數(shù)字電子技術設計--彩燈控制電路的設計與制作

彩燈控制電路的設計與制作

1? 整機設計

1.1 設計要求

（1）設置外部操作開關，它具有控制彩燈亮點的右移、左移、全亮及全滅等功能；

（2）彩燈亮點移動時間間隔取1秒；

（3）彩燈的布圖形狀隨意；

（4）讓自己學號的后2位編碼后點亮相應的燈，能實現(xiàn)循環(huán)左、右移，按鍵控制，同時按鍵控制彩燈亮滅速度。

1.1.1設計任務

兩片74LS194移位寄存器構成核心部件,74LS194的S0、S1控制彩燈循環(huán)的方向,即左移右移,控制端MR可實現(xiàn)清零功能;一片555構成多諧振蕩器輸出時間脈沖;設計制作一個8路彩燈控制器。

1.1.2性能指標要求

彩燈能實現(xiàn)循環(huán)左移,右移,全亮,全滅等基本功能,和預置數(shù)的擴展功能。

1.2 整機實現(xiàn)的基本原理及框圖

1.2.1基本原理

由555構成的多諧振蕩器輸出時間脈沖提供給74LS194;通過1個撥碼開關控制2個74LS194的清零端，實現(xiàn)全亮、全滅功能；通過兩組4位共8個撥碼開關來控制8個彩燈的預置；通過2個撥碼開關來選擇S1,S0的狀態(tài)，分別實現(xiàn)彩燈的左右移動、保持和預置的功能。

1.2.2總體框圖

2 ?各功能電路實現(xiàn)原理及電路設計

由555構成的多諧振蕩器主要用來產生脈沖信號。555定時器是一種模擬和數(shù)字功能相結合的中規(guī)模集成器件。一般用雙極性工藝制作的稱為555,用CMOS工藝制作的稱為7555,除單定時器外,還有對應的雙定時器556/7556。555定時器的電源電壓范圍寬，可在5~16V工作,最大負載電流可達200mA,7555可在3~18V工作,最大負載電流可達4mA，因而其輸出可與TTL。CMOS或者模擬電路電平兼容。555定時器成本低，性能可靠，只需要外界幾個電阻、電容，就可以實現(xiàn)多諧振蕩器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器及施密特觸發(fā)器等脈沖產生與變換電路。按一下運行鍵后，可看見輸出端是出現(xiàn)高低電平交替，時間間隔是由電路中的電容和電阻決定。

電源電路采用7805集成穩(wěn)壓器作為穩(wěn)壓器件， 220V電源整流濾波后送入7805穩(wěn)壓，在輸出端接一個10uF電容進一步濾除紋波，得到5V穩(wěn)壓電源，LED作為指示燈。

兩片74LS194芯片來實現(xiàn)彩燈的左右移功能。

3 ?調試過程

調試：

（1）裝配好后先不要上電，芯片不著急安裝到芯片座，先用萬用表測試電源輸出是否短路。

（2）再次確認電解電容的極性是否正確，不正確上電時會炸。

（3）確認芯片不在芯片座上，快速接通電源，并斷開，觀察電源指示LED是否亮起。若不亮，先檢查LED是否裝反，再檢查整流二極管是否裝反，之后確認穩(wěn)壓芯片管腳是否正確，若均無問題，再檢查導線是否有短路或斷路。（建議順序，也可自行調整）

上述操作后如果還不亮，可以上電測試變壓器輸出是否正確，交流6V，若不正常，斷開變壓器后續(xù)電路再測，如果仍不正常，說明變壓器沒接好或壞了。

如果變壓器輸出正常，再測整流輸出電壓是否正確，應該為8.4V左右，若不正確，斷開穩(wěn)壓芯片的輸入端后再測，若仍不正常，說明整流電路有問題，檢查橋路及二極管。

如果整流輸出正常，再測穩(wěn)壓芯片的輸出電壓，應該為正5V，若不正確，斷開穩(wěn)壓芯片的輸出端后再測，若仍不正常，說明穩(wěn)壓芯片有問題，檢查管腳后，可換芯片。

如果此時正常，芯片的電源輸入應該正常。

（4）待電壓測試正常后，將芯片裝入芯片座，上電測試功能。

4? 電路測試

4.1 測試儀器與設備

萬用表，5V直流電源。

4.2 功能測試

接通電源后電源指示燈正常點亮，其他8個LED燈基本能實現(xiàn)實驗要求的全亮、全滅、左移、右移、保持、預置和改變亮燈的頻率等功能，但是閃爍時間間隔有些誤差。

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