7、8、9(自然数列),1、3、5、7、
9(奇数列),0、2、4、6、8(偶数列)和 0、1、2、3、4、5、6、7、0、1(音乐符号
数列),然后由依次显示出自然数列、奇数列、偶数列和音乐符号数列…….,如此周而
复始,不断循环。此设计要求循环显示四种数字序列,并不断重复。
(2)打开电源时,控制器可自动清零。此设计要求电路具有上电清零功能。
(3)每个数字的一次显示时间相等,该时间在 0.5s 到 2s 范围内连续可调。此设计要求
数字显示时间相等且可以通过改变时钟信号的频率在 0.5s 到 2s 之间调节数字显示时间。
1.2 整体电路框图
设计的彩灯控制器总电路由循环控制电路、序列控制电路、输出电路三部分组成,其
中序列控制电路又包括自然序列、奇偶序列和音乐序列控制电路。其工作流程是通过循环
电路控制序列电路中序列的循环,再由输出电路输出序列。其工作框图如图 1.1 所示:
图 1.1 彩灯控制电路工作框图
循
环
控
制
电
路
路路
序
列
控
制
电
路
输
出
电
路
脉冲
自然序列 奇数序列
音乐序列 偶数序列
计数器
清零电路

《数字电子电路与逻辑设计》课程设计说明书
2
第 2 章 设计方案选择
2.1 方案一
(1) 用 JK 触发器构成两位二进制计数器控制四种循环,可以用到 74LS76(集成 JK 触发器)。
(2) 用十进制计数器产生序列,采用具有异步清零和异步置数功能的 74LS192(双时钟十
进制同步可逆计数器)来实现包括 0-9 的自然数列、1-9 的奇数数列、0-8 的偶数数列和
音乐数列的二进制。
(3) 再通过逻辑门电路将序列输出。包括 74LS32(集成二输入或门),与门、或门、非门、
与非门、或非门、异或门。
2.2 方案二
以 STC89C52 单片机作为主控核心与辅助硬件电路相结合,利用软件编程实现对数码
管显示的控制,从而将 4 种循环序列依次循环显示,这种设计方案具有电路结构简单、操
作容易、硬件少、成本低等特点
[2]
。电路图如图 2.1 和图 2.2 所示。
图 2.1 STC89C52 模块电路图
图 2.2 数码管模块电路图
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