双向流动彩灯控制器设计

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1、一、概述1.题目：双向流动彩灯控制器2.背景：本次课程设计采用生活中随处可见的彩灯装饰品作为实验项目的背景,结合具体的实际应用,将220V交流用电经变压装置转换为5V直流电源,为整个控制装置提供电源,然后经过产生时钟信号的多谐振荡电路、利用同步预置法改接的八进制计数器和与五路彩灯相连的译码器完成对各个彩灯顺序的控制,以完成实验。3.意义：通过本次试验既熟悉了555定时器连成的多谐振荡器、计数器和译码器的用法，更进一步加深了课本知识在实际生活中的应用，提高了思考以及动手能力，让学生能够熟练运用软件对各种电路进行模拟

2、仿真。4.应用：彩灯作为一种景观,安装在建筑物的适当地方作为装饰增添节日气氛,也有一种广告宣传的作用，也可用在舞台上增强晚会灯光效果，通过电路控制彩灯更能够达到意想不到的效果，在日常生活中被广泛应用。5．设计要求：a.用中规模计数器设计该双向流动彩灯控制器。b.要求彩灯双向流动点亮，其闪烁频率在1~10Hz内连续可调。c.要求用555定时器设计时钟脉冲，五路彩灯采用五个发光二极管代替。6.设计指标：电路运行后，彩灯依次点亮且能够双向流动，频率在1~10Hz内连续可调。二、方案设计设计一个可以双向流动的彩灯控制器，

3、控制五路彩灯双向流动。图1双向流动彩灯控制器原理框图双向流动彩灯控制器原理框图如图1所示，首先采用555定时器连接组成的多谐振荡器产生矩形波从而能够输出电路所需要的时钟信号，即频率在1~10Hz内可调的时钟信号，然后将时钟信号输出通过计数器接收，经过利用同步预置法由17十进制计数器改成的八进制计数器的循环计数来实现双向流动功能，然后计数器连接译码器并与彩灯相连，通过译码器对信号进行译码进而控制彩灯双向流动。三、电路设计通过电路设计，可以把电路分为四个主要模块，即：直流稳压电源模块、多谐振荡器模块、八进制加法计数器

4、电路模块、译码器与彩灯电路模块。下面对这四个模块进行具体分析介绍：1.直流稳压电源直流稳压电源的原理框图如图2所示。图2直流稳压电源原理框图直流稳压电源工作原理：直流稳压电源是一种将220V工频交流电转换成稳压输出的直流电压的装置，它需要经过变压、整流、滤波、稳压四个环节才能完成。电源变压器是降压变压器，它将电网220V交流电压变换成符合需要的交流电压，并送给整流电路，变压器的变比由变压器的副边电压确定。整流电路将交流电压变换成脉动的直流电压。再经滤波电路滤除较大的纹波成分，输出纹波较小的直流电压。滤波电路可以将

5、整流电路输出电压中的交流成分大部分加以滤除，从而得到比较平滑的直流电压。而稳压电路的功能则是使输出的直流电压稳定，不随交流电网电压和负载的变化而变化。通过这四个环节的处理，从而能够保证电路输出5v的稳定直流电压。直流稳压电源的电路图如图3所示。17图3直流稳压电源的电路图直流稳压电源的参数选择：7805芯片电压输出电压为标准的5V，应此选7805作为电源稳压芯片，7805系列的稳压集成块的极限输入电压是36V，最低输入电压比输出电压高3-4V。还要考虑输出与输入间压差带来的功率损耗，所以一般输入为9-15V之间。

6、对于桥式整流电路，滤波电容C的充电周期等于交流周期的一半，即 电路中取C=470μF2.多谐振荡电路在实际连接的过程中，555定时器的外引线排列图如图4所示。图4555定时器的外引线排列图17555定时器的功能表如表1所示。表1555定时器功能表555定时器功能介绍：555定时器只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路，具有成本低，性能可靠等有优点。它也常作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制等方面。555定时器的功能主要由两个比较器决定。

7、两个比较器的输出电压控制RS触发器和放电管的状态。在电源与地之间加上电压，当5脚悬空时，则电压比较器C1的同相输入端的电压为2VCC/3，C2的反相输入端的电压为VCC/3。若触发输入端TR的电压小于VCC/3，则比较器C2的输出为0，可使RS触发器置1，使输出端OUT=1。如果阈值输入端TH的电压大于2VCC/3，同时TR端的电压大于VCC/3，则C1的输出为0，C2的输出为1，可将RS触发器置0，使输出为0电平。由它的各项性能可以让它组成各种实用的电子电路，如定时器、分频器、脉冲信号发生器、元件参数和电路检测

8、电路、玩具游戏机电路、音响告警电路、电源交换电路、频率变换电路、自动控制电路等。由555定时器构成的多谐振荡器电路如图5所示。17C13.3uFVCC5VU11LM555CMGND1DIS7OUT3RST4VCC8THR6CON5TRI2C210nFR18.2kR218kR31MKey=A50%VCC41320Vo图5由555构成的多谐振荡器多谐振荡器的工作原理：由555