面包板實現(xiàn)ne555+74HC74流水燈

ID:983454 · 發(fā)表于 2021-11-22 15:47

流水燈是一種非常簡單的電路設(shè)計項目。使用移位寄存器很容易實現(xiàn)這個電路：

本來我計劃采用一片555定時器產(chǎn)生時鐘信號，一片74595移位寄存器實現(xiàn)流水燈的功能。可惜，電路做到一半發(fā)現(xiàn)74595的2號引腳(Q2)似乎損壞了（Q2輸出高電平時，Q0~Q7會一起輸出高電平；3號引腳對地電阻約幾十千歐，其他引腳對地電阻都在兆歐以上）。其實做這個電路比較合適的集成電路是74194，但我沒有。我也沒有其他的移位寄存器了，于是用了兩片7474（各含2個D觸發(fā)器）來完成這個電路。
電路原理圖如下：

555定時器用于產(chǎn)生方波信號，頻率可由電位器R4調(diào)節(jié)。產(chǎn)生的方波作為四個D觸發(fā)器的共用時鐘。每個D觸發(fā)器的輸出Q作為下一個D觸發(fā)器的輸入D，實現(xiàn)循環(huán)移位的功能。我使用的74HC74芯片的輸出電流為±25mA，足夠驅(qū)動LED。每個LED按2V 20mA算，則需要限流電阻150Ω，因為同一時刻只有一個LED亮起，所以可以共用一個限流電阻。
這個原理圖是用Fritzing繪制的。這個軟件的優(yōu)勢是它不但可以繪制原理圖和PCB圖，還可以繪制基于面包板或者Arduino開發(fā)板的實物圖。這給業(yè)余電子制作者帶來了很大方便。這個軟件也有一些缺點。比如自定義元器件的時候編輯起來似乎比較麻煩，布線功能用起來不太順手，導(dǎo)出的SVG文件也有一些問題（圖中RESET標(biāo)簽的文字都是顛倒的）。

我在面包板上搭了類似的電路，并驗證了其功能。電路的運行效果也可以通過Falstad的電路仿真器觀察。
PS 我本來是想用FPGA做一個PIC的編程器(比這個流水燈高級許多)，然后用PIC跑一個流水燈驗證我編程正確。我已經(jīng)調(diào)試了很久時序，感覺沒有問題，但是似乎看不到編程成功的跡象。正準(zhǔn)備再嘗試一次的時候，不小心把12V電源短接到5V電源上，燒了幾個三端穩(wěn)壓器。現(xiàn)在FPGA的供電電源壞了，我也沒法做一些復(fù)雜的電路了。
PPS PIC微處理器真是個神奇的東西。我這里有一塊PIC12F629的芯片，才8個引腳，和555一樣大小，功能卻強太多：內(nèi)置4MHz振蕩器、2個定時器、6個通用IO口(足以驅(qū)動LED)。用PIC寫流水燈那么只要一片集成電路就足夠。

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