當(dāng)前，許多戶外商業(yè)廣告、公益廣告、節(jié)日彩燈等大多采用循環(huán)燈控制形式。它們通過巧妙構(gòu)思與創(chuàng)作，可以做到廣告、彩燈等作品色彩鮮艷，富有創(chuàng)意，變化形式豐富，起著宣傳和美化環(huán)境的作用，營(yíng)造文明亮麗氛圍。本人試圖利用廉價(jià)的數(shù)字集成器件。作者試圖利用廉價(jià)的數(shù)字集成器件完成八路彩燈控制器設(shè)計(jì)。該控制器由不規(guī)則時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生器、計(jì)數(shù)器、譯碼器和開關(guān)電路組成。
1、不規(guī)則時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生器
時(shí)鐘信號(hào)的產(chǎn)生方式很多，本電路設(shè)計(jì)使用555定時(shí)器，555定時(shí)器電路是一種雙極型中規(guī)模集成電路，只要在外部配上幾個(gè)適當(dāng)?shù)淖枞荨Ｔ瓦m當(dāng)?shù)碾娐愤B接，就可構(gòu)成多諧振蕩器。該器件的電源電壓為4.5V---18V，驅(qū)動(dòng)電流也較大，并能提供與ttl, MOS電路相兼容的邏輯電平。
本電路中利用兩片555定時(shí)器構(gòu)成兩個(gè)多諧振蕩器，產(chǎn)生兩個(gè)不同頻率的時(shí)鐘信號(hào)，把兩個(gè)時(shí)鐘信號(hào)經(jīng)二極管或門電路合成成不規(guī)則的脈沖信號(hào)，作為后續(xù)的計(jì)數(shù)器電路的時(shí)鐘信號(hào)，可以控制彩燈循環(huán)變化的速度，使彩燈發(fā)光時(shí)間各不相同，從而起到變速循環(huán)的效果。其電原理圖如圖1示
圖1
<八路彩燈控制器設(shè)計(jì)電路圖>
電路中，f1=0.7(r1=2r2)c1f2=0.7(r3+2r4)c2，通過選擇r1,r2,r3,r4,c1,c2的參數(shù)，使f1 ,f2處在lOHZ左右，而且F1與Fz不同，把Fi FZ兩信號(hào)送往或門電路輸入端。可獲得一個(gè)不規(guī)則的脈沖信號(hào)CP
2、計(jì)數(shù)器和譯碼器電路
計(jì)數(shù)器用來產(chǎn)生八進(jìn)制計(jì)數(shù)，其輸出端信號(hào)加到譯碼器輸入端，經(jīng)譯碼后可以在輸出端產(chǎn)生所需的控制信號(hào)。本電路計(jì)數(shù)器采用74IS193，譯碼器采用74IS138。它們分別為可預(yù)置4位二進(jìn)制同步可逆計(jì)數(shù)器和三—八譯碼器。
74ls193是十六進(jìn)制計(jì)數(shù)器.選用它的目的是以備電路的擴(kuò)展以后電路只要稍作改變即可實(shí)現(xiàn)16路彩燈控制器設(shè)計(jì)。74ls138是一片38譯碼器，在控制輸入端輸入哪人的作用下.任一時(shí)刻八個(gè)輸出瑞中僅有一個(gè)輸出高電平其余七個(gè)為低電平這樣就能夠利用澤碼器的輸出作彩燈電路開關(guān)器件的控制信號(hào)從而實(shí)現(xiàn)循環(huán)控制的目的。由計(jì)數(shù)器和譯碼器構(gòu)成的產(chǎn)生循環(huán)控制信號(hào)的電路
電路的工作原理是不規(guī)則時(shí)鐘脈沖信號(hào)加到計(jì)數(shù)器74ls193的計(jì)數(shù)向上引腳，計(jì)數(shù)器控自然忘序遞增計(jì)數(shù)，其輸出端Qd,Qc,Qa,Qb按自然忘序遞增到1000時(shí)，由于清除和Qd相連接當(dāng)Qd為1時(shí)計(jì)數(shù)器清等然后又重復(fù)遞增計(jì)數(shù)，不斷循環(huán)進(jìn)行。
而計(jì)數(shù)器的輸出瑞Qc,Qb,Qa接到74ls138的輸入端，在Qc，Qb，Qa的作用下價(jià)它們的每一種組合方式對(duì)應(yīng)于輸出端的一個(gè)引腳狀態(tài).在任意時(shí)刻只有一個(gè)端口為高電平其余喘口全為低電平.而且這種變化同樣是按照自然遞增的順序循環(huán)進(jìn)行。在http://www.zg4o1577.cn 首頁(yè)搜索可查74ls138等元件的真值表。根據(jù)這種結(jié)果，可以把每一路輸出的高電平用以控制一路彩燈從而可以達(dá)到循環(huán)控制的目的。
3、開關(guān)電路
戶外彩燈都是采用交流電源供電因此數(shù)字集成器件輸出的電平用作開關(guān)信號(hào).根據(jù)ttl電平的高低控制開關(guān)器件的通斷。本八路彩燈控制器設(shè)計(jì)電路選用可控佳作為元器問利用洋碼器輸出的電平控制可控硅的通斷實(shí)現(xiàn)控制彩燈循環(huán)亮暗變化。電路原理圖如下，電路中利用單向可控硅作開關(guān)器件比如y0信號(hào)控制的這一路彩燈電路中。當(dāng)y0輸出高電平時(shí)候(y1-y7均為低電平)
圖4
單向可控硅導(dǎo)通.單向可控硅導(dǎo)通與否可由發(fā)光二極管監(jiān)視.這時(shí)由D1 D2 D3 D4,組成有二極管電路導(dǎo)通.如交流正半周，電流經(jīng)D1、單向可控硅、D4構(gòu)成回路多交流負(fù)半周.電流經(jīng)d3、單向可控硅、d2構(gòu)成回路，所以彩燈亮。當(dāng)YD輸出低電平時(shí)，單向可控硅截止工源電流的正負(fù)半周均無法通過D1-D4組成的電路.交流電路截止.彩燈熄滅
4、總結(jié)
這個(gè)8路彩燈控制器設(shè)計(jì)利用廉價(jià)的數(shù)字集成器件和半導(dǎo)體開空器件，構(gòu)成循環(huán)控制器經(jīng)過調(diào)試其工作可行。本電路還有許多可擴(kuò)展的空間.比如添加一片三—人評(píng)碼器及門電路.就可設(shè)計(jì)成十六路彩燈控制器。也可改用半導(dǎo)體三極管和雙向可控硅實(shí)現(xiàn)電路的通斷。另外對(duì)各路燈光位置和形態(tài)進(jìn)行巧妙的設(shè)計(jì)和安裝，還可達(dá)到更好的效果。