【正文】 910 8U42Y 92C0102C1112C2122C313A14B2~1G11Y 71C061C151C241C33~2G15 74LS153DU6QA 3QB 4QC 5QD 6A1B2~CLR9CLK8 QE 10QF 11QG 12QH 1374LS164DQA 14QB 13QC 12QD 11RCO 15A3B4C5D6ENP7ENT10~LOAD9~CLR1CLK2U374LS161DU7A1D2 1Q 5~1Q 6~1CLR13~1PR474LS74DU7B2D12 2Q 9~2Q 8~2CLR1311~2PR1074LS74D32 比較方案 2 電路圖方案 2 的優(yōu)點是省了一個 555 脈沖產(chǎn)生電路，使電路更清晰，增強了電路的可靠性；缺點是如果按此方案連接電路，彩燈無法完成第四種花樣（依次點亮，依次熄滅） ，只能完成一半，依次點亮或依次熄滅，部分實現(xiàn)了設(shè)計要求，所以不采用。方案 2利用數(shù)字芯片實現(xiàn)。圖 31 比較方案 1 電路圖優(yōu)點:本電路圖設(shè)計簡單、結(jié)構(gòu)清晰，可分為四種碼產(chǎn)生電路、開關(guān)電路、輸出電路和時鐘電路這四個模塊。圖 21 系統(tǒng)組成框圖各模塊的組成及功能分析：：由兩個 555 和電阻電容組成，構(gòu)成兩個多諧振蕩器，一個周期為0．721 秒，控制計數(shù)器和寄存器，另一個周期為 秒，控制雙 D 觸發(fā)器。調(diào)節(jié)開關(guān)電路的 CP 脈沖產(chǎn)生電路的電阻，可以改變開關(guān)的切換時間用以選擇每種花樣出現(xiàn)時間的長短。多諧振蕩器輸出的計數(shù)脈沖經(jīng)雙 D 觸發(fā)器兩位二進(jìn)制計數(shù)器，在它的兩個輸出端得到00、011 四種邏輯狀態(tài)。（三） 主要參考元器：NE555 定時器，模十六計數(shù)器 74LS161，雙 D 觸發(fā)器 74LS74，與門74LS08，非門 74LS04，四選一數(shù)據(jù)選擇器 74LS153，八位移位寄存器74LS164。若將一定數(shù)量的彩色燈組合聯(lián)接，就能營造出平面上色彩變化的場景，這比通?？刂埔粭l線上的色彩流動更加豐富絢麗。LED 彩燈由于其豐富的燈光色彩，低廉的造價以及控制簡單等特點而得到了廣泛的應(yīng)用，用 彩燈來裝飾街道和城市建筑物已經(jīng)成為一種時尚。時鐘信號由兩個 555 產(chǎn)生，一個產(chǎn)生周期為 秒的矩形脈沖控制模十六計數(shù)器 74LS161 和八位右移寄存器 74LS164,另一個產(chǎn)生周期為 秒的脈沖控制雙 D 觸發(fā)器。 首先要分析設(shè)計要求，從要實現(xiàn)四花樣入手推導(dǎo)出要使用的芯片。摘 要如今廣告牌的設(shè)計和節(jié)日彩燈的設(shè)計都能運用到彩燈控制器的原理?？赏ㄟ^八位右移寄存器 74LS164 實現(xiàn)八個彩燈的向右移動，從它的右移輸入端輸入四種碼來實現(xiàn)它的四種花樣。當(dāng)彩燈完成一種花樣時，雙 D 觸發(fā)器輸出狀態(tài)改變，數(shù)據(jù)選擇器選擇另一種碼輸出，彩燈變?yōu)橄乱环N花樣，直到完成四種花樣再循環(huán)變化。但目前市場上各式樣的 LED 彩燈控制器大多數(shù)用全硬件電路實現(xiàn)，電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜、功能單一，這樣一旦制作成品只能按照固定的模式閃亮，不能根據(jù)不同場合、不同時間段的需要來調(diào)節(jié)亮燈時間、模式、閃爍頻率等動態(tài) 參數(shù)?？刂破鞑捎脭?shù)字集成塊，外圍元器件少、電路結(jié)構(gòu)簡單，只要元器件完好、裝接無誤，裝后無須調(diào)試即可一舉成功。 第二章 工作原理及系統(tǒng)組成工作原理分析：從多諧振蕩器出來的脈沖信號分為兩路：一路作為計數(shù)脈沖送到模十六計數(shù)器；另一路做為移位時鐘脈沖加到移位寄存器。這四個狀態(tài)作為數(shù)據(jù)選擇器的四個數(shù)據(jù)通道選擇信號，對應(yīng)從模十六計數(shù)器輸送到數(shù)據(jù)選擇器的 QA，QB，QC，QD 四個分頻信號。數(shù)據(jù)選擇器的輸出端接移位寄存器的輸入端，在時鐘脈沖的作用下，數(shù)據(jù)在移位寄存器的八位并行輸出端從 Q0 到 Q7 順序移動。:由模十六計數(shù)器 74LS16與門 74LS08 和非門 74LS04 組成，計數(shù)器的四個輸出端接組合邏輯門從而產(chǎn)生四種碼。時鐘電路輸出電路時鐘電路 控制電路四種碼產(chǎn)生電路第三章 電路方案選擇循環(huán)彩燈電路設(shè)計方案有多種，這里考慮了以下兩種方案：方案 1用多諧振蕩器的輸出端作為雙 D 觸發(fā)器的時鐘。四種碼產(chǎn)生電路由模十六計數(shù)器和組合邏輯門構(gòu)成，開關(guān)電路由雙 D 觸發(fā)器和數(shù)據(jù)選擇器構(gòu)成，輸出電路由移位寄存器和彩燈構(gòu)成，時鐘電路由兩個 555 構(gòu)成。用模十六計數(shù)器 74LS161 的輸出端的最高位 QD作為雙 D 觸發(fā)器的時鐘，可以少用一個 555 定時器。所以選擇第一種方案。圖 41 NE555 定時器555 定時器內(nèi)部機(jī)構(gòu)如圖 所示，它主要有以下部分組成：(1)電阻分壓器。(3)基本 RS 觸發(fā)器。(5)緩沖器。圖 42 時鐘電路用 555 定時器構(gòu)成多諧振蕩器,電路輸出便得到一個周期性的矩形脈沖,其周期為:T=(R1+2R2)C (41)要用兩個 555 產(chǎn)生兩個時鐘脈沖,兩個時鐘電路是相同的。由于電容上電壓不能突變，電源剛接通時 Vc=0，當(dāng) Vc 上升到大于 Vcc／3 時，RD=1，SD=1，基本 RS 觸發(fā)器狀況不變，即輸出端 Q 仍為高電平，當(dāng) VC 上升到略大于 2VCC／3 時，Rn=0，SD=1，基本 RS 觸發(fā)器置 0，輸出端 Q 為低電平。這時，Q=0，內(nèi)部放電管截止。圖 44 74LS161 管腳圖74LS161 具有以下功能：(1)異步清零。由于這個操作要與CP 上升沿同步，所以稱為同步預(yù)置數(shù)。(4)計數(shù)。圖 45 四種碼產(chǎn)生電路四種碼產(chǎn)生電路根據(jù)彩燈要實現(xiàn)的四花樣,得到四種碼產(chǎn)生電路要產(chǎn)生的碼，如表 41 所示。最終產(chǎn)生四種不同的碼，來實現(xiàn)彩燈的四花樣。設(shè)雙 D 觸發(fā)器的初始狀態(tài) Q1Q2 =00 可得，2 的狀態(tài)變換順序為 00—01—11—10—00，實現(xiàn)四分頻。表 43 數(shù)據(jù)選擇器功能表工作 原理：數(shù)據(jù)從多諧振蕩器的輸出端輸出，輸入到雙 D 觸發(fā)器的時鐘信號輸入端，然后從雙 D觸發(fā)器的輸出端，輸出到雙四選一數(shù)據(jù)選擇器 74LS153 的地址輸入端。圖 48 74LS164 管腳圖當(dāng)清除端（CLEAR）為低電平時，輸出端（QAQH）均為低電平，串行數(shù)據(jù)輸出端(A，B)可控制數(shù)據(jù)。表 44 寄存器數(shù)碼移動情況表CP MRQA QB QC QD QE QF QG QH1 1 1 0 0 0 0 0 0 02 0 0 1 0 0 0 0 0 03 0 0 0 1 0 0 0 0 04 0 0 0 0 1 0 0 0 05 0 0 0 0 0 1 0 0 06 0 0 0 0 0 0 1 0 07 0 0 0 0 0 0 0 1 08 0 0 0 0 0 0 0 0 1工作原理輸出電路由八位移位寄存器 74LS16八個彩燈和八個驅(qū)動電阻構(gòu)成。第五章 整機(jī)電路設(shè)計根據(jù)單元電路可得到整機(jī)工作原理圖，如圖 51。從另一個多諧振蕩器出來的脈沖信號，輸出到雙 D 觸發(fā)器的時鐘信號輸入端，由雙 D 觸發(fā)器實現(xiàn)四分頻，用雙 D 觸發(fā)器的輸出端 2 控制選擇器的地址輸入端，使數(shù)據(jù)選擇器自動選擇一種碼輸出，實現(xiàn)彩燈花樣的自動控制。它不僅具有其它 EDA 工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機(jī)及外圍器件。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、PCB 設(shè)計軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計平臺，其處理器模型支持