多路彩灯控制器课程设计

一、 课程设计题目：多路彩灯 二、 任务和要求：

任务：设计一个多路彩灯控制器，能控制8路彩灯，彩灯用发光二极管模拟。 要求：能演示至少3种花型，花型自拟。

彩灯明暗变换节拍为1.0s和2.0s，两种节拍交替运行。

目的：(1).掌握移位寄存器的移位，置位功能。

(2).掌握TTL集成电路驱动发光二极管的设计方法。

(3).熟悉中、小规模数字集成电路芯片，掌握基本数字电路设计方法，

通过实践提高数字电路连接、调试能力。

三、 器件

74LS194 74LS00 74LS04 555 74LS161 74LS74 74LS151 2 2 1 1 2 1 2 4.7k电阻 4.7μf电容 0.01μf电容 150k电阻 100Ω电阻 面包板 发光二级管 1 1 1 1 3 1 8 四、 总体方案 方案一：

共设计4种花型，花型1有16种状态，花型2，3,4分别有8种状态。如下： 花型1 花型2 花型3 花型4 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1000 0000 1000 1000 0001 1000 1000 1000 1100 0000 1100 1100 0011 1100 1100 1100 1110 0000 1110 1110 0111 1110 1110 1110 1111 0000 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1000 0111 0111 1110 0111 0111 0111 1111 1100 0011 0011 1100 0011 0011 0011 1111 1110 0001 0001 1000 0001 0001 0001 1111 1111 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0111 1111 0011 1111 0001 1111 0000 1111 0000 0111 0000 0011 0000 0001 0000 0000

模块图如下（箭头示数据流的方向和内容）：

分析：此方案设计花型种类多，实现简单，使用的芯片数少，但后三种花型变

化简单。

方案二：

共设计3种花型，每种花型均有16种状态，花型3的前8种状态和后8种状态相同。如下： 花型1 花型2 花型3 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1000 0000 1000 0000 0001 1000 1100 0000 0100 0000 0011 1100 1110 0000 1010 0000 0111 1110 1111 0000 0101 0000 1111 1111 1111 1000 1010 1000 1110 0111 1111 1100 0101 0100 1100 0011 1111 1110 1010 1010 1000 0001 1111 1111 0101 0101 0000 0000 0111 1111 1010 1010 0001 1000 0011 1111 0101 0101 0011 1100 0001 1111 0000 1111 0000 0111 0000 0011 0000 0001 1010 1010 0101 0101 1010 1010 0101 0101 1010 1010 0111 1110 1111 1111 1110 0111 1100 0011 1000 0001 其模块图如下：

两片74LS194 串行输入值 74LS194的控制电路 （两片74LS151） CP脉冲 花型号 记数电路 （两片74LS161） CP脉冲 节拍控制电路 （74LS74，74LS00） 原始CP脉冲 脉冲发生电路 （555） 花型号 状态信息 S1，S0（控制信息）；清零信号

分析：此方案花型变化多样，但电路复杂，使用的芯片数多，花型少。

总结：方案一电路简单，所使用的芯片数目少，而且花型种类多，在实现分频

时，二使用了74LS74和74LS00，而方案一只用了一片74就实现了。在数据选择模块，方案一用了一片151就可实现节拍的选择。而方案二电路复杂，花型少。故选择方案一。

五、 单元电路设计：

选择方案一，实现电路简单，共使用了9片芯片。 （一）脉冲发生电路

脉冲发生电路使用了555脉冲发生器和若干器件组成。具体参数：555芯片一片，R1为4.7其电路图如下：

，R2为150

，C1为0.01uf，C2为4.7uf，电源电压为5V。

VCCR11R2150kΩ3C24.7uF2C110nF407kΩVCCRSTDISTHRTRICONGNDOUTU15VVCC555_TIMER_RATED0

其波型为5V的方波。 （二）脉冲分频电路

脉冲分频电路是由555提供脉冲，由74LS74实现分频。其电路图为：

555电路和分频出的波形分别如下：

（三）脉冲选择电路

脉冲选择电路由一片74LS151组成，并有计数电路的控制，每32个脉冲数据选择变化一次，及选择CP信号或分频的信号。其电路如图：