西华大学课程设计说明书 说明书目录
1前言 .................................................................... 1 1.1序言 ................................................................. 1 1.2目前彩灯的应用情况 ................................................... 1 1.3主要工作概述 ......................................................... 2 2 总体方案设计 ............................................................ 3 2.1方案比较 ............................................................. 3 2.2 方案论证 ............................................................. 4 2.3方案选择 ............................................................. 4 3.单元模块电路设计 ........................................................ 5
3.1时钟信号发生器 ...................................................... 5 3.2 序列信号发生器 ...................................................... 7 3.3 移位输出显示电路 ................................................... 13 4软件设计 ............................................................. 16 4.1Proteus仿真软件 .................................................... 16 4.2 Altium designer软件 ............................................... 16 4.3软件的设计结构 ....................................................... 18
5 系统调试 ............................................................. 19 5.1 脉冲信号发生器的调试 ............................................... 19 5.2序列信号发生器和以为输出显示电路调试 ............................... 20 5.3整体电路的调试 ..................................................... 20 5.4系统实现的功能 ..................................................... 21 6设计总结与收获 ......................................................... 22 7 参考文献 ............................................................... 24 附录：彩灯显示控制电路原理图 ............................................. 25
1前言
1.1序言
西华大学课程设计说明书 说明书由于集成电路的迅速发展，使得数字逻辑电路的设计发生了根本性的变化。在设计中更多的使用中，规模集成电路，不仅可以减少电路组件的数目，使电路简捷，而且能提高电路的可靠性，降低成本。因此用集成电路来实现更多更复杂的器件功能则成为必然。随着社会市场经济的不断繁荣和发展，各种装饰彩灯、广告彩灯越来越多地出现在城市中。在大型晚会的现场，彩灯更是成为不可缺少的一道景观。小型的彩灯多为采用霓虹灯电路则不能胜任。在彩灯的应用中，装饰灯、广告灯、布景灯的变化多种多样，但就其工作模式，可分为三种主要类型：管做成各种各样和多种色彩的灯管，或是以日光灯、白炽灯作为光源，另配大型广告语、宣传画来达到效果。这些灯的控制设备多为数字电路。而在现代生活中，大型楼宇的轮廓装饰或大型晚会的灯光布景，由于其变化多、功率大，数字长明灯、流水灯及变幻灯。长明灯的特点是只要灯投入工作，负载即长期接通，一般在彩灯中用以照明或衬托底色，没有频繁的动态切换过程，因此可用开关直接控制，不需经过复杂的编程。流水灯则包括字形变化、色彩变化、位置变化等，其主要特点是在整个工作过程中周期性地花样变化。
本文所要设计的彩灯是用八个发光二极管代替的，能通过外部开关的操作，来实现彩灯亮点的左移、右移、全亮、全灭的效果。因此其会在越来越多的场合中使用，这使本设计具有很大的借鉴意义。这种控制电路可靠性，灵活性高，使用范围广，特别适合中小城市的交通灯、霓虹灯等的应用。而且，它对其他类似系统的开发具有一定的借鉴意义。
1.2目前彩灯的应用情况
LED彩灯由于其丰 富的灯光色彩，低廉的造价以及控制简单等特点而得到了广泛的应用，用 彩灯来装饰街道和城市建筑物已经成为一种时尚。彩灯广泛应用于流水灯、跑马灯、鸳鸯戏水灯、流水灯、控制功能，并给出了具体的硬件电路和相应的程序。此课题设计具有很大现实意义，LED彩灯广泛应用于商业街广告灯，也可作为歌厅、酒吧照
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西华大学课程设计说明书 说明书明灯，在超大屏LED设计中也应用了此类的设计思想，随着近几年LED技术的不断发展LED发亮度得到了很大提高。 1.3主要工作概述
本文所要设计的八路彩灯的功能要求是通过手动开关操作，实现彩灯的两亮两灭的左移右移和全亮全灭的功能。以及在正式试验之前对彩灯的预置数功能，本实验的扩展功能也可以实现一亮一灭，三亮一灭，或者两亮的循环移位功能。
本课题内容属于软件电路的设计与应用方面，实现过程包括总体方案的提出比较及选择、电路原理设计、元器件（芯片）参数计算。针对现在彩灯的广泛应用，可见彩灯循环是今后提高节假日气氛的重要因之一，它的发展深度将更为广泛，使用率将会大幅度提高。本课题设计的八路彩灯循环控制电路，在今后的生活中，在投入生产时，可以是多路彩灯，将集成芯片级联使用，扩展其功能。本设计是由时钟信号发生器电路、序列信号发生器电路和移位输出显示电路组成。负载变化频率高，变换速度快，使人有眼花缭乱之感，分为多灯流动、单灯流动等情形，将会更为广泛的应用。
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西华大学课程设计说明书 说明书2 总体方案设计
2.1方案比较
方案一：本方案是由555定时器、7490计数器、74138译码器和74ls794移位寄存器组成。7490计数器和74138译码器及74194移位寄存器的时钟信号由555振荡电路提供，改变555的振荡频率，即可改变计数器的计数快慢，即可控制彩灯闪烁快慢，计数器的输出信号输入至74138译码器，由74138译码。根据计数器输出不同的计数结果，即可控制74138译码器译码得到8种不同的输出信号，决定控制彩灯的循环变化。74138的输出接在74198的八个数据输入端，可以控制彩灯的循环移位的方向，即左移和右移。当计数器清零时，可以实现全灭功能.
555 多谐振荡器 7490 计数器 74138 译码器 彩灯显示电路 74194 译码器 图2.1方案一得设计框图
方案二：本方案是由555组成的多谐振荡器作为信号的脉冲发生器，74161计数器和74153双向数据选择器组成的序列信号发生器以及移位输出显示电路所共同组成。555多谐振荡器组成的信号脉冲源作为74161计数器、74194移位寄存器的clk连续脉冲信号。通过改变电阻、电容的大小，可以改变74161计数器的计数快慢程度，74161的输出端：Q0Q1作为74153的S0S1,Q2控制74153的两个使能端。双向数据选择输入端接SWDIP-8双端的开关‘控制它的输入。74153的两个输出端连接一个二输入的与非门，它的输出通过连接两个SWDIP-4接入74194的数据输入端，74194的两个芯片的S1S0通过SWDIP-2开关接电源以及电阻到地。改变SWDIP-2的通断状态，可以实现预置数，右移、左移的
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功能。
脉冲发生器 西华大学课程设计说明书 说明书循环移位控制 彩灯显示 控制电路
图2.2采用方案二的设计框图
2.2 方案论证
方案一：该系统是利用555多谐振荡器和7490计数器以及138译码器和74194移位寄器的彩灯显示功能。555发出脉冲信号，移位寄存器由计数器和译码器控制，1s的时间间隔，让彩灯实现间亮间灭的功能
方案二：该方案是使用555振荡脉冲电路和循环移位控制电路以及彩灯显示电路实现它的全亮全灭，二亮二灭，以及它的扩展功能一亮一灭、三亮一灭的循环、还有就是在实现各功能之前时的预置数功能，此系统都是通过开关控制的，比较方便。
2.3方案选择
上述两个方案最大区别就是，方案一采用的是译码器输出控制寄存器，实现功能的。方案二采用的是74153双向数据选择器输出端控制移位寄存器的输入端，中间是开关连接的。很方便，价格也低廉，通过上述方案的比较，最后我选择了方案二。
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