循环彩灯控制器的电路设计
循环彩灯控制器的设计课程设计

循环彩灯控制器的设计课程设计循环彩灯控制器设计课程设计设计目的:本课程设计的目的是让学生学习如何设计一个简单的循环彩灯控制器。
通过学习这个课程,学生将了解控制器的工作原理、电路设计、软件编程等方面的知识,并且掌握一定的实践操作能力。
课程目标:1. 理解循环彩灯控制器的工作原理;2. 掌握电路设计原理和方法;3. 掌握单片机程序设计方法;4. 能够独立设计循环彩灯控制器电路和程序。
课程大纲:第一章循环彩灯控制器的工作原理1.1 循环彩灯的基本原理;1.2 循环彩灯控制器的基本原理;1.3 循环彩灯控制器的分类。
第二章电路设计2.1 循环彩灯控制器电路的组成;2.2 电路元件的选型和参数计算;2.3 建立例程进行电路仿真;2.4 布局设计;2.5 原理图绘制。
第三章单片机程序设计3.1 概述C语言程序设计基础;3.2 循环彩灯控制器程序的基本流程;3.3 控制器的主程序设计;3.4 IO口和定时器的编程;3.5 中断优化程序设计。
第四章循环彩灯控制器的实现4.1 控制器电路板的焊接和测试;4.2 单片机软硬件程序烧录;4.3 硬件调试;4.4 软件调试。
设计流程:1. 理解循环彩灯控制器的工作原理。
在听讲、课外阅读和答疑互动等多种形式下,加强对循环彩灯、循环彩灯控制器的工作原理、分类等方面的理解。
2. 电路设计。
采用理论教学和实践操作相结合的方式,按照课程大纲的要求,进行电路设计,包括电路元件的选型和参数计算、建立例程进行电路仿真、布局设计、原理图绘制等环节。
3. 单片机程序设计。
理解C语言程序设计的基本概念和流程,在掌握单片机程序设计方法以后,独立完成循环彩灯控制器程序的编写,并利用仿真软件进行调试。
4. 循环彩灯控制器的实现。
根据设计流程,焊接电路板并进行测试,根据需要对电路板和程序进行调试和优化,最终实现循环彩灯控制器。
实验教学:在课程教学中,通过多样化的实验教学方式,激发学生的学习兴趣和主动性,提高学生的实践操作能力。
多彩循环彩灯控制器设计

方案比较
方案一电路连接比较复杂,连线很多,需要的元器件很多,连接实物时由于导线和元件较多,某一个出现错误就可能导致得不到正确的结果,所以实物较难实现,连接时一定要细心、认真,要有一定的排除故障的能力。不过这种方案模块比较清晰,仿真调试比较容易找出问题所在,易于理解。这种方案也能锻炼自己的画图能力,以及对芯片的功能的理解能力。
四、
01110111,01010101时使移位寄存器预置数。开始工作时,对移位寄存器进行清零。当地一个秒的脉冲到来时,第一组门结构被选通数据00000001到达移位寄存器数据输入端,并保持八个周期4秒,与此同时,移位寄存器预置数使输出为00000001。而后进入左移工作状态,依次显示00000010,0000010
移位寄存器重新进行预置数,
图多彩循环彩灯控制器设计方案一电路原理图
设计方案二电路图
多彩循环彩灯控制器设计方案二电路原理图如图所示:
工作原理:先用keil软件将C代码生成HEX文,件,将HEX文件下载到单片机AT89S
52里面运行,就会出现彩灯的三种工作花样变化。单片机电路中晶振用来产生脉冲,开关用来复位,单片机工作时应先进行复位操作。
(5)增强同学们的创新能力,鼓励同学们设计出属于自己的方案。
设计要求
现有8只彩灯,试设计一控制器,要求彩灯能实现如下追逐图案:
(1)使8只彩灯从右到左逐一循环点亮。
(2)使8只彩灯按照 1110 1110左移循环点亮。
(3)使8只彩灯交替闪烁。
(4)接着重复以上的动作,这样一直循环下去。时间间隔为秒。
图555多谐振荡器内部原理图
它含有两个电压比较器,一个基本RS触发器,一个放电开关T,比较器的参考电压由三只5KΩ的电阻器构成分压,它们分别使高电平比较器A1同相比较端和低电平比较器A2的反相输入端的参考电平为 和 。A1和A2的输出端控制RS触发器状态和放电管开关状态。当输入信号输入并超越 时,触发器复位,555的输出端3脚输出低电平,同时放电,开关管导通;当输入信号自2脚输入并低于 时,触器置位,555的3脚输出高电平,同时放电,开关管截止。
循环彩灯电路设计报告.

《数字电子技术基础》课程设计报告设计题目:彩灯循环控制器的设计专业:班级:姓名:学号:指导教师:设计日期: 2014 年 6 月课程设计评审意见(1)设计阶段(30分)——硬件电路运行情况优()、良()、中()、一般()、差();(2)报告(60分)——对于课程设计报告撰写的整体评价优()、良()、中()、一般()、差();(3)平时表现(10分)——课程设计过程中的表现优()、良()、中()、一般()、差();总评分数:优()能很好地完成数字电子课程设计的任务,制作的电路板达到设计要求,课程设计报告能对设计内容进行全面、系统的总结,并能运用学过的数字电子技术理论知识对某些问题加以分析。
态度端正,课程设计期间无违纪行为。
良()能较好地完成数字电子课程设计的任务,制作的电路板达到设计要求,课程设计报告能对设计内容进行比较全面、系统的总结。
考核时能较圆满地回答老师提出的问题,态度端正,课程设计期间无违纪行为。
中()能够独立完成课程设计的任务,制作的电路板达到规定的主要要求,课程设计报告能对设计内容进行比较全面的总结,在考核时能正确地回答主要问题,态度端正,课程设计时无违纪行为。
一般()课程设计过程中态度基本端正,能够完成课程设计的任务,提交电路板,能够完成报告,内容基本正确;但不够完整、系统,考核中能回答主要问题。
差()课程设计过程中表现不佳,未能完成课程设计要求的内容。
评阅人:2014年6月25日注:优(90-100分)、良(80-89分)、中(70-79分)、一般(60-69分)、差(60分以下)目录引言 (1)第一部分:设计方案设计 (2)1.1方案选择: (2)1.2功能设计及分析 (2)1.2.1 时钟信号功能设计...............................................错误!未定义书签。
1.2.2 花型控制功能设计 (2)1.2.3 花型演示功能设计 (3)1.3 原理图总图及说明 (4)第二部分:硬件调试总结 (5)2.1 元器件清单及说明 (5)2.2 硬件调试 (9)第三部分:总结 (10)3.1 设计小结 (10)3.2 心得体会 (11)参考文献 (11)附录 (12)引言现在绝大多数的彩灯控制电路都是用数字电路来实现的,例如,用中规模集成电路实现的彩灯控制电路主要用计数器,译码器,分配器和移位寄存器等集成。
彩灯循环控制器的设计

《数字逻辑系统》设计报告设计题目:彩灯循环控制器的设计专业:电气工程及其自动化班级:姓名:学号:指导教师:设计日期:年月目录一、任务书•• (1)1.设计任务目的•• (1)2.设计任务要求•• (1)3.设计框图•• (1)二、设计过程 (3)1.设计目的 (3)2.设计任务 (3)3.设计方案 (3)4.电路设计 (4)4.1NE555 (4)4.274LS161 (5)4.374LS138 (6)4.4电路总图 (7)5.制作及调试过程 (7)6.结论 (8)致谢 (9)参考文献 (10)附录:元器件清单 (10)一、任务书1.设计任务目的设计一个彩灯流水控制电路,其主要部分实现定时功能,即在预定的时间到来时,如何产生一个控制信号控制彩灯的流向、间歇等,可通过利用中规模集成电路中可逆计数器和译码器来实现正、逆流水功能,利用组合电路实现自控、手控、流向控制等功能。
2.设计任务要求1.8路彩灯循环控制电路2.该彩灯电路可以实现自动循环点亮3.彩灯亮暗能实现右移、流水移动3.设计框图1.1电路原理图二、设计过程1.设计目的掌握555多谐振荡器、译码器、十六进制加/减计数器的逻辑功能和工作原理,设计流水灯电路图,分析与设计时序控制电路。
画出流水灯的整机逻辑电路图,掌握流水灯工作原理及其设计方法,并对各种元器件的功能和应用有所了解。
并能对其在电路中的作用进行分析。
另外,还要掌握电路原理和分析电路设计流程,每个电路的设计都要有完整的设计流程。
这样才能在分析电路中有良好的思路,便于查找出错的原因。
2.设计任务要求(1)用 8个发光二极管作为彩灯显示,设计一个彩灯控制电路,能使彩灯的流向可以变化。
具有彩灯亮点的右移、左移、全亮及全灭等功能。
灯流动的方向可以手控也可以自控,自控往返变换时间为5秒。
(2)彩灯可以间歇流动,10秒间歇1次,间歇时间1秒。
3.设计方案本设计方案使用的元器件是:555多谐振荡器一个、74LS161D(二进制同步计数器)一片、74LS138D一片、LED灯、电阻、电容。
实验六 循环彩灯控制器的设计

实验六循环彩灯控制器的设计一、设计目的1、学习用状态机设计特色电路;2、牢固掌握用VHDL语言编写状态机程序的方法和技巧。
二、设计要求1、编写循环彩灯控制器的VHDL源程序;2、在MAX+PLUSII上进行编译、综合、适配、引脚锁定、下载测试;3、在MAX+PLUSII上进行波形仿真的测试;4、写出设计性实验报告。
三、设计提示1、设计一种楼梯照明控制器,该控制器控制红、绿、黄三个发光管循环发光,要求红灯亮2秒,绿灯亮3秒,黄灯亮1秒。
2、引脚锁定及下载测试提示:如果目标器件是EPF10K10,自行锁定引脚。
3、设计的VHDL程序所用时钟频率为1HZ。
四、实验报告要求根据以上的实验内容写出实验报告,包括程序设计、软件编译、仿真分析、硬件测试和详细实验过程;设计原程序,程序分析报告、仿真波形图及其项目分析。
程序清单:LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITY CAIDENG ISPORT(CLK,RST:IN STD_LOGIC;R,G,Y:OUT STD_LOGIC);END CAIDENG;ARCHITECTURE one OF CAIDENG ISTYPE STATE_TYPE IS(S0,S1,S2,S3,S4,S5);SIGNAL STATE:STATE_TYPE;BEGINPROCESS(CLK,RST)BEGINIF RST='1'THEN STATE<=S0;ELSIF CLK'EVENT AND CLK='1' THEN CASE STATE ISWHEN S0=>R<='1';G<='0';Y<='0';STATE<=S1;WHEN S1=>R<='1';G<='0';Y<='0';STATE<=S2;WHEN S2=>R<='0';G<='0';Y<='1';STATE<=S3;WHEN S3=>R<='0';G<='1';Y<='0';STATE<=S4;WHEN S4=>R<='0';G<='1';Y<='0';STATE<=S5;WHEN S5=>R<='0';G<='1';Y<='0';STATE<=S0;END CASE;END IF;END PROCESS;END one;实验结果:。
循环彩灯控制电路设计

循环彩灯控制电路设计1. 任务背景在日常生活和娱乐活动中,我们经常会看到各种颜色鲜艳、循环变化的彩灯。
通过控制电路的设计,可以实现彩灯的自动循环变换,提供更加丰富多样的视觉效果。
本文将介绍循环彩灯控制电路的设计原理、硬件实现和软件编程等方面的内容。
2. 设计原理循环彩灯控制电路的设计原理基于以下关键要素:2.1. 电源供电循环彩灯的运行离不开稳定的电源供应。
一般情况下,采用直流电源供电,电压稳定在5V或12V。
2.2. LED彩灯选择适合的LED彩灯作为光源,一般选择RGB LED灯。
RGB LED灯具有红、绿、蓝三种基本颜色的发光二极管,可以通过调节电压来调整不同颜色的亮度,同时通过控制三个通道的电压来生成各种颜色。
2.3. 控制电路控制电路负责通过控制信号来实现彩灯的循环变换。
一般常用的控制电路有微控制器、Arduino等。
2.4. 软件编程使用软件编程来控制彩灯的循环变换。
通过编写程序来控制控制电路的输出信号,实现彩灯颜色和模式的切换。
3. 硬件实现循环彩灯控制电路的硬件实现需要以下元件:•电源模块:用于提供稳定的直流电源,确保彩灯正常运行。
•RGB LED灯:作为光源,提供不同颜色的发光。
•控制电路模块:负责接收控制信号,并控制LED灯的亮度和颜色。
•控制设备:如Arduino等,用于编程和控制控制电路模块。
3.1. 连接电源将电源模块连接到电网,确保提供稳定的电源供应。
根据实际需求选择适当的电压和电流。
3.2. 连接RGB LED灯将RGB LED灯的各个引脚依次连接到控制电路模块的输出端口。
一般情况下,红色针脚连接到红色通道,绿色针脚连接到绿色通道,蓝色针脚连接到蓝色通道。
3.3. 连接控制电路模块将控制电路模块的输入端口连接到控制设备上,如Arduino的数字输出引脚。
4. 软件编程软件编程是实现彩灯循环变换的关键步骤。
以下是一个示例程序,使用Arduino编写。
void setup() {// 设置控制引脚为输出模式pinMode(redPin, OUTPUT);pinMode(greenPin, OUTPUT);pinMode(bluePin, OUTPUT);}void loop() {// 红色亮digitalWrite(redPin, HIGH);digitalWrite(greenPin, LOW);digitalWrite(bluePin, LOW);delay(1000); // 延迟1秒// 绿色亮digitalWrite(redPin, LOW);digitalWrite(greenPin, HIGH);digitalWrite(bluePin, LOW);delay(1000); // 延迟1秒// 蓝色亮digitalWrite(redPin, LOW);digitalWrite(greenPin, LOW);digitalWrite(bluePin, HIGH);delay(1000); // 延迟1秒}通过上述程序,可以实现彩灯的红、绿、蓝三种颜色之间的循环变换。
彩灯循环显示控制电路设计

彩灯循环显示控制电路设计武汉理工大学《数字电子技术》课程设计说明书彩灯循环显示控制电路设计1 原理电路的设计1.1 方案比较方案一:采用单片机做控制电路。
方框图如下:七段数码管单片机最小系统译码器图1 方案一原理方框图电路原理:利用单片机做控制电路,周围接最小系统,使其运行,利用Keil 软件写入程序,输出经译码器送入数码管,使其按要求循环显示即可。
优点:电路的原理及接线等都很简单,易实现。
缺点:单片机芯片较贵,成本较高,且必须利用Keil 软件进行编程,要求必须掌握Keil 软件的应用。
方案二:采用移位寄存器控制四个计数器做总体控制电路。
方框图如下:七段数码管译码器移位寄存器计数器时钟脉冲源图2 方案二原理方框图1武汉理工大学《数字电子技术》课程设计说明书电路原理:利用555 组成的多谐振荡器作为周期可调的时钟脉冲源,以满足功能要求3利用移位寄存器控制四个计数器,将四个计数器的进位信号作为移位寄存器的触发信号,移位寄存器的输出连接到计数器的清零端,使控制信号依次移位,从而让计数器按顺序工作,最后将四个计数器的输出用或门连接,经译码器送入数码管,使其按要求显示。
优点:要求的功能基本上都能实现,且用的芯片比较简单。
缺点:打开后需要用机械开关置数,不符合功能要求中全自动原则,且电路连接较复杂,难实现。
方案三:采用计数器和译码器组成循环控制电路控制四个计数器,作为总体控制电路。
方框图如下:七段数码管译码器循环控制电路计数器时钟脉冲源图3 方案三原理方框图电路原理:除循环控制电路外,其他原理均与方案二相同。
用一个计数器和一个译码器组成,四个计数器的进位信号通过或非门作为循环控制电路的触发信号,循环控制电路的输出连接各个计数器的清零端,使计数器依次工作,输出通过或门连接到译码器上,在数码管上显示出来。
计数器采用十进制,第一个计数器输出直接连接即可显示自然码;第二个输出的最低位连接1 即可显示奇数列;第三个输出的最低位连接0 即可显示偶数列;第四个输出的高位不连接即可显示音乐数列。
数电课程设计彩灯循环控制电路设计

数电课程设计--彩灯循环控制电路设计《数字电子技术课程设计》报告——彩灯循环控制电路设计1.课程设计目的1.1巩固和加强“数字电子技术”课程的理论知识的理解和应用。
1.2独立设计出比较复杂的实用数字电子线路。
1.3提高电子电路实验技能及Multisim10仿真软件的使用能力。
1.4通过数字电子线路的设计、安装和调试,初步掌握数字电子线路单元电路的分析与设计方法。
1.5巩固所学理论,提高动手能力、创新能力和综合设计能力2.课程设计要求2.1所设计彩灯要能够自动循环点亮。
2.2彩灯循环显示且频率快慢可调。
3.3控制电路具有8路以上输出。
3.电路组成框图电源接入↓555定时电路↓计数器电路↓译码器电路↓彩灯演示电路4.元器件清单器材数量555 time rated 174HC163D_6V 174HC154DW_6V 1彩色发光二极管 8100Ω电阻 1800k电阻 25V电压源 1100nF可变电容 110nF电容 15.各功能块电路图5.1时钟信号产生电路通过调节C1来调节555定时器输出频率。
VCCOUTU3555_TIMER_RATEDGNDDIS RSTTHR CONTRI R41mΩR51mΩC210nF 14C1100nF Key=A45%1620VCC5.2计数电路使74HC163D 计数器实现000至111的计数循环。
U174HC163D_6VQA 14QB 13QC 12QD 11RCO15A 3B 4C 5D 6ENP 7ENT 10~LOAD 9~CLR 1CLK2U274HC154DW_6VO23O34O56O45O67O12O78O01O89O910O1011O1113O1214O1315O1416O1517A 23B 22C 21D20~G118~G219VCCOUTU3555_TIMER_RATEDGNDDIS RST THR CONTRI 13910115.3译码显示电路用100Ω连接在5V 电源与LED 灯之间,来保证LED 灯上通过的电流处于最大电流内,用74HC154来实现计数器输出数字的译码,从而使对应灯亮起。
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数字电子技术课程设计题目循环彩灯控制器的电路设计院系专业学生姓名学号指导教师二O一O年十二月二十一日循环彩灯控制器的电路设计摘要:本课题主要研究循环彩灯控制器的电路设计,它由直流电源、555振荡器、4510计数器、4028译码器、双D触发器及彩灯等几大部分组成,其中直流电源共有5V和7V两种,均由桥式整流滤波电路产生,其中5V电源主要供给循环彩灯控制电路的主电路(彩灯部分)而7V电源主要共给其控制电路;555振荡器主要为电路产生时钟脉冲提供给计数器;而4510计数器在双D触发器的控制下实现加减计数的功能;4028译码器在4510计数器的基础上产生顺序脉冲信号提供给彩灯,3路彩灯在顺序脉冲的作用下依次正循环和反循环的闪亮。
关键字:循环;计数器;译码器;振荡器Circulation lights controller circuit designAbstract: the article mainly studied circulation lights controller circuit design, it consists of dc power supply, 555 oscillator, 4510 counters, 4028 decoder, double D flip-flop and lights and several other major components, including dc power were 5V and 7V two kinds, all by bridge rectifier filter circuits produce, including 5V power supply main supply circulation lights control circuit of main circuit (colored lantern part of 7V power mainly to the control circuit, 555 oscillator mainly for circuit produce clock pulse provide counter, And 4510 counter on double D flip-flop is under the control of the realization of the function; add and subtract counting 4028 decoder in 4510 counter on the basis of sequence pulse signal generated provide lights, 3 road lights in order pulse in turn is under the action of circulation and reverse circulation ablaze.Key word: cycle, Counter, Decoder, oscillator一、概述彩灯控制电路在人们的日常生活中随处可见,无论是在繁华的闹市区或是在大中型游乐场、圣诞树等等都有它们的身影,循环彩灯控制电路是今年来渐渐兴起的一种较为简单的电子设备装置,它可以按照人们的要求控制彩灯以不同的方式被点亮,还可以伴随音乐、各种奇奇怪怪的声音,色彩,变化无穷,为人们的生活增光添彩。
1、彩灯的控制方法和类型彩灯一般可以用白炽灯、发光二极管以及拥有不同彩色的灯泡等。
常见的彩灯控制方法有两种,一是通过微机编程实现,这种方法的优点是编程简单,变换的种类多,需要的外接电路也有限,它还方便因场地的转移或天气的变化而改变,但它适合于需要控制的彩灯数目较多且经常变换的场合。
另一种是通过电子设备来实现,这种的方法的优点是制作和调试比较容易,成本相对而言也较低,电路的结构不是很复杂,但它能够控制的彩灯数目有限且不易经常更换场地。
彩灯一般有灯饰彩灯和音乐彩灯两种。
音乐彩灯一般是通过编程实现,彩灯的点亮方式是按照音乐的电声信号(频率或幅度)的变化而变化,如:西湖的音乐喷泉。
而灯饰彩灯就是生活中最长见的那种。
本课题主要研究通过电子设备实现的灯饰彩灯。
2、彩灯控制的基本工作原理彩灯控制的基本工作原理框图如图1.1所示图1.1时钟脉冲发生器将产生时钟脉冲信号CP送给顺序脉冲发生器,随着时钟脉冲信号CP的不断送入,顺序脉冲发生电路的输出端将依次由低电平变为高电平,并依次送给三极管,通过电阻流过发光二极管,发光二极管被依次点亮。
由此可见,彩灯依次被点亮的顺序由顺序脉冲发生电路输出的时序信号决定。
改变它的输出时序信号就可以改变彩灯的点亮顺序和时间。
顺序脉冲发生器是彩灯控制电路的关键电路。
二、电路的设计与分析1、主电路的设计根据概述中介绍的循环彩灯的基本组成部分,可以确定循环彩灯控制电路主要由直流电流、时钟脉冲发生器、顺序脉冲发生器等几大部分组成,则所设计的主电路如图2.1所示图2.12、单元电路的分析与设计2.1桥式整流电容滤波电路桥式整流电容滤波电路由四个二极管和一个电解电容、集成稳压器CW7805组成,如图2.2所示图2.2Ui的电压为标准的正弦波,如图2.3所示;当ui处于正半周时,D1、D3导通,D2、D4截止,当ui处于负半周时,D2、D4导通, D1、D3截止,无论ui处于正半周或负半周,电流始终由上而下的流过负载,波形如图2.4所示;当D1、D3导通,D2、D4截止时,由于电容的两端电压不能突变,所以输出电压u1近似等于uc,电容开始放电直到u1大于电容两端uc的电压,此时电容又开始充电;当D2、D4导通, D1、D3截止即u1达到且下降时,电容C又开始对负载放电,其两端的电压开始下降,直到u1的电压大于其两端的电压,它才开始充电,如此反复进行,波形如图2.5所示。
集成稳压器CW7805,属于集成稳压器的CW7800系列,后两位数字05表示其输出电压为+5V。
图2.3图2.4图2.52.2时钟发生器2.2.1时钟发生器的原理时钟发生器可由555定时器构成的多谐振荡器产生,本次课程设计中的时钟发生器是由555定时器(IC1)及外接元件Rw、R1、C1组成的典型自激多谐振荡器,如图2.6所示。
电位器Rw用来调节震荡频率,以改变彩灯流动点亮的速度。
时钟脉冲的周期为Tc≈0.7(R1+Rw)C1彩灯控制电路的时钟频率通常都较低,最高也不超过数十赫兹,最低可达零点几赫兹。
设计时,电容C1的容量应取大些,以减小分布电容的影响。
图2.6 用555定时器构成的多谐振荡器2.2.2 555定时器的资料图2.6为555定时器的封装图图2.7图2.7为555定时器的管脚图图2.72.3顺序脉冲发生器2.3.1顺序脉冲发生器的原理顺序脉冲发生电路在时钟脉冲的作用下,能输出在时间上有先后顺序的脉冲。
它一般由计数器和译码器组成,采用的计数器应该具有加法计数和减法计数两种功能,以便为改变彩灯点亮的方向提供方便。
本课程设计中采用的是CD4510十进制加/减法计数器(四位BCD输出),此计数器具有较强的带负载能力,并且能够输出较大的驱动电流,注意图2.1中C2、R2组成是微分电路,接至计数器的清零端CR,以便在开机时,使清零端得到一个高电平脉冲,使计数器清零。
在选择译码器时,要注意和计数器相配合,因为计数器的输出端直接与译码器相连,本次课程设计采用的是CD4028型的译码器,它是4线-10线译码器,当输入为四位BCD码时,该译码器的十个输出端将依次输出高电平。
由于译码器CD4028只有10个输出端,所以它最多能控制十路彩灯循环。
2.3.2 CD4510的资料图2.8为CD4510的管脚图图2.8Q0~Q3是计数器的输出端,CR为计数器的清零端,CP为时钟触发端,U/D'端是用来决定计数器是进行加法计数还是减法计数,当在U/D'端加高电位时CD4510实现的是加法计数功能,而当U/D'端加的是低电位时CD4510实现的是减法计数功能。
2.3.3 CD4028的资料图2.9为CD4028的管脚图图2.9A0、A1、A2、A3为输入端,Y0~Y9为输出端,其逻辑功能见表1表1 CD4028的功能表续表12.4 加减计数的控制电路2.4.1加减计数的控制电路原理为了使彩灯点亮的顺序具有双向流动的效果,必须使计数器交替进行加法计数和减法计数。
因此,需要计数器的U/D'端交替得到高、低电平的控制信号。
这部分的控制部分由三极管T1和双D触发器74LS74来完成,接线图如图2.9图2.10图中三极管T1构成的是反相器,当CP无触发脉冲,即灯处于原始状态为工作时,清零端R为低电平,则触发器复位,输出端Q为低电平,Q'则输出高电平,D端也为高电平,并送到CD4510的U/D'端,那么计数器CD4510开始做加法计数,译码器CD4028的输入端依次获得高电平,并且其输出端也依次输出高电平至三极管T2、T3 、T4,彩灯依次被点亮形成正向流动;而当Y2由高电平变为低电平,即CP获得下降沿脉冲,D触发器开始工作,由于D端与Q'端相连,所以D端为高电平,则输出端Q 为高电平,Q'端变为低电平且送到CD4510的U/D'端,则计数器CD4510由加法计数变为减法计数,译码器CD4028的输入端依次获得低电平,并且其输出端也依次输出低电平至三极管T2、T3 、T4,彩灯由刚刚的正向流动接着反向流动,如此反复,形成循环。
由此可见,由于利用了三极管反相器和D触发器所构成的电路去控制计数器的计数方式控制端U/D',使计数器反复进行加法→减法→加法→减法……计数,从而达到使彩灯按双向流动的顺序被点亮。
图2.1中的发光二极管用来显示对应支路彩灯被点亮的情况,与其串联的180Ω电阻为限流电阻,防止发光二极管因电流过大而被烧坏。
2.4.2 74LS74的资料图2.11为74LS74的管脚图图2.1174LS74为双D触发器,R'为直接清零端,D为输入端,CP为下降沿触发端,Q为输出端逻辑功能见表2表2 74LS74的功能表2.5彩灯的路数及连接方式2.5.1 彩灯的路数循环彩灯的路数由于受到了译码器CD4028输出端(10端)的控制,最多能够实现10路彩灯的循环,本次课程设计只选择了三路彩灯,如果要增加彩灯的路数,只需将双D触发器的CP端接到译码器CD4028相应的输出端即可,如需要5路输出,则可将双D触发器的CP端接到译码器CD4028的Y4端,便可以产生8路彩灯循环流动的效果。
2.5.2 彩灯的连接方式彩灯可以并联到220V的电源两端,也可以串联之220V电源的两端,如图2.11,要注意串联时应使串入得彩灯的个数等于220V/每个彩灯的耐压值。