毕业设计：多路彩灯控制电路设计

彩灯控制器设计任务书

1．设计目的与要求

设计一个彩灯控制器，要认真并准确地理解有关要求，独立完成系统设计，在双干线的路口上，交通信号灯的变化按照下面假定进行计时：

（1）多路彩灯（至少4路）；

（2）任何时刻彩灯闪烁，彩灯交替时间为1s；

（3）能完成3种以上闪烁功能的切换。

2．设计内容

（1）画出电路原理图，正确使用逻辑关系；

（2）确定元器件及元件参数；

（3）电路仿真；

（4）SCH文件生成与打印输出；

（5）PCB文件生成与打印输出。

3．编写设计报告

写出设计的全过程，附上有关资料和图纸，有总结体会。

4．答辩

在规定时间内，完成叙述并回答问题。

目录

1引言 (3)

2 总体设计方案 (3)

2.1 设计思路 (3)

2.2 总体设计框图 (4)

3 设计原理分析 (4)

3.1 脉冲信号发生器 (4)

3.2 三色跑灯控制电路 (5)

3.3 环形彩灯显示电路 (5)

3.4数据分配器 (6)

3.5 计数器电路 (7)

3.6 计数器/译码分配 (8)

3.7 彩灯显示 (8)

4 总结与体会 (9)

参考文献 (10)

附录1 (11)

附录2 (12)

附录3 (13)

多路彩灯控制器

摘要:多路彩灯控制器是用于控制彩灯以不同的方式闪烁，在不同的场合起到装饰作用。它不仅美观、漂亮，而且使用性很强，可以实现中心彩灯控制一直亮、三色跑灯显示、环形彩

灯闪烁显示、十路彩灯闪烁显示，电路综合运用了数字电路的基本知识，完成了多种功能的显示。

关键词：多路彩灯控制器、555、多谐振荡器、计数器

1 引言

随着时代的发展，物质生活水平提高的同时，人们的精神生活也在不断地提高，彩灯作为一种装饰品，不仅可以使你心旷神怡，赏心悦目，还可以为夜空增添绚烂的光彩。随着城市美化的需求，各路装饰电路都日益完善，彩灯更是最佳选择。千百年来人们的生活习惯，然而此时眼中所看到的情景却是另一番天地。这种美景的形成正式归功于各种各样的彩灯。本店路的设计具有美观、大方、实用等的特点，适用与各种场所和人民，是广大人民装饰、使用的首选物品。

2 总体设计方案

2.1 设计思路

电路是由脉冲产生电路、脉冲计数电路、数据分配器电路、和彩灯花样显示电路四部分组成。

脉冲产生电路可由555定时器组成的多谐振荡器产生1HZ的方波信号，送入十进制计数/分配器，通过对CP脉冲的计数产生进位信号，并产生高低不同的10个电平，送入第一组彩灯电路，共10路彩灯，用这十路电平控制10路彩灯的闪亮顺序，就可以实现10路彩灯的顺次闪亮。

中心彩灯电路，由多谐振荡电路产生的1HZ振荡信号，直接控制两只发光二极管的闪烁。

三色跑灯电路可由多谐振荡器产生的振荡信号输送给U3、U4的CLK端时U3、U4开始同步计数，从Q0～Q9输出端依次出现高电平使所接对应的发光二极管熄灭，而其余处于低电平输出端的相应连接的发光二极管被点亮。同理U3、U4中发光二极管均依次点亮、熄灭。在U3、U4各输出在，在任一时刻，它们总会有一个输出端，输出

高电平而其余输出端均为低电平；所以在U3 ，U4每两个对应输出端为低电平时，两个对应输出端上所连接的发光二极管成为变色光，发出橙色光。当U3 ，U4输出的高电平处于两个变色管的相应端时，使两只变色管分别显示为红色及绿色并随着两个高电平的依次跃进，两色跑灯会随之跑动显示，而其余变色管均呈现橙色光，因此电路将呈现出红，绿两色跑灯在橙色背景下显示跑动的情景。

环形彩灯闪烁电路，振荡信号通过NE555 3脚输出，经RP限流，驱动发光二极管发光。由于a环接负电源，故当3脚输出高电平时，与a环相连接的发光二极管导通，与b环相连接的发光二极管截至，当3脚输出低电平时，与a环相连接的发光二极管截至，当3脚输出低电平时，与a环相连的发光二极管截至，与b环相连的发光二极管导通，。由于与a环相连的发光二极管颜色接红（R）蓝（B）间隔排列，与b环相连的发光二极管也是如此，对于同一双色发光二极管，是红蓝交替变化，从整体上看，形成循环闪光的效果。

2.2 总体设计框图

图1 多路彩灯控制器整体框图上面

3.设计原理分析。

3.1 脉冲信号发生器

信号产生电路用555定时器组成的多谐振荡器组成，接通电源后，电容C1被充电，当VC上升到2/3VCC时，使VO为低电平，同时放电三极管T接通，此时电容C通过R1和Rb2和T放电，VC下降到1/3VCC时，VO翻转为高电平。电容器C充电所需时间为;

Tpl = R2C ln2 ≈0.7RC1

当放电时间结束后，T截止，VCC将通过R R 向电容C充电，VC由1/3VCC上升到2/3VCC所需的时间为：

Tpl =(RA+RB)C ln≈0.7(RA+RB)C

当VC上升到2∕3VCC时，电路由高电平翻转为低电平。如此周而复始，于是，在电路的输出端得到一个周期性的矩形波。其中：

f = 1/(tpl+tph)=1.43/(RA+RB)C

图2 555定时器组成的脉冲产生电路

3.2 三色跑灯控制电路

由555时基电路组成多谐振荡器，U3 、U4为十进制∕分配器CD4017,当IC1产生的振荡信号输送给U3 、U4的CLK端时，U3 及U4开始同步计时，从Q0～Q9输出端依次出现高电平使所接对立的放光二极管被点亮。

由于U3 的Q0～Q9输出端分别与U4的Q0～Q9输出端一一对应连接，这样使得