彩灯循环控制电路的设计与制作

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1、武汉理工大学《电工电子技术》课程设计说明书目录摘要21结构设计与方案选择31.1基于计数器74LS193和译码器74LS138的系统结构31.2基于双向移位寄存器74LS194的系统结构31.3方案比较与选择42系统单元电路设计42.1移位控制脉冲产生电路42.2移位控制电路72.3彩灯显示电路103安装与调试113.1基于面包板的插装113.2电路调试11结束语13参考文献14附录1518武汉理工大学《电工电子技术》课程设计说明书摘要本设计中彩灯控制器可用于对霓虹灯或彩灯及节日字灯的控制，八路彩灯循环电路由555电路和两片双向移位寄存器74LS194组成

2、，其中555电路用来产生移位控制脉冲，74LS194用来对控制脉冲实现移位，传递出的触发信号脉冲驱动彩灯作循环流动。8个LED按照一定的时间间隔，可以向左或向右循环移动点亮，也可以同时全亮或全灭。关键词：NE555双向移位寄存器74LS194彩灯循环18武汉理工大学《电工电子技术》课程设计说明书彩灯循环控制电路的设计与制作1结构设计与方案选择1.1基于计数器74LS193和译码器74LS138的系统结构本方案彩灯循环电路由双时钟4位二进制计数器74LS193、译码器74LS138和NE555构成，其中555电路用来产生移位控制脉冲，74LS193用来控制脉

3、冲，实现8进制计数，再由译码器74LS138对循环的8个3位二进制数转化为循环的高低电平触发信号脉冲驱动彩灯作循环流动。系统结构框图如图1-1所示：LED外部+5V电源74LS13874LS193NE555图1-1基于计数器和译码器的系统结构框图完整电路图详见附录11.2基于双向移位寄存器74LS194的系统结构本方案彩灯循环电路由两片双向移位寄存器74LS194和NE555构成，其中555电路用来产生移位控制脉冲，74LS194用来对控制脉冲实现移位，传递出的触发信号脉冲驱动彩灯作循环流动。8个LED按照一定的时间间隔，可以向左或向右循环移动点亮，也可以

4、同时全亮或全灭。系统结构框图如图1-2所示：74LS193NE555LED外部+5电源74LS194图1-2基于移位寄存器74LS194的系统结构框图18武汉理工大学《电工电子技术》课程设计说明书1.3方案比较与选择两种方案均是可行的,方案一是采用计数器的原理，利用74LS193来循环8进制计数，再通过译码器来将3位二进制数转化为高低电平驱动彩灯循环点亮，该电路可以实现彩灯的左右移和全亮功能，但是若要实现全灭功能则需要用一组拨码开关来直接使灯全灭，比较麻烦；方案二是采用移位寄存器的原理，将两片74LS194级联组成一个8位移位寄存器，控制脉冲实现移位从而使

5、彩灯循环点亮，该电路可以比较方便的实现彩灯的左右移、全灭和全亮功能。综上，选择方案二，下面就方案二做详细说明。2系统单元电路设计2.1移位控制脉冲产生电路移位控制脉冲产生电路主要由NE555构成，555集成时基电路是一种数字、模拟混合型的中规模集成电路，可连接成多谐振荡电路。它不需要外加激励信号就便能连续地、周期性地自行产生矩形脉冲，产生单位脉冲，用于触发计数器。在延时操作中，脉冲由一个电阻和一个电容控制。图2-1NE555内部功能框图18武汉理工大学《电工电子技术》课程设计说明书各管脚说明：1接地2触发3输出4复位5控制电压6门限(阈值）7放电8电源电压

6、Vcc。图2-2NE555管脚图图2-3移位控制脉冲产生电路18武汉理工大学《电工电子技术》课程设计说明书表2-1NE555功能表输入信号组合输出及三极管状态RDVi1（6端输入信号）Vi2（2端输入信号）V0（输出电压）T的状态0XX低电平导通1<2/3Vcc>1/3Vcc不变不变1>2/3Vcc<1/3Vcc高电平（不定）截止1<2/3Vcc<1/3Vcc高电平截止1>2/3Vcc>1/3Vcc低电平导通当加上电压后，由于C上端电压不能突变，故NE555处于置位状态，输出端呈高电平“1”，而内部的放电管截止，C通过两个串联电阻对其充电，2脚电位随C上端

7、电压的升高呈指数上升。当C上的电压随时间增加，达到输入电压阈值电平时，上比较器翻转，使RS触发器置位，经缓冲级倒相，输出呈低电平“0”。此时放电管饱和导通，C上的电荷放电。当C放电使其电压降至输入电压触发电平时，比较器翻转，RS触发器复位，经倒相后，使输出端呈高电平“1”。用于稳定工作的振荡器时，频率由两个电阻和一个电容控制。NE555会在下降延触发和清零，此时输出端产生200mA的电流。NE555的工作温度为0℃～70℃。其功能主要用来产生时间基准信号（脉冲信号）。因为循环彩灯对频率的要求不高，只要能产生高低电平就可以了，且脉冲信号的频率可调，所以采用5

8、55定时器组成的振荡器，其输出的脉冲作为下一级的时钟信号。18武汉