循环彩灯系统设计
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plc彩灯循环控制课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解PLC(可编程逻辑控制器)的基本原理,掌握彩灯循环控制的相关知识点。
2. 学生能掌握PLC编程软件的使用,学会编写简单的彩灯循环控制程序。
3. 学生了解彩灯循环控制中所涉及的电子元件,如继电器、传感器等,并理解它们的工作原理。
技能目标:1. 学生能够运用PLC编程软件进行彩灯循环控制程序的编写,实现彩灯的有序循环点亮。
2. 学生能够通过实际操作,解决彩灯循环控制过程中可能出现的问题,提高实际操作能力。
3. 学生能够运用已学知识,对彩灯循环控制系统进行创新设计,提高创新能力和实践能力。
情感态度价值观目标:1. 学生通过学习PLC彩灯循环控制,培养对自动化技术的兴趣和热情,增强学习动力。
2. 学生在学习过程中,养成合作、探究的学习习惯,培养团队协作精神。
3. 学生能够认识到PLC技术在现实生活中的广泛应用,增强对科技改变生活的认识,提高社会责任感。
本课程针对高年级学生,结合PLC技术的实际应用,注重理论知识与实践操作的紧密结合。
在教学过程中,教师应关注学生的个体差异,引导他们通过自主探究、合作学习等方式,达到课程目标。
课程目标的设定旨在使学生在掌握PLC彩灯循环控制技术的基础上,提高实践操作能力和创新能力,培养良好的学习态度和价值观。
二、教学内容本章节教学内容主要包括以下几部分:1. PLC基本原理:介绍PLC的组成、工作原理、特点及应用领域,使学生了解PLC技术的基本概念。
2. 彩灯循环控制原理:讲解彩灯循环控制的基本原理,包括彩灯的点亮顺序、循环方式等。
3. PLC编程软件操作:教授PLC编程软件的使用方法,使学生能够熟练操作软件,编写简单的彩灯循环控制程序。
4. 电子元件及其应用:介绍彩灯循环控制中涉及的电子元件,如继电器、传感器等,并讲解它们的工作原理及在PLC控制系统中的应用。
5. 彩灯循环控制程序编写:详细讲解彩灯循环控制程序的编写方法,引导学生学会使用PLC编程软件进行编程。
循环彩灯控制系统实验报告一、设计要求1、程序中由3个按钮控制每按下一个按钮都会出现不同的彩灯循环现象二、硬件电路设计1、单片机最小系统(2)发光二极管的电路三、软件设计(一)1、在Keil uVision4.LNK上写好程序后通过STC_ISP_V480.exe.lnk和USB口输入到reg52.h单片机中按下开关蓝色指示灯亮,然后按下P3^7按钮发光二极管从左往右依次点亮;2、①在不复位的情况下按下P3^6时发光二极管可以做往返运动依次点亮②在复位时按下P3^6发光二极管是从右往左依次点亮的;3、①在不复位的情况下按下P3^5时发光二极管可以在从左往右或者从右往左点亮后1,3,5,7与2,4,6,8交替闪烁(在看先点亮P3^6还是P3^5 来实现从左还是从右开始循环)②在复位时按下P3^5发光二极管是作1,3,5,7与2,4,6,8交替闪烁。
(二)说明(“0”“1”“2”“3”“4”“5”“6”“7”按键P3^7 0X7F 0XBF 0XDF 0XEF 0XF7 0XFB 0XFD 0XFE 复位P3^6 0XFE 0XFD 0XFB 0XF7 0XEF 0XDF 0XBF 0X7F 复位P3^5 0X7F/0XFF 0XFF/0XBF0XDF/0XFF0XFF/0XEF0XF7/0XFF0XFF/0XFB0XFD/0XFF0XFF/0XFE复位8421码10=A 11=B 12=C 13=D 14=E 15=F四、系统测试步骤1:新建工程→New Project→选择单片机型号→Atmel→AT89C52取名→保存2:新建文档→New file→取名→保存(—3个按键控制两种LED现象.C)3:点右键→Add file to group→选择(—3个按键控制两种LED现象.C)4:点工程右键→options “output”(√)create hex file5产出hex档→编译按钮(↓)(↓↓)(↓↓↓)STC下载软件1:选择单片机型号“STC89C52RC”2:打开文件→(流水灯.hex)3:选择COM口(裝置管理員)4:点下载按鈕→开启电源按钮→“OK 已加密”附录源程序清单#include <reg52.h>#define uint unsigned int#define uchar unsigned charsbit key1 =P3^7; //第一个按键sbit key2 =P3^6; //第二歌按键sbit key3 =P3^5; //第三个按键uchar A1=0,A2=0,A3=0;void delay(uint z){uint i,j;for(i=0;i<z;i++)for(j=0;j<110;j++);}void O_to_E() //1,3,5,7与2,4,6,8交替闪烁{P0=0Xaa;delay(200);P0=~0Xaa;delay(200);}{if(!key1){delay(10); //延时if(!key1)A1=1;}if(!key2){delay(10); //延时if(!key2)A2=1;}if(!key3){delay(10); //延时if(!key3)A3=1;}}void main(){uchar i;while(1){if(A1){for(i=0;i<8;i++) //从左往右亮,每盏灯亮一次{P0=~(0x7f>>i);delay(100);}}if(A2){for(i=0;i<8;i++) //从右往左亮,每盏灯亮一次{P0=~(0xfe<<i);delay(100);}}if(A3){O_to_E(); //1,3,5,7与2,4,6,8交替闪烁}}}附加图片(因为手机问题从左往右跟从右往左还有左右往返的看不出来所以就拍了2张图片)1、从左往右、从右往左、往返2、//1,3,5,7与2,4,6,8交替闪烁超。
彩灯循环控制电路的设计1.技术指标:设计一种利用发光二极管作为彩灯指示,实现发光二极管依次点亮形成移动的光点,并不断循环的彩灯循环控制电路,要求可以实现彩灯循环的时间可以调节。
2设计方案及其比较:2.1方案一:原理设计:设计分为两个部分,一是始终脉冲发生部分,另外是彩灯的显示部分。
2.1.1图一原理图一555真值表:对于脉冲信号产生的设计是:此设计用T=1.1RC来控制脉冲触发的脉冲时间。
4.1.2Cd4017下图为CD4017引脚图及真值表CD4017引脚功能描述CP1’:进位脉冲输渊CP0:时钟输入端CR:清除端INH:禁止端Q0-Q9 计数脉冲输出端VDD:正电源VSS:地CD4017工作条件电源电压范围:3V-15V输入电压范围:0V-VDD工作温度范围M 类:55℃-125℃E 类:40℃-85℃极限值电源电压:-0.5V-18V输入电压:-0.5V-VDD 十0.5V 输入电流:±10mA贮存温度:-65℃-4.1.3因此此设计方案可以为:这个方案已经把很大部分的脉冲发生器和方案二左边开始:排电阻,发光二极管,传输门,89c51芯片,89c51的编程代码:#include<reg52.h>#include <intrins.h>#define uint unsigned int#define uchar unsigned charuchar temp,num,num1;void delay(uint);void main(){temp=0xfe;while(1) // 外部循环{for(num=0;num<100;num++){P0=temp; //初始状态使P0口的灯最后一个亮,其余灭temp=_cror_(temp,1); //使亮的灯左移。
P0=temp; //再次回到初始状态delay(15); // 延时15个周期,即使灯持续亮15个周期时间。
循环彩灯控制电路设计1. 任务背景在日常生活和娱乐活动中,我们经常会看到各种颜色鲜艳、循环变化的彩灯。
通过控制电路的设计,可以实现彩灯的自动循环变换,提供更加丰富多样的视觉效果。
本文将介绍循环彩灯控制电路的设计原理、硬件实现和软件编程等方面的内容。
2. 设计原理循环彩灯控制电路的设计原理基于以下关键要素:2.1. 电源供电循环彩灯的运行离不开稳定的电源供应。
一般情况下,采用直流电源供电,电压稳定在5V或12V。
2.2. LED彩灯选择适合的LED彩灯作为光源,一般选择RGB LED灯。
RGB LED灯具有红、绿、蓝三种基本颜色的发光二极管,可以通过调节电压来调整不同颜色的亮度,同时通过控制三个通道的电压来生成各种颜色。
2.3. 控制电路控制电路负责通过控制信号来实现彩灯的循环变换。
一般常用的控制电路有微控制器、Arduino等。
2.4. 软件编程使用软件编程来控制彩灯的循环变换。
通过编写程序来控制控制电路的输出信号,实现彩灯颜色和模式的切换。
3. 硬件实现循环彩灯控制电路的硬件实现需要以下元件:•电源模块:用于提供稳定的直流电源,确保彩灯正常运行。
•RGB LED灯:作为光源,提供不同颜色的发光。
•控制电路模块:负责接收控制信号,并控制LED灯的亮度和颜色。
•控制设备:如Arduino等,用于编程和控制控制电路模块。
3.1. 连接电源将电源模块连接到电网,确保提供稳定的电源供应。
根据实际需求选择适当的电压和电流。
3.2. 连接RGB LED灯将RGB LED灯的各个引脚依次连接到控制电路模块的输出端口。
一般情况下,红色针脚连接到红色通道,绿色针脚连接到绿色通道,蓝色针脚连接到蓝色通道。
3.3. 连接控制电路模块将控制电路模块的输入端口连接到控制设备上,如Arduino的数字输出引脚。
4. 软件编程软件编程是实现彩灯循环变换的关键步骤。
以下是一个示例程序,使用Arduino编写。
void setup() {// 设置控制引脚为输出模式pinMode(redPin, OUTPUT);pinMode(greenPin, OUTPUT);pinMode(bluePin, OUTPUT);}void loop() {// 红色亮digitalWrite(redPin, HIGH);digitalWrite(greenPin, LOW);digitalWrite(bluePin, LOW);delay(1000); // 延迟1秒// 绿色亮digitalWrite(redPin, LOW);digitalWrite(greenPin, HIGH);digitalWrite(bluePin, LOW);delay(1000); // 延迟1秒// 蓝色亮digitalWrite(redPin, LOW);digitalWrite(greenPin, LOW);digitalWrite(bluePin, HIGH);delay(1000); // 延迟1秒}通过上述程序,可以实现彩灯的红、绿、蓝三种颜色之间的循环变换。
循环彩灯的设计一:设计目的:1.学习用状态机设计特色电路。
2.牢固掌握用VHDL语言编写状态机程序的方法和技巧。
二:设计要求:1.设计一种楼梯照明控制器,该控制器控制红、绿、黄三个发光管循环发光,要求红灯亮2秒,绿灯亮3秒,黄灯亮1秒。
2.编写循环彩灯控制器的VHDL源程序;3.在MAX+PLUS II 上进行编译、综合、适配、引脚锁定、下载测试;4.在MAX+PLUS II 上进行波形仿真的测试。
三:设计内容:1.编写彩灯循环控制器的VHDL源程序:LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITY CAIDENG1 isPORT(CLK :IN STD_LOGIC;RST:IN STD_LOGIC;R,G,Y:OUT STD_LOGIC);END CAIDENG1;ARCHITECTURE one OF CAIDENG1 ISTYPE STA TE_TYPE IS(S0,S1,S2,S3,S4,S5);SIGNAL STA TE:STA TE_TYPE;BEGINPROCESS(CLK,RST)BEGINIF RST='1'THEN STA TE <=S0;ELSIF CLK'EVENT AND CLK ='1' THEN CASE STATE ISWHEN S0=>R<='1';G<='0';Y<='0';STATE<=S1;WHEN S1=>R<='1';G<='0';Y<='0';STATE<=S2;WHEN S2=>R<='0';G<='1';Y<='0';STATE<=S3;WHEN S3=>R<='0';G<='1';Y<='0';STATE<=S4;WHEN S4=>R<='0';G<='1';Y<='0';STATE<=S5;WHEN S5=>R<='0';G<='0';Y<='1';STATE<=S0;END CASE;END IF;END PROCESS;END ONE;2.编好程序并保存好后对程序进行操作:首先在‘MAX+PLUS II’中的‘File’中点’Project’— . 并在Assign---Device,在Device Familly栏目中选择FLEX10K---‘EPF10K10CC84-4’----OK。
数电课程设计--彩灯循环控制电路设计《数字电子技术课程设计》报告——彩灯循环控制电路设计1.课程设计目的1.1巩固和加强“数字电子技术”课程的理论知识的理解和应用。
1.2独立设计出比较复杂的实用数字电子线路。
1.3提高电子电路实验技能及Multisim10仿真软件的使用能力。
1.4通过数字电子线路的设计、安装和调试,初步掌握数字电子线路单元电路的分析与设计方法。
1.5巩固所学理论,提高动手能力、创新能力和综合设计能力2.课程设计要求2.1所设计彩灯要能够自动循环点亮。
2.2彩灯循环显示且频率快慢可调。
3.3控制电路具有8路以上输出。
3.电路组成框图电源接入↓555定时电路↓计数器电路↓译码器电路↓彩灯演示电路4.元器件清单器材数量555 time rated 174HC163D_6V 174HC154DW_6V 1彩色发光二极管 8100Ω电阻 1800k电阻 25V电压源 1100nF可变电容 110nF电容 15.各功能块电路图5.1时钟信号产生电路通过调节C1来调节555定时器输出频率。
VCCOUTU3555_TIMER_RATEDGNDDIS RSTTHR CONTRI R41mΩR51mΩC210nF 14C1100nF Key=A45%1620VCC5.2计数电路使74HC163D 计数器实现000至111的计数循环。
U174HC163D_6VQA 14QB 13QC 12QD 11RCO15A 3B 4C 5D 6ENP 7ENT 10~LOAD 9~CLR 1CLK2U274HC154DW_6VO23O34O56O45O67O12O78O01O89O910O1011O1113O1214O1315O1416O1517A 23B 22C 21D20~G118~G219VCCOUTU3555_TIMER_RATEDGNDDIS RST THR CONTRI 13910115.3译码显示电路用100Ω连接在5V 电源与LED 灯之间,来保证LED 灯上通过的电流处于最大电流内,用74HC154来实现计数器输出数字的译码,从而使对应灯亮起。
plc 彩灯循环课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握PLC(可编程逻辑控制器)的基本原理和操作方法。
2. 使学生了解彩灯循环的电路设计及其与PLC的关联。
3. 帮助学生理解PLC编程中常用的指令和程序结构。
技能目标:1. 培养学生运用PLC进行彩灯循环控制的设计与编程能力。
2. 提高学生动手实践能力,能够独立完成彩灯循环电路的搭建和调试。
3. 培养学生分析问题、解决问题的能力,使其能够针对实际需求调整程序。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对PLC技术及其应用的兴趣,激发学生的创新意识。
2. 培养学生团队合作精神,提高沟通与协作能力。
3. 增强学生的环保意识,使其在设计过程中注重节能与环保。
课程性质:本课程为实践性较强的课程,结合理论讲解和实际操作,帮助学生掌握PLC彩灯循环控制技术。
学生特点:学生具备一定的电子电路基础知识,对PLC技术有一定了解,喜欢动手实践,但编程能力有待提高。
教学要求:结合学生特点,采用任务驱动法,引导学生主动探究,注重理论与实践相结合,提高学生的综合应用能力。
将课程目标分解为具体的学习成果,以便于教学设计和评估。
二、教学内容1. PLC基本原理与结构:介绍PLC的工作原理、硬件组成、输入输出接口等基本知识,对应教材第二章。
2. 彩灯循环电路设计:讲解彩灯循环电路的原理、元器件选择、电路图绘制,对应教材第四章。
3. PLC编程指令与技巧:学习PLC编程中常用的指令,如逻辑运算、定时器、计数器等,对应教材第五章。
4. 彩灯循环控制程序设计:结合实际案例,设计彩灯循环控制程序,分析程序结构和编程技巧,对应教材第六章。
5. 实践操作与调试:指导学生进行彩灯循环电路的搭建、编程、调试和优化,提高学生的动手能力,对应教材实践环节。
教学进度安排:1. 2课时:PLC基本原理与结构学习。
2. 2课时:彩灯循环电路设计与元器件选择。
3. 3课时:PLC编程指令与技巧学习。
4. 3课时:彩灯循环控制程序设计。
课程设计题目学院专业班级姓名指导教师年月日目录摘要 (2)1设计任务及要求 (4)2方案设计及选择 (4)2.1 方案设计 (4)2.2 方案的比较与选择 (8)3单元电路的设计 (9)4 整体电路图及原理 (15)4.1整体电路图 (15)4.2工作原理 (16)5 电路调试及结果分析 (16)5.1调试 (16)6 结果评价与改进方法 (17)6.1结果评价 (17)6.2改进方法 (17)7总结 (18)8参考文献 (18)摘要多组彩灯依照一定的顺序点亮构成的电路具有特别高的观赏性,在生活中有着特别广泛的应用,例如广告牌,霓虹灯等。
本设计中彩灯控制器可用于对霓虹灯或彩灯及节日字灯的控制,本次课程设计将对设计框图、设计电路图、单元电路图、工作原理、所用器件、电路调试等方面进行介绍,最后对本次课程设计进行总结。
关键词:循环,计数,单元电路彩灯循环控制电路的设计与制作1设计任务及要求(1)8个彩灯能够自动循环点亮。
(2)彩灯循环显示且频率快慢为1S。
选作:设计具有控制彩灯左移,右移,全亮及全灭功能的电路2方案设计及选择2、1 方案设计2。
1、1 方案一依照设计要求,使用计数器来实现循环,设计电路使其可实现以下功能1)彩灯右移依次点亮的循环;0010ﻩ11 010101 01102)彩灯左移依次点亮的循环:01111ﻩ000 00013)彩灯全灭的功能;00000000设计方案原理图ﻩ各单元电路所用器件为:1)脉冲发生器:使用555构成的多谐振荡电路产生频率为1Hz 的脉冲信号;2)计数器电路:使用一片74LS192实现计数功能; 3)译码器电路:使用一片74L S138来实现译码功能;4)逻辑门芯片:使用一片7420与非门芯片和两片7404非门芯片实现上述三种功能、依照原理图进行设计,得到的电路图如下所示2、1、2 方案二同方案一,使用计数器实现循环,设计电路实现以下功能:1)彩灯右移依次点亮的循环;00010ﻩ010 01102)彩灯左移依次点亮的循环:ﻩ000ﻩ01ﻩ001000013)彩灯全灭的功能;00000004)彩灯全亮的功能;11111111设计方案原理图ﻩ各单元电路所用器件为:1)脉冲发生器:使用555构成的多谐振荡电路产生频率为1Hz 的脉冲信号;2)计数器电路:使用一片74LS 163实现计数功能;3)译码器电路:使用一片74LS138来实现译码功能;4)逻辑门芯片:使用一片7410与非门芯片和两片7404非门芯片实现上述三种功能。
单片机的四开关循环彩灯的设计课程设计一、引言在现代电子技术领域中,单片机是一种功能强大且应用广泛的微处理器。
它具有体积小、功耗低、成本低廉等优点,因此被广泛应用于各种电子设备中。
其中,单片机的四开关循环彩灯设计是一项常见且有趣的课程设计项目。
本文将详细介绍该课程设计的步骤和要点。
二、设计目标本次课程设计旨在通过使用单片机和四个开关来实现一个循环彩灯系统。
具体目标如下:1. 使用四个开关控制不同颜色的LED灯的亮灭;2. 实现循环播放不同颜色的灯光效果;3. 设计简洁、易于理解和操作的系统。
三、硬件设计1. 单片机选择根据设计目标,我们可以选择适合该项目的单片机。
常见的单片机有PIC系列、AVR系列等,这里我们选择使用AVR系列的ATmega16单片机。
2. LED灯和电阻为了实现彩灯效果,我们需要准备四个不同颜色(红色、绿色、蓝色和黄色)的LED灯,并且每个LED都需要连接一个合适的电阻以限制电流。
3. 开关我们需要准备四个开关,每个开关对应一个LED灯。
这些开关用于控制LED灯的亮灭。
四、软件设计1. 系统初始化在程序开始时,我们需要初始化单片机的引脚和寄存器。
具体步骤如下:- 设置引脚方向:将LED灯所连接的引脚设置为输出,将开关所连接的引脚设置为输入。
- 设置初始状态:将所有LED灯关闭。
2. 主循环主循环是整个系统的核心部分,它负责读取开关状态并控制LED灯的亮灭。
具体步骤如下:- 读取开关状态:通过读取每个开关所连接引脚的电平来确定其状态(高电平表示按下,低电平表示未按下)。
- 根据开关状态控制LED灯:根据不同的开关状态来控制对应LED 灯的亮灭。
当按下第一个开关时,打开红色LED;当按下第二个开关时,打开绿色LED;以此类推。
- 实现循环播放效果:在每次循环中依次点亮不同颜色的LED灯,并保持一段时间后熄灭。
五、系统测试在完成硬件和软件设计后,我们需要进行系统测试以验证其功能和稳定性。
EDA技术课程设计课题:彩灯控制器的设计系别:电气与电子工程系专业:电子信息工程姓名:刘涛学号:093409142指导教师:梁成武赵红梅陈英河南城建学院2012年6月18 日一、指导教师评语(根据学生设计报告质量、答辩情况及其平时表现综合评定)。
二、课程设计评分成绩:2012年 6月日目录一、设计目的 (4)二、设计要求 (4)三、总体设计方案要求 (4)1、彩灯控制系统题目的分析 (4)2、彩灯控制系统设计的总体原理 (5)3、设计内容 (5)四、EDA程序设计及波形仿真分析 (6)1、时序电路模块 (6)2、显示电路模块 (10)五、硬件实现 (13)1、硬件实现步骤 (13)2、硬件仿真结果 (14)六、设计心得 (16)七、参考文献 (16)八、附录1总程序 (17)九、附录2设计生成的总电路图 (21)一、设计目的本程序以计算机为工作平台,综合运用EDA软件工具开发环境、用硬件描述语言VHDL为设计语言,以ASIC来实现载体的设计。
通过在EDA中的编译和处理、仿真下载、调试分析,接受一次电子设计蓝领初步的设计训练,并使所学的知识和技能得到进一步巩固、深化和扩展,以达到可以运用EDA工具设计一些简单的电子产品,掌握使用EDA工具设计数字系统的设计思想和设计方法,为继续学习和认识电子设计知识打下良好的基础。
培养利用EDA技术知识,解决电子设计自动化中常见实际问题的能力,积累实际的EDA编程。
这次课程设计主要是培养我们的实际动手能力及对EDA这门课程的深入的理解,增强我们对EDA程序设计流程的掌握。
这个课题还要求我们掌握数控分频计及7段数码显示译码器的设计方法。
二、设计要求1、用EDA技术设计一个彩灯控制器,使彩灯(LED管)能连续发出三种以上不同的花型(自拟);2、随着彩灯显示图案的变化,发出不同的音响声。
3、要求使用7段数码管显示当前显示的花型,如第一种花型显示A1,第二种花型显示B2,第三种花型显示C3。
1.摘要彩灯循环控制器主要由三部分组成:振荡电路、计数及译码驱动电路、显示电路。
振荡电路是由555定时器组成的多谐振荡器构成,用于产生时间脉冲;计数电路由74HC160构成,用于电路的计数;译码器主要用于整个电路的循环计数控制;显示电路由七段的数码管构成,用于显示电路的输出结果。
为了实现这个循环输出的功能,在设计的时候用到了一个2线--4线译码器和一个四进制计数器,可以利用它的输出端来控制四个计数器的工作情况,让四个计数器依次工作,以达到要求的依次循环输出数列。
最后就是脉冲的问题,由于在产生奇数列和偶数列的时候要求分频使得数列显示的速度大致相同,因此要分频。
用555构成多谐振荡器产生脉冲,再用一个D触发器实现二分频就可以了。
彩灯循环控制器的作用主要是对现如今非常多的彩灯的运作进行控制的一个电路,具有很广泛的应用,而计数器则在时序电路中应用很广泛,不仅可以用于对脉冲计数,还可以用于分频、定时、产生节拍脉冲以及其他的时序信号。
我们这次的实验准备分三步进行,首先是原理的分析,确定好电路图,然后根据电路图进行仿真,最后是实物的制作与调试,而我在这次课程设计中主要是做的实物,所以对于实物的焊接和调试要了解得多一些.关于焊接,我们准备采用焊锡而不是焊导线,因为导线走的线路并不是十分清晰,而且焊出来并不是十分美观,焊锡的话不仅整个电路的损耗电阻要减小,而且电路的走线清晰美观。
2.主要任务(1)设计并制作一个彩灯循环控制器;(2)用七段LED数码管作为显示元件,它能自动依次显示,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),然后循环显示自然数列,奇数列,偶数列,符号列……如此循环;(3)设置自动清0电路,打开电源输出状态为0,然后按1变化;设置时基电路为0.5S 到2S围连续可调3.基本组成方框图图1 基本方框图4.设计部分4.1序列产生部分4.1.1自然序列产生部分计数部分主要使用的是74HC160来实现的,其功能表以及引脚图如下图所示。
彩灯循环控制电路的设计与制作引言:一、设计思路:步骤1:整体设计思路:彩灯循环控制电路主要由以下几部分组成:电源供应模块、计时器模块、逻辑控制模块、彩灯驱动模块。
电源供应模块负责为整个电路提供电源,计时器模块负责控制循环的时间,逻辑控制模块负责根据计时器的状态控制彩灯的亮灭,彩灯驱动模块负责将控制信号转化成对实际彩灯的驱动。
步骤2:电源供应模块设计:电源供应模块是整个电路的基础,常用的方式为使用稳压电源或者直流电池供电。
一般使用直流电源供电会更加稳定和可靠。
步骤3:计时器模块设计:计时器模块的设计可以使用集成电路555或者Arduino等进行实现。
通过设置计时器的参数,可以控制循环的时间。
步骤4:逻辑控制模块设计:逻辑控制模块是整个电路的核心,可以使用逻辑门、可编程逻辑控制器等进行实现。
逻辑控制模块根据计时器的状态来控制彩灯的亮灭。
可以根据不同的需求,设计不同的亮灭模式,如顺序循环、随机循环、呼吸循环等。
步骤5:彩灯驱动模块设计:彩灯驱动模块负责将逻辑控制模块产生的控制信号转化成对实际彩灯的驱动。
常用的方式是使用三极管、MOS管等进行驱动。
二、制作步骤:1.连接电源供应模块:将稳压电源或者直流电池连接到电路的供电输入端。
2.连接计时器模块和逻辑控制模块:将计时器模块和逻辑控制模块按照电路设计连接起来,确保信号的正确传输。
3.连接彩灯驱动模块:将彩灯驱动模块按照电路设计连接到逻辑控制模块的输出端,确保信号能够正常驱动实际的彩灯。
4.连接彩灯:将实际的彩灯连接到彩灯驱动模块的输出端,确保彩灯能够正常亮灭。
5.测试与调试:对整个电路进行测试和调试,确保彩灯能够按照设计的循环模式正常亮灭。
三、注意事项:1.电路的供电输入要保持正确,以免对电路元件造成损坏或者故障。
2.连接电路时要避免短路和接触不良,以保证信号的正常传输。
3.在计时器模块的参数设置时要根据需求进行调整,以控制循环的时间。
4.逻辑控制模块的设计要根据实际需求设计合理的亮灭模式。
彩灯循环控制电路设计一、引言彩灯是一种非常受欢迎的装饰品,特别是在节日和庆典等场合,人们总是用彩灯来烘托气氛。
为了实现彩灯的循环控制,我们需要设计一个电路来控制它们的开关。
二、电路设计原理彩灯循环控制电路的设计原理主要基于555定时器和74HC595移位寄存器。
555定时器是一种常用的计时器,它可以产生周期性方波信号,并且可以通过改变电容和电阻值来调节输出频率。
74HC595移位寄存器则是一种串行输入并行输出的芯片,它可以将串行输入的数据转换成并行输出,并且可以通过移位操作来控制输出端口。
三、电路设计步骤1. 选择合适的555定时器和74HC595移位寄存器芯片,并根据数据手册确定引脚功能。
2. 设计基本的555定时器电路,包括外部元件如电容和电阻等,并确定输出端口。
3. 将555定时器输出端口连接到74HC595移位寄存器输入端口,通过移位操作将数据传输到寄存器中。
4. 设计驱动彩灯的开关电路,包括三极管、继电器或场效应管等,根据需要选择合适的元件。
5. 将驱动电路连接到74HC595移位寄存器输出端口,通过移位操作控制彩灯的开关状态。
四、电路实现细节1. 555定时器的输入电压应该在5V左右,如果过高或过低会影响输出频率。
2. 74HC595移位寄存器的串行输入端口需要连接到一个控制信号源,比如Arduino或Raspberry Pi等单片机。
3. 驱动彩灯的开关电路需要根据彩灯的功率和数量来选择合适的元件,并且需要注意防止过载和短路等问题。
4. 彩灯循环控制电路可以通过添加多个74HC595移位寄存器来扩展输出端口数量,从而控制更多的彩灯。
五、总结彩灯循环控制电路是一种基于555定时器和74HC595移位寄存器芯片设计的简单而有效的控制方案。
通过合理地设计和实现,可以实现对彩灯开关状态的精确控制,从而达到更好的装饰效果。
16路彩灯循环课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能够理解16路彩灯循环的基本原理,掌握电路连接方法和编程控制技巧。
2. 学生能够运用所学的电子元件和编程知识,设计并实现一个具有循环亮灯效果的16路彩灯系统。
3. 学生能够解释彩灯循环中涉及的物理和数学规律,如电路的串并联、循环计数等。
技能目标:1. 学生能够运用所学的电子制作工具和软件,动手搭建和调试16路彩灯循环电路。
2. 学生能够运用编程语言编写程序,实现彩灯的循环点亮和模式切换。
3. 学生能够通过小组合作,解决在设计和实施过程中遇到的问题,提高团队协作能力。
情感态度价值观目标:1. 学生能够培养对电子技术和编程的兴趣,激发创新精神和实践能力。
2. 学生能够认识到团队合作的重要性,培养尊重他人、善于沟通的良好品质。
3. 学生能够关注环保和节能,将绿色设计理念融入彩灯循环系统的制作过程,增强社会责任感。
本课程针对初中或高中年级的学生,结合电子技术和编程知识,旨在提高学生的动手实践能力和创新能力。
课程性质为实践性、综合性,要求学生在理解基本原理的基础上,注重实际操作和团队合作。
通过本课程的学习,学生能够将理论知识与实际应用相结合,培养解决实际问题的能力。
同时,课程目标分解为具体的学习成果,便于后续教学设计和评估。
二、教学内容本课程依据课程目标,结合电子技术和编程知识,选择以下教学内容:1. 电子元件知识:讲解常用的电子元件,如电阻、电容、二极管、三极管等,并介绍其在彩灯循环电路中的应用。
2. 电路连接原理:学习电路的串并联原理,分析16路彩灯电路的连接方式,确保学生能够理解和搭建电路。
3. 编程控制技巧:教授编程基础,如循环结构、条件判断等,并运用Arduino 或Micro:bit等编程平台编写彩灯控制程序。
4. 实践操作:指导学生动手搭建16路彩灯循环电路,编写程序,实现彩灯的循环点亮和模式切换。
5. 团队协作:培养学生团队协作能力,分组进行项目实践,共同解决设计和实施过程中遇到的问题。
目录一、系统设计 (2)(一)、方案的选择与论证 (2)(二)、总体方案设计 (2)二、MCS-51单片机 (3)(一)、单片机简介 (3)(二)、单片机各引脚功能 (4)(三)、单片机的结构组成 (5)三、硬件电路设计 (7)(一)、单机片最小系统 (7)(二)、按键控制电路 (7)(三)、中断电路 (8)(四)、LED显示电路 (8)四、系统的软件设计 (10)(一)、软件的设计思路 (10)(二)、软件设计流程图 (10)(三)、软件程序 (10)五、系统的调试 (17)六、心得体会 (18)参考文献: (19)循环彩灯的设计(电子信息工程技术专业电信09(1)班,xxx)摘要:随着电子技术的迅速发展,单片机得到了越来越多的应用。
本设计以AT89C51单片机作为主控核心,且以复位电路、时钟电路、按键电路、中断电路以及彩灯显示电路组成,利用软件编程烧录程序到单片机来实现对LED彩灯进行多样控制。
单片机89c51还结合LED发光二极管制作了一个循环彩灯,它由一块89c51组成,通过逐次扫描其中一块的P0.0—P1.7口,从而依次实现彩灯轮流点亮、逐点点亮、间隔点亮、全亮全灭等。
该系统具有电路结构简单、易操作、硬件少、体积少、成本低、能耗低等优点,有一定的实用价值。
关键词:LED彩灯;AT89C51单片机;闪烁方式;控制电路一、系统设计(一)、方案的选择与论证方案一:采用各类数字电路来组成键盘控制系统,进行信号处理,如选用CPLD等可编程逻辑器件。
本方案电路复杂,灵活性不高,效率低,不利于系统的扩展,对信号处理比较困难。
方案二:过单片机控制二极管的闪烁,通过中断来改变模式同时串行输出数码管。
P0,P1口接16个二极管,P3口接扩展板的数码显示接口。
第二种方案简单,易于设计和控制,所以选择第二种。
(二)、总体方案设计总体的方案设计如下:单片机的P1口接4路按键控制电路,实现彩灯闪烁方式的切换功能;单片机的P3.3引脚接上一个按键开关以实现对彩灯中断的控制;单片机上的P0和P2口接16路LED发光二极管组成彩灯显示电路,实现多种形式的闪烁功能。
课程设计报告题目:循环彩灯系统设计课程名称:电子技术课程设计学生姓名:学生学号:年级:15级专业:电子信息工程班级:1班指导教师:电子工程学院制2017年3月目录1设计的任务与要求 (1)1.1 课程设计的任务 (1)1.2 课程设计的要求 (1)2 循环彩灯设计方案制定 (1)2.1 循环彩灯设计的技术方案 (1)2.2 循环彩灯系统设计的原理 (1)3 循环彩灯设计方案实施 (2)3.1 循环彩灯单元模块功能及电路设计 (2)3.2 循环彩灯电路参数计算及元器件选择 (8)3.3 循环彩灯系统整体电路图 (9)4 循环彩灯系统设计的仿真实现 (9)4.1 仿真软件介绍 (9)4.2循环设计仿真实现 (10)5 总结及心得体会 (10)6参考文献 (11)循环彩灯系统设计电子工程学院 电子信息工程专业1设计的任务与要求 1.1 课程设计的任务利用Multisim 仿真软件和电子元器件,设计并制作一个循环彩灯系统。
1.2 课程设计的要求由八只LED 灯组成的彩灯系统,要以一定的花型循环,循环间隔可自行定义。
2 循环彩灯设计方案制定 2.1 循环彩灯设计的技术方案图1原理框图2.2 循环彩灯系统设计的原理555定时器组成多谐振荡电路提供震荡脉冲,利用计数器产生的脉冲控制译码器,利用多块译码器可实现LED 灯的多种方式循环显示,增添效果显示。
R1?R2给电容C1充电,使逐渐升高, 当时,3脚(Q 端)输出为高电平。
当上升到超过时,3脚输出仍为高电平。
当继续上升到略超过时,RS 触发器状态发生翻转,3脚输出为低电平,同时C1经 R2及7脚内导通的放电管VT 到地放电,迅速下降。
当下降到略低于时,触发器状态又翻转,3脚输出变为高电平。
同时,7脚内导通的放电管VT 截止,电容 C1再次进行充电,其电位再次上升,一直循环下去。
根据,可以看出,通过改变电位器R2的电阻值的大小,即可以改变振荡器的振荡周期,从而改变3脚输出高低电平的转换时间,进而改变流水灯的速度。
3 循环彩灯设计方案实施3.1 循环彩灯单元模块功能及电路设计图2 震荡电路设计(1)集成定时器电路主要用来产生时间基准信号(脉冲信号)。
因为循环彩灯对频率的要求不高,只要能产生高低电平就可以了,且脉冲信号的频率可调,所以采用555定时器组成的振荡器,其输出的脉冲作为下一级的时钟信号。
由555定时器和外接元件R1、R2、C构成多谐振荡器,脚2与脚3直接相连。
电路没有稳态,仅存在两个暂稳态,电路亦不需要外接触发信号,利用电源通过R1、R2向C充电,以及C通过R2向放电端放电,使电路产生振荡。
电容C在和之间充电和放电,从而在输出端得到一系列的矩形波。
输出信号的时间参数是: T==0.7(R1+R2)C=0.7R2C其中,为V C由上升到所需的时间,为电容C放电所需的时间。
R1=R2=10K,C=47uF,T=1S ,555集成时基电路称为集成定时器,是一种数字、模拟混合型的中规模集成电路,其应用十分广泛。
该电路使用灵活、方便,只需外接少量的阻容元件就可以构成单稳、多谐和施密特触发器,因而广泛用于信号的产生、变换、控制与检测。
它的内部电压标准使用了三个5K的电阻,故取名555电路。
其电路类型有双极型和CMOS型两大类,两者的工作原理和结构相似。
几乎所有的双极型产品型号最后的三位数码都是555或556;所有的CMOS产品型号最后四位数码都是7555或7556,两者的逻辑功能和引脚排列完全相同,易于互换。
555和7555是单定时器,556和7556是双定时器。
双极型的电压是+5V~+15V,输出的最大电流可达200mA,CMOS型的电源电压是+3V~+18V。
555电路的内部电路它含有两个电压比较器,一个基本RS触发器,一个放电开关T,比较器的参考电压由三只5KΩ的电阻器构成分压,它们分别使高电平比较器A1同相比较端和低电平比较器A2的反相输入端的参考电平为和。
A1和A2的输出端控制RS触发器状态和放电管开关状态。
当输入信号输入并超过时,触发器复位,555的输出端3脚输出低电平,同时放电,开关管导通;当输入信号自2脚输入并低于时,触发器置位,555的3脚输出高电平,同时放电,开关管截止。
Vc是控制电压端(5脚),平时输出作为比较器A1的参考电平,当5脚外接一个输入电压,即改变了比较器的参考电平,从而实现对输出的另一种控制,在不接外加电压时,通常接一个0.01uf的电容器到地,起滤波作用,以消除外来的干扰,以确保参考电平的稳定。
T为放电管,当T导通时,将给接于脚7的电容器提供低阻放电电路。
(2)延时触发器电路D触发器(data flip-flop或delay flip-flop)由6个与非门组成,其中G1和G2构成基本RS触发器。
电平触发的主从触发器工作时,必须在正跳沿前加入输入信号。
如果在CP高电平期间输入端出现干扰信号,那么就有可能使触发器的状态出错。
而边沿触发器允许在CP触发沿来到前一瞬间加入输入信号。
这样,输入端受干扰的时间大大缩短,受干扰的可能性就降低了。
边沿D触发器也称为维持-阻塞边沿D触发器。
D触发器(data flip-flop或delay flip-flop)由6个与非门组成,其中G1和G2构成基本RS触发器。
电平触发的主从触发器工作时,必须在正跳沿前加入输入信号。
如果在CP高电平期间输入端出现干扰信号,那么就有可能使触发器的状态出错。
而边沿触发器允许在CP触发沿来到前一瞬间加入输入信号。
这样,输入端受干扰的时间大大缩短,受干扰的可能性就降低了。
边沿D触发器也称为维持-阻塞边沿D触发器。
图3 D触发器工作原理图图4 触发器(3)计数器电路74LS161是常用的四位二进制可预置的同步加法计数器,他可以灵活的运用在各种数字电路,以及单片机系统种实现分频器等很多重要的功能从74LS161功能表功能表中可以知道,当清零端CR=“0”,计数器输出Q3、Q2、Q1、Q0立即为全“0”,这个时候为异步复位功能。
当CR=“1”且LD=“0”时,在CP信号上升沿作用后,74LS161输出端Q3、Q2、Q1、Q0的状态分别与并行数据输入端D3,D2,D1,D0的状态一样,为同步置数功能。
而只有当CR=LD=EP=ET=“1”、CP脉冲上升沿作用后,计数器加1。
74LS161还有一个进位输出端CO,其逻辑关系是CO= Q0•Q1•Q2•Q3•CET。
合理应用计数器的清零功能和置数功能,一片74LS161可以组成16进制以下的任意进制分频器。
图5 74L161计数器管脚图管脚图介绍:时钟CP和四个数据输入端P0~P3清零/MR使能CEP,CET置数PE数据输出端Q0~Q3以及进位输出TC. (TC=Q0·Q1·Q2·Q3·CET)图6 74LS161时序波形图表1 74LS161功能表从74LS161功能表功能表中可以知道,当清零端CR=“0”,计数器输出Q3、Q2、Q1、Q0立即为全“0”,这个时候为异步复位功能。
当CR=“1”且LD=“0”时,在CP信号上升沿作用后,74LS161输出端Q3、Q2、Q1、Q0的状态分别与并行数据输入端D3,D2,D1,D0的状态一样,为同步置数功能。
而只有当CR=LD=EP=ET=“1”、CP脉冲上升沿作用后,计数器加1。
74LS161还有一个进位输出端CO,其逻辑关系是CO= Q0·Q1·Q2·Q3·CET。
合理应用计数器的清零功能和置数功能,一片74LS161可以组成16进制以下的任意进制分频器。
由此可见,当74LS161有连续脉冲输入时,其对应的输出端依次变为高电平状态,故可直接用作顺序脉冲发生器。
图7 顺序脉冲发生器(4)译码器电路此电路的作用是将输入信号转换成另一种信号控制彩灯的开关,此电路是用74154 译码器,因为前面用到16进制的加减计数器,所以这里用到的有十四个输出。
电路图如下:图8 74154译码器管脚图图9 74154译码器仿真图3.2 循环彩灯电路参数计算及元器件选择表2 本系统所用的元器件3.3 循环彩灯系统整体电路图图10 循环彩灯系统总体电路图4 循环彩灯系统设计的仿真实现4.1 仿真软件介绍Multisim是美国国家仪器(NI)有限公司推出的以Windows为基础的仿真工具,适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。
它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式,具有丰富的仿真分析能力。
工程师们可以使用Multisim交互式地搭建电路原理图,并对电路进行仿真。
Multisim提炼了SPICE仿真的复杂内容,这样工程师无需懂得深入的SPICE技术就可以很快地进行捕获、仿真和分析新的设计,这也使其更适合电子学教育。
通过Multisim和虚拟仪器技术,PCB设计工程师和电子学教育工作者可以完成从理论到原理图捕获与仿真再到原型设计和测试这样一个完整的综合设计流程。
工程师们可以使用Multisim交互式地搭建电路原理图,并对电路进行仿真。
Multisim 提炼了SPICE仿真的复杂内容,这样工程师无需懂得深入的SPICE技术就可以很快地进行捕获、仿真和分析新的设计,这也使其更适合电子学教育。
通过Multisim和虚拟仪器技术,PCB设计工程师和电子学教育工作者可以完成从理论到原理图捕获与仿真再到原型设计和测试这样一个完整的综合设计流程。
EDA就是“Electronic Design Automation”的缩写技术已经在电子设计领域得到广泛应用。
发达国家目前已经基本上不存在电子产品的手工设计。
一台电子产品的设计过程,从概念的确立,到包括电路原理、PCB版图、单片机程序、机内结构、FPGA的构建及仿真、外观界面、热稳定分析、电磁兼容分析在内的物理级设计,再到PCB 钻孔图、自动贴片、焊膏漏印、元器件清单、总装配图等生产所需资料等等全部在计算机上完成。
EDA技术借助计算机存储量大、运行速度快的特点,可对设计方案进行人工难以完成的模拟评估、设计检验、设计优化和数据处理等工作。
EDA已经成为集成电路、印制电路板、电子整机系统设计的主要技术手段。
美国NI公司(美国国家仪器公司)的Multisim 9软件就是这方面很好的一个工具。
而且Multisim 9计算机仿真与虚拟仪器技术(LABVIEW 8)(也是美国NI公司的)可以很好的解决理论教学与实际动手实验相脱节的这一老大难问题。
学员可以很好地、很方便地把刚刚学到的理论知识用计算机仿真真实的再现出来。
并且可以用虚拟仪器技术创造出真正属于自己的仪表。
极大地提高了学员的学习热情和积极性。
真正的做到了变被动学习为主动学习。
这些在教学活动中已经得到了很好的体现。