這次課程設(shè)計(jì)任務(wù)要求設(shè)計(jì)多路彩燈控制器。我用NE555芯片多諧振蕩產(chǎn)生1S的方波時(shí)鐘信號，經(jīng)過74LS74的一路D觸發(fā)器，可分頻至2S方波時(shí)鐘信號。利通74LS151數(shù)據(jù)選擇器，實(shí)現(xiàn)定時(shí)選頻。利用以上時(shí)鐘信號，驅(qū)動74LS161芯片計(jì)數(shù)，產(chǎn)生的狀態(tài)決定74LS194的控制端輸入，來實(shí)現(xiàn)既定的花型輸出。利用最后一個(gè)計(jì)數(shù)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)反饋功能，控制變換頻率。本設(shè)計(jì)一共有4種花型變化，交替用兩種時(shí)鐘信號來實(shí)現(xiàn)。

　　彩燈控制器可以自動控制多路彩燈按不同的節(jié)拍循環(huán)顯示各種燈光變換花型，彩燈控制器是以高低電平來控制彩燈的亮滅。實(shí)現(xiàn)彩燈控制可以采用EPROM編程、RAM編程、可編程邏輯器件、單片機(jī)等實(shí)現(xiàn)。在彩燈路數(shù)較少，花型變換比較簡單時(shí)，也可以移位寄存器實(shí)現(xiàn)。在實(shí)際應(yīng)用場合彩燈可能是功率較大的發(fā)光器件，需要加以一定的驅(qū)動電路。本課題用發(fā)光二極管LED模擬彩燈。

　　2. 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　2.1 設(shè)計(jì)要求

　　（1）彩燈控制器設(shè)計(jì)要求

　　1、設(shè)計(jì)一個(gè)8路移存型彩燈控制器，彩燈用發(fā)光二極管LED模擬。

　　2、路彩燈能演示至少三種花型（花型自擬）；

　　3、選做：實(shí)現(xiàn)快慢兩種節(jié)拍的變換。

　　（2）課程設(shè)計(jì)的總體要求

　　1．設(shè)計(jì)電路實(shí)現(xiàn)題目要求；

　　2．電路在功能相當(dāng)?shù)那闆r下設(shè)計(jì)越簡單越好；

　　3. 注意布線，要直角連接，選最短路徑，不要相互交叉；

　　4. 注意用電安全，所加電壓不能太高，以免燒壞芯片和面包板。

　　2.2 數(shù)學(xué)建模

　　所實(shí)現(xiàn)的任務(wù)是設(shè)計(jì)一個(gè)彩燈控制器，要求實(shí)現(xiàn)三種或三種以上花型。對工作時(shí)鐘的要求是，能在兩種時(shí)鐘（1S和2S）下交替循環(huán)工作。由此，將整個(gè)設(shè)計(jì)分為三個(gè)模塊：時(shí)鐘產(chǎn)生模塊、狀態(tài)產(chǎn)生模塊、彩燈控制模塊。

　　這種方案將整個(gè)設(shè)計(jì)電路的功能模塊化，設(shè)計(jì)思想比較簡單。元件種類使用少，且都較熟悉，易于組裝電路。這么設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)是：電路設(shè)計(jì)模塊化，易于檢查電路，對后面的電路組裝及電路調(diào)試都很方便，花型控制電路簡單，花型也比較簡單。

　　其中最核心的為狀態(tài)產(chǎn)生模塊。這個(gè)模塊負(fù)責(zé)產(chǎn)生3種不同的花型控制信號，傳送給下一個(gè)單元來實(shí)現(xiàn)彩燈的控制。另外，它還需要檢測是否一個(gè)周期完成，把控制信息反饋給上個(gè)單元，來控制時(shí)鐘的交替變換。時(shí)鐘產(chǎn)生模塊用來產(chǎn)生CP時(shí)鐘脈沖，包括1S和2S兩種，交替切換，具體切換點(diǎn)由狀態(tài)產(chǎn)生模塊的反饋信息決定。彩燈控制用來將數(shù)字信號轉(zhuǎn)變?yōu)椴薀舻牧翜缁ㄐ汀?/p>

　　在想好大體的模塊功能后，就進(jìn)入了具體的模塊設(shè)計(jì)階段。我將每個(gè)模塊稱為一個(gè)功能單元，共分為三個(gè)單元：彩燈控制信號產(chǎn)生電路單元、狀態(tài)產(chǎn)生電路設(shè)計(jì)單元、彩燈顯示控制單元。每個(gè)單元單獨(dú)設(shè)計(jì)，三個(gè)單元通過信號線、反饋線連接在一起，經(jīng)過匯總，得到整體電路設(shè)計(jì)電路圖。有了電路圖，我就可以在電腦上將設(shè)計(jì)好的電路仿真。仿真成功后，再動手在面包板上，使用設(shè)計(jì)時(shí)所需的元件搭建起我的電路。再經(jīng)過一系列的調(diào)試，得到最終的設(shè)計(jì)成果。