四路彩燈控制器設計方案
1
前言
1.1
序言
隨著經濟的發展，城市之間的燈光系統花樣越來越多，用中規模集成電路
設計并制作一個四路彩燈顯示系統，可用于節日慶典，醫院病房等多處地方，
同用單片機控制相比，它具有準確，不易受外界干擾出錯，因而得到了廣泛的
應用。小到人們日常生活中的電子賀卡，大到賓館、醫院等公共場所的大型數
顯電子鐘。
1.2
設計要求
用中規模集成電路設計并制作一個四路彩燈顯示系統，要求如下：
1)
開機自動置入初始狀態后即能按規定的程序進行循環顯示；
2)
程序由三個節拍組成：第一節拍時，四路輸出
Q1
～
Q4
依次為
1
，使第
一路彩燈先點亮，接著第二，第三，第四路彩燈點亮。第二節拍時，
Q4
～
Q1
依
次為
0
，使第四路彩燈先滅，然后使第三，第二，第一路彩燈滅。第三節拍時，
Q1
～
Q4
輸出同時為
1
態
0.5
秒，然后同時為
0
態
0.5
秒，使四路彩燈同時點亮
0.5
秒，然后同時滅
0.5
秒，共進行
4
次。每個節拍費時都為
4
秒，執行一次
程序共需
12
秒；
3)
用發光二極管顯示彩燈系統的各節拍。
1.3
實施計劃
根據課程設計要求，首先確定總設計方案，然后用
EDA
軟件設計各單元電
路并仿真分析，最后完善總體電路寫出設計報告。
1.4
必備條件
編輯說明書：
Word 2003
繪制框圖：
SmartDraw 7
繪制原理電路：
Protel
、
Altium
、
Multisim
、
Tina
、
Proteus
等
仿真分析：
Altium
、
Multisim
、
Tina
、
Proteus
等
PCB
：
Protel
、
Altium
、
Multisim
、
Tina
、
Proteus
等
設計所需軟件用以上任意即可完成需求。
2
總體方案設計
通過查閱大量相關技術資料，并結合自己的實際知識，我主要提出了兩種
技術方案來實現系統功能。下面我將首先對這兩種方案的組成框圖和實現原理
分別進行說明，并分析比較它們的特點，然后闡述我最終選擇方案的原因。
啟
動
第
一
節
拍
逐
次
漸
亮
第
二
節
拍
逆
序
漸
滅
第
三
節
拍
同
時
亮
滅
各
占
0.5s
圖
2.1
四路彩燈控制流程框圖
2.1
方案比較
2.1.1
方案
1
采用單片機控制電路為主實現四路彩燈顯示。
運用
C
語言編程，然后編譯，通過單片機部實現四路彩燈的顯示，編譯成
功后通過下載機下載至芯片，然后連接即可實現預先功能。
51
單片機
51
單
片
機
四
路
LED
燈
軟
件
圖
2.2
方案一的原理框圖
2.1.2
方案
2
采用中規模數字芯片組合實現四路彩燈顯示系統。
要實現本系統，需要設計時鐘脈沖產生電路，循環控制電路和彩燈花樣輸
出電路。中規模數字芯片的組合方式多種多樣，本設計決定時鐘脈沖產生電路
由
74LS161
分頻實現，循環控制電路由
74LS161
實現，彩燈花樣輸出電路由
74LS194
和相關邏輯門電路實現。