循环彩灯控制器的电路设计

数字电子技术课程设计题目循环彩灯控制器的电路设计

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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 design

Abstract: 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2.1

2、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2.2

Ui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。