摘要:本文采用555定時器設計頻率為1Hz的時鐘電路,為系統提供時鐘信號;采用1片或多片74LS194芯片,實現4路、8路、12路、16路等多路信號控制,實現n路彩燈控制,可以通過電路中電阻、電容的調整,控制霓虹燈閃亮時間的長短
1、74LS194芯片介紹
74LS194芯片如圖1示,它是1種既具有串行輸入又具有并行輸入的移位寄存器,稱為雙向移位寄存器。工作中在CP上升沿時,Q等于D;在CP高電平、低電平和下降沿時,Q保持不變,經4個CP脈沖循環1周,所以用1個74LS194芯片就可以控制4路信號,而實際工作中往往4路信號無法滿足工作的需要,如圖2就是8路發光信號控制電路的原理圖。
2、555定時器介紹
時鐘生成采用555定時器。555定時器是8引腳集成器件,其輸出電壓只有兩種狀態:高電平、低平。555定時器的內部電路框圖和外引腳排列圖如圖3所示,內部包括兩個電壓比較器,3個等值串聯電阻,1個RS觸發器,1個放電管T及功率輸出級,提供兩個基準電壓Vc/3和2Vc/3。
圖三:555定時器的內部電路框圖和外引腳排列圖
1.GND——地;2..TR——低電平觸發輸入;3.Uo——輸出;4.Rd——直接清零;
5.CV——電壓控制?,不用時經0.01uf電容接地;6.TH——高電平觸發輸入;
7.D——三極管集電極;8.Vc——電源(4.5—18V);
其工作原理:分壓器為比較器提供基準電壓,A1的基準電壓為2VC/3,A2的基準電壓為VC/3;閾值端(TH)和觸發端(TR)的外加輸入信號和兩基準電壓比較。當TH>2VC/3時,A1輸出高電平;當TR<VC/3時,A2輸出高電平。反之,兩比較器輸出低電平;A1、A2的輸出作為RS觸發器的輸入,R=1時,Q=0;S=1時,Q=1;RS觸發器的反相輸出端經反相驅動后輸出UO,即UO=Q;當Q=0時,T導通,Q=1時,T截止。
555定時器成本低,性能可靠,只需外接幾個電阻、電容,就可以實現多諧振蕩器、單穩態觸發器及施密特觸發器等脈沖產生與變換電路,常作為定時器廣泛應用于儀器儀表、家用電器、電子測量及自動控制等方面。
3、燈系統
霓虹電路采用彩色發光二極管和1kΩ的限流電阻組成,根據需要可以設計為n路。考慮到時分電子開關電路的實現特點,將n路發光二極管電路設計成共陽極連接方式,即n個發光二極管的陽極共同連接在5V直流電壓源上。陰極分別通過電阻與n路時分電子開關連接,由時分電子開關控制n路霓虹燈輪流通斷。系統中,時分電子開關的功能是自動控制n路霓虹燈電路輪流接通電源,要能使其輸入地址周期性變化。時鐘生成器電路為系統提供時鐘信號,即為地址生成器提供時鐘脈沖,它控制整個系統的節奏,控制霓虹燈的循環速度。由于系統工作對時鐘頻率穩定度要求不高,故采用555設計的多諧振蕩器即可滿足系統時鐘要求。考慮到霓虹燈的視覺效果要求,時鐘生成振蕩器的振蕩頻率設計為1Hz。
4、結論
本設計采用通用、簡單的集成電路和極少元件實現了n路霓虹燈控制電路,電路簡單,所用器件廉價且易購買。霓虹燈的視覺效果可通過霓虹燈擺放來調整,霓虹燈閃爍的速度可通過改變電路中電阻、電容參數的大小來調整
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