HFC3040構(gòu)成的六路循環(huán)彩燈控制電路圖

PAGEPAGE1HFC3040構(gòu)成的六路循環(huán)彩燈控制電路圖由HFC3040模塊構(gòu)成的六路循環(huán)彩燈控制電路可驅(qū)動六路彩燈循環(huán)閃亮，并有2種不同的循環(huán)速度，如圖所示。由于電路中巧妙地利用了閃光集成模塊HFC3040，不但使電路結(jié)構(gòu)十分簡單，而且成本低廉。ICl是閃光專用集成電路HFC3040，其工作電壓范圍為1.5～5V。因此，220V交流電經(jīng)Rl降壓限流、V1半波整流后，使LED發(fā)光。同時，LED兩端約1.6V穩(wěn)定直流電壓經(jīng)C1濾波后供集成電路IC1用電。由于TR觸發(fā)端與地相連，所以通電后電路立即觸發(fā)工作。6個輸出端L1～L6依次出現(xiàn)低電平，故使6個PNP三極管VT1～VT6依次循環(huán)導(dǎo)通，單向晶閘管VSl～VS6也循環(huán)開通，彩燈H1～H6被循環(huán)點亮。S為速度選擇開關(guān)，當(dāng)S置于“1”時，彩燈速度為高速擋；當(dāng)S置于“2”時，即電阻R2接到集成電路內(nèi)部雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸出端Q，由于經(jīng)過內(nèi)部1／2分頻，Q輸齦叩徒惶姹浠?縉?。謸]?端輸出高電平時，才有可能被觸發(fā)導(dǎo)通，所以彩燈循環(huán)速度降低了一半。該電路由于采用了專用芯片，不需要任何調(diào)試，通電后即能正常工作。如果接通電源后彩燈不循環(huán)，應(yīng)檢查集成電路LED兩端的電壓，如果此電壓低于l.5V，則集成電路不能工作。

循環(huán)彩燈控制電路設(shè)計一.實驗?zāi)康??

熟悉常用集成電路芯片的使用?

學(xué)習(xí)數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計的方法?

學(xué)習(xí)電路仿真的一般方法?

掌握系統(tǒng)調(diào)試的原則和排除故障的方法二.實驗任務(wù)及要求:任務(wù)；設(shè)計一個可以循環(huán)移動的彩燈控制電路，燈總數(shù)為8盞，技術(shù)指標(biāo)如下：?

1,5亮，其余滅，右移三次后全滅?

4,8亮，其余滅，左移三次后全滅?

4,5亮，其余滅，各向兩邊移三次后全滅?

1,8亮，其余滅，各向中間移三次后全滅?

燈移動間隔為1S要求:?

制定方案根據(jù)設(shè)計任務(wù)，制定兩種設(shè)計方案，畫出框圖?

電路設(shè)計設(shè)計各單元電路并計算其參數(shù)，提出元件清單。?

電路仿真通過EDA工具軟件對電路進行仿真?

制作電路并調(diào)試?

撰寫設(shè)計報告三.系統(tǒng)設(shè)計思路任務(wù)分析：八盞燈可分為兩組、每組只有一盞燈亮、每盞燈的移動方向各有兩種、即左移或右移、組與組之間的方向也有兩種、即同向或反向。同向即同時向左移動或同時向右移動。反向即同時從兩邊向中間移動或同時從中間向兩邊移動。此控制電路的原理框圖如圖1所示。

圖1原理框圖?

時鐘源：周期性的方波信號，用于控制燈移動的快慢。?

周期控制：用于控制每組燈一輪移動的時間。?

方向控制：用于控制燈移動的方向?

同向、反向控制：用于兩組燈移動的方向同向與否的控制?

輸出驅(qū)動接收上述各模塊的控制信號，將其變成需要執(zhí)行的輸出信號。?

執(zhí)行:將輸出驅(qū)動的輸出信號表現(xiàn)成循環(huán)點亮的形式。?

電源：給整個系統(tǒng)供電。四.單元電路設(shè)計?

時鐘源

圖2時鐘源時鐘源主要是由一個32kHz晶體振蕩器產(chǎn)生，再由一個分頻器4060進行分頻即可得到多種不同頻率的時鐘信號。實際實驗中我們也可用函數(shù)發(fā)生器代替這個時鐘源產(chǎn)生系統(tǒng)所需要的時鐘信號?

周期控制

圖3周期控制電路這里選用計數(shù)器74LS163和非門74LS04對所輸入的時鐘信號進行5分頻，用于控制每一組的四盞燈依次點亮后再熄滅的一輪循環(huán)的周期?

方向控制4方向控制電路圖4所示的方向控制電路，單獨對于每一組來說，移動的方向只有兩種，即左移或右移。因此，這里用一個D觸發(fā)器74LS74將周期控制信號再一次分頻，這樣在每一個周期控制信號的周期里，方向控制輸出不是0就是1，正好用于表示左移和右移。?

同向,反向控制

5同向,反向控制電路要實現(xiàn)同向、反向控制，只要方向控制模塊用于分別控制兩組的輸出信號為反即可。那么，我們就可以用一個數(shù)據(jù)選擇器74LS157和一個非門74LS04來實現(xiàn)。需要同向時，選擇器就選擇A路的信號通過，需要反向時，選擇器就選澤B路的信號通過。這里的D觸發(fā)器74LS74用于控制什么時候需要同向或反向。我們對方向控制信號進行2分頻，先完成同向的左移和右移，再完成反向。?

圖6輸出驅(qū)動電路

圖6的輸出驅(qū)動電路采用兩個移位寄存器74LS194來分別控制每一組。時鐘源作為移位寄存器的時鐘輸入，用于控制燈移動的快慢。周期控制除了前面的控制外，正好可以給移位寄存器提供移位輸出的信號。方向控制及同向、反向控制通過非門74LS04用于控制移位寄存器的兩個控制引腳S0、S1，達到實現(xiàn)任務(wù)所要求移位方向控制的目的。6．執(zhí)行電路

圖7八個發(fā)光二極管構(gòu)成的執(zhí)行電路

這個模塊比較簡單，用發(fā)光二極管LED將移位寄存器的輸出信號顯示出來，可以感受到漂亮的彩燈流動的感覺。這里需要注意的就是要給每一盞LED串一個限流電阻，因為移位寄存器的輸出信號為TTL電平，這個電平超過了LED的正常的正向偏置的電壓。由于這里設(shè)計的是數(shù)字系統(tǒng)，用的都是TTL型的數(shù)字集成電路芯片，所以給這些器件供電的電壓為單電源+5V即可，這個電源可以由實驗室里的穩(wěn)壓源提供。五．電路仿真1.常用的EDA工具軟件如：OrCAD、Protel99SE、Multisim、MAXplusII等2.將各單元電路原理圖綜合后輸入到軟件中，對其進行時序仿真和功能仿真。時序仿真可反映每一路信號與時鐘信號之間的關(guān)系即不同路信號之間的關(guān)系。功能仿真可看出執(zhí)行模塊控制彩燈循環(huán)點亮的效果。圖8是功能仿真波形。能仿真波形六.電路制作及測試?

制作：在面包板上按電路原理圖將電路連接好或者利用Protel軟件將原理圖轉(zhuǎn)換成印制板圖（PCB），然后交由工廠加工后，再將元器件焊接在PCB上。?

一般數(shù)字系統(tǒng)只要原理圖正確，電路制作時各個連接沒有出錯，那么電路的功能就會實現(xiàn)。?

測試時，主要是看電源端有沒有短路，芯片有沒有損壞等，然后使用相應(yīng)的儀器進行測試。圖9彩燈循環(huán)控制系統(tǒng)參考七.實驗器材及元件清單1．儀器：計算機、示波器、萬用表、EDA工具軟件等。2．元件：74LS163(計數(shù)器)、74LS74(D觸發(fā)器)、74LS157(二選一數(shù)據(jù)選擇器)、74LS194