题目名称：可编程彩灯控制器指导班主任：**健0909091112专业班级：信息0902电子技术课程设计是配合电子技术基础课程与实验教学的一个十分重要的教学环节。它是电气信息类专业中学生的重要基础实践课，也是文科专业的必修课，能巩固电子技术的理论知识，提高电子电路的设计水平，加强综合剖析问题和解决问题的能力，进一步培养中学生的实验技能和动手能力，启发中学生的创新意识及创新思维。完成本次课程设计，对进行结业设计及毕业后从事电子技术方面的工作都有很大的帮助。近年来，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，不仅可以降低电路组件的数量，使电路简捷，而且能提升电路的可靠性，降低成本。因此用集成电路来实现更多更复杂的元件功能则成为必然。现代生活中，彩灯越来越成为人们的装饰品，它除了能美化环境，渲染氛围，还可用于娱乐场所和电子玩具中，现以该课题为例进行剖析与设计可编程的彩灯控制的电路好多，构成方法和采用的集成片种类、数目更是五花八门，而且有专门的可编程循环彩灯控制电路。绝大多数的彩灯控制电路都是用数字电路来实现的，例如，用中规模集成电路实现的彩灯控制器主要用计数器，译码器，分配器和移位寄存器等集成。
本次设计的可编程彩灯控制电路就是用寄存器、计数器和译码器等来实现，其特征是用发光二极管显示，实现可预置编程循环功能。2、控制电路和解调电路103、存储电路124、数码管显示电路.14六、元器件清单15七、安装及调试中出现的问题和解决方式15八、设计看法17一、实验电路图20二、实验电路联接图.21三、参考文献21一、课题设计任务及要求课题名称：可编程彩灯控制器设计任务及要求：1、设计脉冲形成电路、图形控制电路和储存电路；2、用88LED点阵作为显示电路，显示内容的动面感要强。3、能用键盘切换不同的显示组合，至少有3个按钮切换；4、每种组合起码有3种变化，每种组合内图形能连续循环；5、要有数码管显示当前是第几种组合（或是第几个按钮）；6、图形显示间隔（显示频度）至少有3种可选。控制器可有2种控制方法：（1）规则变化：变化节拍有0.5秒和0.25秒，交替出现，每种节拍可有多种花样，各执行1个周期前轮换；彩灯变化方向有双向联通和单向联通、跳跃联通等。（2）随机变化。变化花样相同，但节拍和花样的轮换随机出现。7、完成电路全部设计后，通过实验箱验证设计课题的正确性。二、设计目的本课程设计主要是为了实现可编程彩灯控制的功能可编程时间控制器，且通过本次电子课程设计，了解电子产品设计的通常过程，掌握电子线路设计的基础技巧和通常过程，能灵活运用已学过或则类似的集成块构成电路实现上述功能，还能灵活把握555电路的应用技巧。
能用仿真软件对电子线路进行仿真设计，还能用Portel件勾画PCB图，掌握了电子电路调试的方式，且能独立解决设计与调试过程中出现的通常问题，并进一步把握EEPROM的编程技巧和应用。优选设计方案方案A：根据设计要求，本系统由控制电路，编码发生电路和输出驱动电路等组成。其彩灯控制器的总体设计思想如下：编码发生器编码发生器按照花形要求，按节拍送出64位状态编码讯号，以控制彩灯按规律亮或灭。因为彩灯路数少，花形要求不多，可选用移位寄存器输出64路数字讯号，控制彩灯发光。编码发生器采用16位通用移位寄存器74LS194来实现。74LS194具有异步清理和同步预置、左移、右移和保持等多种功能，控制便捷灵活。64路彩灯采用两片74LS194组成64位移位寄存器，花形设计比较灵活。移位寄存器的64个输出讯号通过驱动电路控制电路来控制彩灯，编码器中数据输入端和控制端的接法由花形决定。根据选择的花形，可列举移位寄存器（编码发生器）输出状态。控制电路控制电路为编码器提供所需的节拍脉冲和驱动讯号，控制整个系统工作。控制电路的功能有两个：一是按须要形成节拍脉冲；二是形成移位寄存器所须要的各类驱动讯号。控制电路设计一般根据下列步骤进行：逐一剖析单一花形运行，移位寄存器的工作方式和驱动要求，按照工作状态决定74LS194方案B：采用555定时器输出脉冲，高频通过计数器控制电路和译码电路，不断刷新显示矩阵的各列；而低频形成脉冲，决定显示哪一幅画面。
由于须要形成64以上的图形，可以设计一个64补码的计数器，即可显示64幅图，此低频接在EEPROM的低位可编程时间控制器，而高频计数器控制电路的输出接在EEPROM的低三位。即低位决定显示哪幅画，低位表示每幅图形的每列的显示。显然，方案B比较合理并且能实现课程设计的要求，采用方案B来进行课程设计。整体设计思想及原理框图本系统可设计为四个模块：1.脉冲发生电路采用两个555定时器组成振荡器，一个形成高频和一个形成可调低频。高频通过计数器控制电路和译码电路，不断刷新显示矩阵的各列；而低频形成脉冲，决定显示哪一幅画面。图形控制电路用74LS161芯片设计一个64补码的计数器，以显示64幅图，其中低片计数器构成16进制，高片计数器构成补码，并且将低频通过计数控制电路接在EEPROM的低位，从而选择显示哪一幅画。而高频通过计数器控制电路接在EEPROM的低三位，不断刷新显示矩阵的各列，用以控制图形的显示。由于显示矩阵是由64个发光二极管组成，把译码器输出接在显示矩阵的阴级进行行控制，EEPROM接在显示矩阵的阳极进行列控制，只有同时导通时，二极管才亮。译码电路是低电平有效，每次只有一个输出有效，所以须要快速进新刷新，故将高频通过计数器控制电路接在解调电路的输入端。
3.数码管显示电路当前8X8显示矩阵显示的是哪一幅画，可以通过2个数码管显示下来。其中第一个数码管显示该画面所在的组别，另一个显示该幅画为这个组别的第几幅画。由于里面设计为16X4的64进制计数器控制显示画面。故可以设计四种组合，每一个组合为164.储存电路显示什么样的图形就决定于EEPROM的编程，而最终显示在显示矩阵上。此外，暂停功能：控制低频计数器高位的EP和ET端实现。手动选画功能：当低频计数器的PE端为高电平时，图形手动连续循环；当PE端为低电平时，计数器处于置数功能，可通过选画开关选择须要显示的图画，其中高片计数通过置数选择画面组别，底片计数器通过指数选择此组合内的某一幅画。清零功能：控制低频计数器的清零端R时，计数器实现清零功能。原理框图如下：五、各模块设计与剖析按照设计要求，本系统由脉冲发生电路、控制电路、译码驱动电路、存储矩阵和显示电路等几部份构成可编程彩灯控制电路。脉冲发生电路列控制行控制高位低位脉冲发生电路（高频）计数控制电路解调驱动电路计数控制电路脉冲发生电路（低频）存储单元显示矩阵1、555定时器的组成和功能．内部组成框图：它主要由两个高精度电流比较器A1、A2，一个RS触发器，一个放电二极管和三个5KΩ阻值的分压器而构成。
（如下图所示）．引脚图及其功能脚：外接电源负端VSS或接地，一般情况下接地。 脚：TL低触发端 脚：TH高触发端 Vcc TitleNumber Revision Size Date:22-Jun-2005 Sheet File:E:\指导书\电子技术指导书\数字电路.ddbDrawn 5K5K 5K V1V2 THTL Vo’Vco THTL 端接低电平，则时基电路不工作，此时不论TL TH处于何电平，时基电路输出为“0”，该端不用时应接高电平。 脚：Vco为控制电流端。若此端外接电流，则可改变内部两个比较器的基准电 压，当该端不用时，应将该端串入一只0.01μ 脚：外接电源Vcc，双极型时基电路VCC的范围是4.5 路Vcc的范围为3 18V。一般用5V。．功能介绍： 脚接地，5脚未外接电流，两个比较器A1、A2 基准电流分别为2/3V，1/3V 的情况下，555 时基电路的功能表如下表所示。 清零端 高触发端TH低触发端 TL Qn+1 放电管T 功能 Qn不变 保持 ．555 定时器构成的多谐振荡器工作原理 接通电源后，假定 V0 是高电平，则 充电。充电回路是VCC—R1— R2—C—地，VC 按指数规律上升，当VC 上升到2/3VCC 时（TH、 TL 端电平小于2/3VCC）， 输出V0 翻转为低电平。V0 是低电平，T 放电，放电回路为C—R2—T—地，VC 按指数规律升高，当VC 下降到1/3VCC 时（TH、
