简易彩灯控制器电路课程设计(编辑修改稿)

简易彩灯控制器电路课程设计(编辑修改稿)内容摘要：

的参考电压比较后，其结果作为基本RS 触发器 R 端的输入信号；低电平触发信号加在 C2 的同相输入端，与反相输入端的参考电压比较后，其结果作为基本 RS 触发器 S 端的输入信号。 基本 RS 触发器的输出状态受比较器 C C2 的输出端控制。 在 1 脚接地， 5 脚未外接电压，两个比较器 C C2 基准电压分别为 2/3Vcc， 1/3Vcc的情况下， 555 时基电路的功能表如下表所示： 表 555时基电路的功能表 发光二极管 它是半导体二极管的一种，可以把电能转化成光能 ；简写为 LED。 发光二极管与11 普通二极管一样是由一个 PN 结组成，也具有单向导电性。 当给发光二极管加上正向电压后，从 P 区注入到 N 区的空穴复合，产生自发辐射的荧光。 不同的半导体材料中国电子和空穴多处的能量状态不同。 当电子和空穴复合时释放出的能量多少不同，释放出的能量越多，则发出的光的波长越短。 常用的是发红光、绿光或黄光的二极管。 发光二极管的反向击穿电压约 5 伏。 它的正向伏安 特性很陡，使用时必须串联限流电阻以控制通过管子的电流。 图 发光二极管 它的基本结构是一块电致发光的半导体材料，置于一个有引线的架子上，然后四周用环氧树脂密封，起到保护内部芯线的作用，所以 LED 的抗震性能好。 发光二极管的核心部分是由 P 型半导体和 N 型半导体组成的晶片，在 P 型半导体和 N 型半导体之间有一个过渡层，称为 PN 结。 在某些 半导体材料的 PN结中，注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转换为光能。 PN 结加反向电压，少数载流子难以注入，故不发光。 这种利用注入式电致发光原理制作的二极管叫发光二极管，通称 LED。 当它处于正向工作状态时（即两端加上正向电压），电流从 LED阳极流向阴极时，半导体晶体就发出从紫外到红外不同颜色的光线，光的强弱与电流有关。 12 系统结构框图 把四花型彩光灯设计分为几个独立的功能模块进行设计，每个模块完成特定的功能，再它们有机的 组织起来构成一个系统完成彩灯控制器的设计。 系统可由四个模块组成。 它们分别为： 时钟振荡电路， 555 定时器构成多谐振荡器 ；分频电路，由四位二进制计数器 74LS161 组成， 为 D 触发器提供时钟；状态机电路，由双 D 触发器组成；移位显示电路，由双向移位寄存器 74194 和发光二极管组成，实现花型显示。 如下图： 图 系统组成框图 工作原理 由 555 定时器构成的时钟振荡电路产生固定频率的脉冲，一方面作用于由74LS161 组成的分频电 路，一方面作用于由 74LS194 构成的移位输出电路，为他们提供时钟信号。 由于 74161 是 16 分频计数器，故每十六个脉冲 74LS161 进位一次 ,致使触发器 U1A 翻转一次，而触发器 U2A 的 3脚连接的是触发器 U1A 的 5 脚，实现了 U1A时钟振荡电路 分频电路 状态机电路 移位输出电路 显示电路 13 的 16 分频和 U2A 的 32分频。 所以平均 U1A翻转两次而 U2A 翻转一次。 集成移位寄存器 74LS194 由 RS 触发器及他们的输入控制电路组成，其中Ｓ 1和Ｓ 0 是两个控制输入端。 双Ｄ触发器的输出端改变Ｓ 0,Ｓ 1的值，实现左右移动控制。 可组成 U1A左移，U2A 右移； U1A右移， U2A 右移； U1A 左移， U2A 左移； U1A 右移， U2A 左移四种花型。 每十六个脉冲每种花型恰好循环两次，而此时Ｄ触发器翻转，转换为下一种花型。 四种花型如下： 花型一：四个灯为一组，两组均从右向左亮起，再从右向左灭掉。 花型二：四个灯为一组，两组均向中间亮起，再从两边向中间灭掉。 花型三：四个灯为一组，两组均从左向右亮起，再从左向右灭掉。 花型二：四个灯为一组，两组均从中间向两边亮起，再从中间向两边灭掉。 表 节拍脉冲 编码 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 花型一 花型二 花型三 花型四 1 00000000 00000000 00000000 00000000 2 00010001 10000001 10001000 00011000 3 00110011 11000011 11001100 00111100 4 01110111 11100111 11101110 01111110 5 11111111 11111111 11111111 11111111 6 11101110 01111110 01111110 11100111 7 11001100 00111100 00111100 11000011 8 10001000 00011000 00011000 10000001 9 00000000 00000000 00000000 00000000 各模块电路原理图介绍 14 电源电路 D2Dw1KR3100uFC?Cap T?Trans Cupl150K。