八路循环彩灯.docx
八路循环彩灯光控八路循环彩灯的控制电路1、课程设计的内容与要求1.1本次课程设计是通过光实现八路彩灯循环控制电,彩灯由发光二极管模拟代替。1.2该电路在有光照的条件下,没有电源输入,555震荡电路不工作,电路也没有输出,彩灯不会亮;当没有光照的条件,555开场工作,计数器开场计数,译码器有输出,彩灯自然会循环亮。2、总体方案的设计2.1方案比拟方案一:本方案是由555定时器、7490计数器、74138译码器和74ls794移位寄存器组成。7490计数器和74138译码器及74194移位寄存器的时钟信号由555振荡电路提供,改变555的振荡频率,即可改变计数器的计数快慢,即可控制彩灯闪烁快慢,计数器的输出信号输入至74138译码器,由74138译码。根据计数器输出不同的计数结果,即可控制74138译码器译码得到8种不同的输出信号,决定控制彩灯的循环变化。74138的输出接在74198的八个数据输入端,能够控制彩灯的循环移位的方向,即左移和右移。当计数器清零时,能够实现全灭功能。如图1所示。图1方案一的框图方案二:555d定时器组成的振荡器,其输出的脉冲座位下一极的时钟信号,计数器是用来累计和寄存输入脉冲个数的时序逻辑部件。在此电路采用十进制的计数分频器CD4017,气内部由计数器及译码器两部分组成,由译码器输出实现对脉冲信号的分配作用。整个电路输出时序就是00、01、02、···、09依次出现与时钟同步的高电平、宽度等于时钟周期。如图2所示。图2方案二所得的设计方案方案三:电路中555定时器组成多谐振荡器,输出一定平率的矩形脉冲。74HC163是同步4位二进制计数器,当输入周期性脉冲信号时,其输出为二进制数形式,并且随着脉冲信号的输入,其输出在0000-1111之间循环变化。通过4线-16线译码器74HC154,其中8条是输出线根据74HC163所加的二进制数依次变成低电平,哪条输出线为低电平,与它相连的发光二极管就亮。因任意时刻,只要1个发光二极管,故所有8个发光二极管直接1个限流电阻。2.2方案论证以上三种方案经比拟以后。考虑电路的合理性,我觉得第二种方案愈加科学合理,以及方案二不是很复杂就,易观察。并且方案二的器件比拟容易买到,便宜。因而我选择方案二。3.单元模块电路设计用555做无稳态电路间接反应型,振荡电阻是连在电源VCC上的。其中第1个单元电路是应用最广的。第2个单元电路是方波振荡电路。555的第3端输出给4017让它循环计数:CD4017引脚功能:芯片有10个译码输出Q0Q9;MR为清零端,CP0和CPl是2个时钟输入端,三个输出端的控制.0Y1Y2Y。每个译码输出一般处于低电平,且在时钟脉冲由低到高的上升沿输出高电平;每个高电平输出维持1个时钟周期;每输入10个时钟脉冲,输出一个进位脉冲,因此进位输出信号可作为下一级计数器的时钟信号.在清零输入端(R)加高电平或正脉冲时,只要输出端Q0为高电平,其余各输出端都为低电平"0".3.1时钟信号发生器主要用来产生脉冲信号。由于循环彩灯对频率的要求不高,只要能产生高低电平就能够了,且脉冲信号的频率可调,所以能够采用555组成多谐振荡器,其输出脉冲作为下一级的时钟信号。555定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。一般用双极性工艺制作的称为555,用CMOS工艺制作的称为7555,除单定时器外,还有对应的双定时器556/7556。555定时器的电源电压范围宽,可在516V工作,最大负载电流可达200mA,7555可在318V工作,最大负载电流可达4mA,因此其输出可与TTL、CMOS或者模拟电路电平兼容。555定时器成本低,性能可靠,只需要外接几个电阻、电容,就能够实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。555定时器构成多谐振荡器,组成信号产生电路接通电源后,VCC通过电阻R1、R2给电容C充电,充电时间常数为R1+R2,电容上的电压vC按指数规律上升,当上升到VREF1=2VCC/3时,比拟器C1输出高电平,C2输出低电平,RS=10,触发器被复位,放电管T28导通,此时v0输出低电平,电容C开场通过R2放电,放电时间常数约为R2C,vC下降,当下降到VREF2=VCC/3时,比拟器C1输出低电平,C2输出高电平,RS=01,触发器被置位,放电管T28截止,v0输出高电平,电容C又开场充电,当vC上升到时VREF1=2VCC/3,触发器又开场翻转。如此周而复始,输出矩形脉冲。其电路原理图如3所示。