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数字电子技术课程设计
题目:循环彩灯控制电路的设计
姓名:张影
专业:电子科学与技术
班级:电子112
学号:1886110233
指导教师:高伟霞
2013年6月14日
安徽科技学院理学院
循环彩灯控制电路的设计
一、课程设计题目
（一）、题目：循环彩灯控制器
（二）、实习目的：
1．进一步掌握数字电路课程所学的理论知识。
2．熟悉几种常用集成数字芯片的功能和应用，并掌握其工作原理，进一步学会
使用其进行电路设计。
3．了解数字系统设计的基本思想和方法，学会科学分析和解决问题。
4．培养认真严谨的工作作风和实事求是的工作态度。
5．数电课程实验是大学中为我们提供的唯一一次动手实践的机会，增强动手实
践的能力。
二、任务和要求
实现彩灯控制的方法很多，如EPROM编程、RAM编程、单板机、单片机等，
都可以组成大型彩灯控制系统。因为本次实习要求设计的彩灯路数较少，且花型
变换较为简单，故采用移位寄存器型彩灯控制电路。
（1）彩灯控制器设计要求
设计一个16路移存型彩灯控制器，基本要求：
能够实现以下四种花型：
花型1:16路彩灯同时亮灭,亮、灭节拍交替进行。
花型2：16路彩灯每次8路灯亮，8路灯灭，且亮、灭相间，交替亮灭。
花型3：16路彩灯先从左至右逐路点亮，到全亮后再从右至左逐路熄灭，循
环演示。
花型4：16路彩灯分成左、右8路，左8路从左至右逐路点亮、右8路从右
至左逐路点亮，到全亮后，左8路从右至左逐路熄灭，右8路从左至右逐路熄灭，
循环演示。
要求彩灯亮、灭一次的时间为2秒，每256秒自动转换一种花型。花
型转换的顺序为：花型1、花型2、花型3、花型4，演出过程循环演示。
（2）课程设计的总体要求
1．设计电路实现题目要求；
2．电路在功能相当的情况下设计越简单越好；
3.注意布线，要直角连接，选最短路径，不要相互交叉；
4.注意用电安全，所加电压不能太高，以免烧坏芯片和面包板。
三、设计任务分析
（1）总体方案的设计
针对题目设计要求，经过分析与思考，拟定以下方案：
总体电路共分三大块。第一块实现花型的演示；第二块实现花型的控制；第
三块实现时钟信号的产生。
主体框图如下：
时钟信号CP花型控制电花型演示电
产生电路路路
根据任务要求，可将这次任务分成两部分，一部分是输出部分即数据
子系统，可用移位寄存器实现外加一个定时器；另一部分是控制电路部分
要用数据选择器。
（2）总体方案的选择
根据彩灯的亮灭规律，为了便于控制，决定采用移位型系统方案，即
用移位寄存器模块的输出驱动彩灯，彩灯亮、灭和花型的转换通过改变移
位寄存器的工作方式来实现。
四、具体设计过程的描述
16路彩灯需要移位寄存器模块的规模为16位，但为了便于实现花型
4的演示花型，将其分为左、右两个8位移位寄存器模块LSR8和RSR8。
由于彩灯亮、灭一次的时间为2秒，所以选择系统时钟CLK的频率为
0．5Hz，使亮灭节拍与系统时钟周期相同。此时，256秒花型转换周期可
以用一个模128的计数器对CLK脉冲计数来方便地实现定时，定时器模块
取名为T256S。
将整个系统分为数据子系统和控制子系统，根据它们各自的不同功能
划分，上述两个8位移位寄存器模块LSR8、RSR8和256秒定时器模
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