數(shù)字電子技術(shù)設(shè)計(jì)--彩燈控制電路的設(shè)計(jì)與制作

彩燈控制電路的設(shè)計(jì)與制作

1? 整機(jī)設(shè)計(jì)

1.1 設(shè)計(jì)要求

（1）設(shè)置外部操作開(kāi)關(guān)，它具有控制彩燈亮點(diǎn)的右移、左移、全亮及全滅等功能；

（2）彩燈亮點(diǎn)移動(dòng)時(shí)間間隔取1秒；

（3）彩燈的布圖形狀隨意；

（4）讓自己學(xué)號(hào)的后2位編碼后點(diǎn)亮相應(yīng)的燈，能實(shí)現(xiàn)循環(huán)左、右移，按鍵控制，同時(shí)按鍵控制彩燈亮滅速度。

1.1.1設(shè)計(jì)任務(wù)

兩片74LS194移位寄存器構(gòu)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(shí)現(xiàn)清零功能;一片555構(gòu)成多諧振蕩器輸出時(shí)間脈沖;設(shè)計(jì)制作一個(gè)8路彩燈控制器。

1.1.2性能指標(biāo)要求

彩燈能實(shí)現(xiàn)循環(huán)左移,右移,全亮,全滅等基本功能,和預(yù)置數(shù)的擴(kuò)展功能。

1.2 整機(jī)實(shí)現(xiàn)的基本原理及框圖

1.2.1基本原理

由555構(gòu)成的多諧振蕩器輸出時(shí)間脈沖提供給74LS194;通過(guò)1個(gè)撥碼開(kāi)關(guān)控制2個(gè)74LS194的清零端，實(shí)現(xiàn)全亮、全滅功能；通過(guò)兩組4位共8個(gè)撥碼開(kāi)關(guān)來(lái)控制8個(gè)彩燈的預(yù)置；通過(guò)2個(gè)撥碼開(kāi)關(guān)來(lái)選擇S1,S0的狀態(tài)，分別實(shí)現(xiàn)彩燈的左右移動(dòng)、保持和預(yù)置的功能。

1.2.2總體框圖

2 ?各功能電路實(shí)現(xiàn)原理及電路設(shè)計(jì)

由555構(gòu)成的多諧振蕩器主要用來(lái)產(chǎn)生脈沖信號(hào)。555定時(shí)器是一種模擬和數(shù)字功能相結(jié)合的中規(guī)模集成器件。一般用雙極性工藝制作的稱(chēng)為555,用CMOS工藝制作的稱(chēng)為7555,除單定時(shí)器外,還有對(duì)應(yīng)的雙定時(shí)器556/7556。555定時(shí)器的電源電壓范圍寬，可在5~16V工作,最大負(fù)載電流可達(dá)200mA,7555可在3~18V工作,最大負(fù)載電流可達(dá)4mA，因而其輸出可與TTL。CMOS或者模擬電路電平兼容。555定時(shí)器成本低，性能可靠，只需要外界幾個(gè)電阻、電容，就可以實(shí)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(chǎn)生與變換電路。按一下運(yùn)行鍵后，可看見(jiàn)輸出端是出現(xiàn)高低電平交替，時(shí)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(gè)10uF電容進(jìn)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(lái)實(shí)現(xiàn)彩燈的左右移功能。

3 ?調(diào)試過(guò)程

調(diào)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(wàn)用表測(cè)試電源輸出是否短路。

（2）再次確認(rèn)電解電容的極性是否正確，不正確上電時(shí)會(huì)炸。

（3）確認(rèn)芯片不在芯片座上，快速接通電源，并斷開(kāi)，觀(guān)察電源指示LED是否亮起。若不亮，先檢查L(zhǎng)ED是否裝反，再檢查整流二極管是否裝反，之后確認(rèn)穩(wěn)壓芯片管腳是否正確，若均無(wú)問(wèn)題，再檢查導(dǎo)線(xiàn)是否有短路或斷路。（建議順序，也可自行調(diào)整）

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

如果變壓器輸出正常，再測(cè)整流輸出電壓是否正確，應(yīng)該為8.4V左右，若不正確，斷開(kāi)穩(wěn)壓芯片的輸入端后再測(cè)，若仍不正常，說(shuō)明整流電路有問(wèn)題，檢查橋路及二極管。

如果整流輸出正常，再測(cè)穩(wěn)壓芯片的輸出電壓，應(yīng)該為正5V，若不正確，斷開(kāi)穩(wěn)壓芯片的輸出端后再測(cè)，若仍不正常，說(shuō)明穩(wěn)壓芯片有問(wèn)題，檢查管腳后，可換芯片。

如果此時(shí)正常，芯片的電源輸入應(yīng)該正常。

（4）待電壓測(cè)試正常后，將芯片裝入芯片座，上電測(cè)試功能。

4? 電路測(cè)試

4.1 測(cè)試儀器與設(shè)備

萬(wàn)用表，5V直流電源。

4.2 功能測(cè)試

接通電源后電源指示燈正常點(diǎn)亮，其他8個(gè)LED燈基本能實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)要求的全亮、全滅、左移、右移、保持、預(yù)置和改變亮燈的頻率等功能，但是閃爍時(shí)間間隔有些誤差。

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