八路彩灯控制器课程设计_1.docx

《八路彩灯控制器课程设计_1.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《八路彩灯控制器课程设计_1.docx（7页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、八路彩灯控制器课程设计第1章绪论彩灯，又名花灯，是我国普遍流行的传统的民间的综合性的工艺品。彩灯艺术也就是灯的综合性的装饰艺术。彩灯的产生，是从人类运用火、发明灯、制造灯具等发展而来的。随着我国科学技术的发展，彩灯艺术更是花样翻新，奇招频出，传统的制灯工艺和当代科学技术严密结合，将电子、建筑、机械、遥控、声学、光导纤维等新技术、新工艺用于彩灯的设计制作，把形、色、光、声、动相结合，思想性、知识性、趣味性、艺术性相统一的典范。现今生活中，市场上为能汲取顾客的注意；搞出各式各样的方法，其中彩灯的装饰便是一种非常普遍的一种，即可起装饰宣传作用，又能够衬托起现场气氛，城市也因诸多的彩灯而变得灿烂辉煌。

2、本设计的彩灯确能成为现实的一种，但技术上日后将会有更大的改善和提高。本设计以ICCD40194和ICCD4069和ICCD4071芯片实现，提出一种手动彩灯控制器，它的主要元件均采用CMOS数字电路，驱动部分采用三极管9014，因而具有电路简洁、工作可靠，控制形式多样，使用安全方便的特点。第2章功能及方框图2.1功能简介彩灯控制器能够使彩灯控照一定的形式和规律闪亮，起到衬托节日气氛、吸引公众注意力的作用。彩灯控制器多种多样，本设计的彩灯控制器主要功能:1能够控制8路彩灯。2彩灯点亮方式既能够向左逆时针移动，可以以向右顺时针移动，还能够左右交替移动。3起始状态可预置4移动速度和左右交替速度均可调

3、节。第3章电路附录1所示为彩灯控制器电路图。它的主要元器件均彩CMOS数字电路，驱动部分采用晶体管VT，因而具有电路简洁、工作可靠、控制形式多样，使用安全方便的特点.3.1电路功能构造组成整机电路包括下面功能单元：整机的核心是两个CD40194级联组成的8位双向移位寄存器，控制8路彩灯按一定规律闪亮。(1)S1、S2、SB组成的预置数控制电路，它控制8位移存器的初始状态，即8路彩灯的起始状态。(2)D5、D6等组成时钟振荡器，它为寄存器提供时钟脉冲。(3)D3、D4、S3等组成的移动方向控制电路，它控制移位寄存器作左移、右移或左右交替移动。(4)VT1VT8以及SSR1SSR8组成的8路驱动执

4、行电路，它在移位寄存器输出状态的控制下，驱动8路彩灯H1H8分别点亮或熄灭。5电源部分由试验台直接提供+6V电压。3.2整机扼要工作原理。IC1和IC2级联组成8位双向移位寄存器，在D5、D6产生的时钟脉冲CP的作用下循环移位运动，如图3所示。双向移存器的8个输出端Q1Q8分别经晶体管VT1VT8控制8个发光二极管H1H8。当某Q端为1时，与该Q端对应的VT接通相应的彩灯H的电源，使其点亮。当某Q端为“0时，对应的VT截止切断相应彩灯H的电源而熄灭。由于Q1Q8的状态在CP作用下不停地移位，所以点亮的彩灯便在H1H8中循环流动起来。彩灯的初始状态由S1和S2预置，预置好后按一下SB将预置数输入

5、，其输出端Q1Q8的状态也就是彩灯H1H8点亮的情况而等于预置数，而后在CP的作用下移动。彩灯移动的方向由S3控制，可以以选择“左移、“右移或“左右交替。3.3门电路多谐振荡器多谐振荡电路不仅能够由晶体管或NE555时基电路组成，而且可以以用两个CMOS门电路组成如图2，CMOS门电路输入高电阻抗高、更容易获得较大的时间常数，尤其适用于低频时钟振荡电路，在图中所示中，D5、D6等组成多谐振荡器，产生秒信号脉冲，振荡周期T=0.15s0.67sR调节，如下列图所示，当B点由“0变为“1时，由于电容器C3、C4两个电解电容反极性相接构成一个无极性大电容的两端电压不能突变，C点也为“1，普通RA使D

6、5输入端为“1。随着C1、C2的充放电，C点也为“1，普通RA使D1输入端为“1。随着C1、C2的充放电，C点电位逐步下降，当降至CMOS门电路的阀值约3V此循环构成振蒎，振荡周期T=2.2(RB+RP)*C=SRA图2多谐振荡电路0是补偿电阻，可提高振荡频率的稳定度。3.4控制电路控制电路包括预置电路、移动方向控制电路和移动速度控制电路等。3.4.1预置数控制电路预置数控制电路由两个四位地址开关S1、S2和按钮开S组成，用于设置移存器的初始状态，即彩灯的起始状态。每个地址开关中包含四只开关，附录1所示电路图中的接法，开关闭合时为“1，开关断开时为“0，可根据要求设置。移存器的两个状态控制端S

7、T1、ST0分别由或门D1、D2控制。当按下预置数开关SB时，“1电平+6V加至D1、D2输入端，D1、D2输出均为“1，使ST1、ST0=“11，设置好的预数并行进入移存器，如图3所示。图3预置数状态例如，设置P1P8为“111001100，按下SB时，Q1Q8便成为“111001100，H1、H2、H3、H6、H7亮，H4、H5、H8灭。当松开SB时，ST1、ST0“11，移存器便在CP作用下使预状态移动。3.4.2移动方向控制电路前面已介绍过，移存器移动方向由ST1、ST2的状态决定。为了实现左右交替移动。电路设计了一个由反相器D3、D4等组成的超低频多谐振荡器，并由选择开关S3控制。当

8、S3将D3输入端接地时，多谐振荡器停振，使ST0、ST1状态呈“10，移动器右移，如图4a所示。当S3将D3输入端接+6V时，多谐振荡器仍停振，但不同的是ST0、ST1状态为“01，移存器左移，如图4b所示。当S3悬空时，多谐振荡器振，使ST1、ST0状态在“01和“10之间来回变化，移存器便左移与右移交替进行。电位器RP用于调解振荡周期、改变左右移动的交替时间，效替时间可在2.5秒至7.5秒左右的范围内选择。C3、C4两电解电容反向串联，等效为一个无极性电容。D3、D4的输出端分别经或门D1、D2到ST1、ST0端，当SB按下时，D1、D2输出均为“1此时预置数输入。图4移动方向示意图3.4

9、.3移动速度控制电路时钟频率的高低决定了移存器的移动速度，时钟脉冲由反相器组成具体见3.3节介绍。3.5双向移位寄存器8位双向移位寄存器由IC1、和IC2级联组成，如图5所示。IC1、IC2均可采用4位双向通用移寄存器集成电路CD40194，其性能较强，即能够左移，可以以右移；即能够串行输入，可以以并行输出；即能够串行输出，可以以并行输出。CD40194有四个输出端QQ4；有四个并行数据输入商P1P4，一个左移串行数据输入端DL和一个右移串行数据输入端DR；还有2个状态控制端ST1、ST0=“11时，预置数并行输入移存器。将两CD40194级联即可组成8位移位移位寄存器，电路中，IC1的第一位输出端Q1接IC2的左右移串行数据输入端DL，IC1的第四位输出端Q4接IC2的右移串行数据输入端DR、IC2的第一位输出端DR，两片CD40194的CP、ST1和ST0并联即可。右移时数据按Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7Q8的方向移动，Q8的信号又经右移串行数据输入端DR输入到Q1，构成循环。左移时，数据按Q8Q7Q6Q5Q4Q3Q2Q1的方向移动，Q1的信号又经左移串行数据输入端DL输入到Q8，构成循环。