多彩循環(huán)彩燈控制器設(shè)計(編輯修改稿)
2025-03-12 13:18 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 統(tǒng)，使 8 只彩燈 完成設(shè)計要求的功能。根據(jù)設(shè)計要求而設(shè)計的系統(tǒng)框圖如圖 1 所示： 圖 1 多彩循環(huán)彩燈控制器設(shè)計框圖 由 555 芯片構(gòu)成的脈沖發(fā)生電路發(fā)出的周期為 秒的脈沖作用于 74LS90 構(gòu)成的 8 進555 脈沖發(fā)生器 計數(shù)器 數(shù)據(jù)選擇器 移位寄存器 555 脈沖發(fā)生器 LED 顯示 武漢理工大學《 循環(huán)彩燈控制器 》 課程設(shè)計 3 制計數(shù)電路和 24 進制計數(shù)電路，以及以為寄存器 74LS164 上。而計數(shù)器控制數(shù)據(jù)選擇器74LS151 和 74LS139。最后電平信號傳輸?shù)?LED 燈上，進而控制 LED 燈的閃爍，這樣就完成了多彩循環(huán)彩燈的控制。 （ 2） 電路工作原理 按照設(shè)計要求設(shè)計的電路圖如圖 2 所示。整個電路分為六個模塊： 555 脈沖發(fā)生 器電路，計數(shù)器電路， 燈左移逐一點亮控制電路，燈 1110 1110 點亮控制電路，燈交替閃爍控制電路， LED 電路。 首先，用 555 設(shè)計而成的脈沖發(fā)生電路，其周期為 秒。該電路產(chǎn)生脈沖，使 74LS90、74LS164 等芯片能夠正常工作。計數(shù)器電路中的 8 進制計數(shù)電路控制 8 選 1 數(shù)據(jù)選擇器74LS151 和 24 線譯碼器 74LS139，使其按照 秒的周期輸出電平。 數(shù)據(jù)輸入端全接高電平的 74LS151 在 8 進制技術(shù)電路控制下每隔 秒將一個電平信號輸入移位寄存器中，再由移位寄存器的 8 個輸出端分別輸出到對應(yīng)的 LED 燈，從而完成8 只彩燈循環(huán)左移逐一點亮的功能。 數(shù)據(jù)輸入端接有高、低電平的 74LS151 同樣在 8 進制計數(shù)電路控制下每隔 秒將一個電平信號輸入移位寄存器中，再由移位寄存器的 8 個輸出端輸出到鎖存器中，則 8 個周期后， 1110 1110 已經(jīng)輸入到了鎖存器中，同時此時鎖存器使能端接高電平進行正常工作，將從移位寄存器中每 秒左移一次的電平信號 1110 1110 輸入到相應(yīng)的 LED 燈，完成 8只彩燈按照 1110 1110 左移循環(huán)點亮的功能。 24 線譯碼器 74LS139 在在 8 進制技術(shù)電路控制下 4 個輸出端將 00~11 譯 碼后的電平通過 2 輸入與門輸出兩個電平，再分別經(jīng)過一個非門在依次輸入到 LED 燈，完成 8 只彩燈交替閃爍，并閃爍 8 次，每 秒閃爍一次。 由兩片 74LS90 設(shè)計的 24 進制計數(shù)電路和相應(yīng)的邏輯門電路配合，以 8 個 555 脈沖周期為一個大周期，分別控制燈左移逐一點亮控制電路，燈 1110 1110 點亮控制電路，燈交替閃爍控制電路這三個電路的使能端，使其按一定順序循環(huán)工作。再將這三個電路的最終電平輸出端通過三輸入或非門相接，三輸入或非門的輸出端接 LED 燈。最終完成設(shè)計要求的功能。 武漢理工大學《 循環(huán)彩燈控制器 》 課程設(shè)計 4 圖 2 多彩循環(huán)彩燈控制器設(shè)計電路圖 設(shè)計方案二 按照設(shè)計要求，本小組設(shè)計的電路圖如圖 3 所示：該方案是由單片機 AT89S52 做為控制處理器，通過編寫程序來控制其一組 8 個 IO 口的電平的變化，在通過 IO 口輸出電平到對應(yīng)的 8 個 LED 燈，從而完成相應(yīng)的功能。 首先，編程控制 8 個 IO 口的電平從左到有逐一點亮，每 秒點亮一盞，從而完成 8只彩燈循環(huán)左移逐一點亮的功能。 接下來，編程控制 8個 IO口以 1110 1110每 ，從而控制 8只彩燈按照 1110 1110 左移循環(huán)點亮的功能。 最后，編程控制 8 個 IO 口高、低電平交替變化，從而控 制 LED 等交替閃爍，完成 8只彩燈交替閃爍的功能。 編程控制這三種模式以一定的順序不斷循環(huán)，就完成了該設(shè)計要求的全部功能。 武漢理工大學《 循環(huán)彩燈控制器 》 課程設(shè)計 5 圖 3 多彩循環(huán)彩燈控制器設(shè)計電路圖 方案比較 方案一是使用 555 芯片、數(shù)據(jù)選擇器、移位寄存器、計數(shù)器以及一些邏輯門芯片等集成芯片設(shè)計的電路，設(shè)計起來比較困難，因為其設(shè)計的模電、數(shù)電知識較多，需要對這方面知識有一定的掌握，和對一些集成芯片的了解。不過通過方案一的設(shè)計，無論設(shè)計過程和設(shè)計結(jié)果都能夠最好的達到該課程設(shè)計的目的，更能鍛煉我們的實踐、創(chuàng)新等各方面的能力。 方案二則是通 過單片機 AT89S52 這個可編程器件來控制電平的變化，從而控制 8 只彩燈的閃爍。 比較簡單，但是得到的鍛煉不多。 武漢理工大學《 循環(huán)彩燈控制器 》 課程設(shè)計 6 3 部分電路設(shè)計 555 脈沖發(fā)生器 由于要求彩燈每 秒閃爍一次，所以該 555 脈沖發(fā)生器的周期設(shè)計為 秒，電路圖如圖 4 所示：是由 555 構(gòu)成的多諧振蕩電路，振蕩周期為 秒。 因為周期為 秒，取 C1=， C2=10uF， f=2Hz。 f=[(R2+2*R1)*C2] （ 11） 算得 R1=， R2=20k。 圖 4 555 脈沖發(fā)生器 武漢理工大學《 循環(huán)彩燈控制器 》 課程設(shè)計 7 555 定時器引腳圖及功能表如圖 5 所示： 圖 5 555 引腳圖及功能表 555 定時器中 6 腳稱閾值端 (TH)，是上比較器的輸入； 2 腳稱觸發(fā)端 (TR)，是下比較器的輸入； 3 腳是輸出端 (Vo)，它有 O 和 1 兩種狀態(tài)，由輸入端所加的電平?jīng)Q定； 7 腳是放電端 (DIS)，它是內(nèi)部放電管的輸出，有懸空和接地兩種狀態(tài)，也是由輸入端的狀態(tài)決定；4 腳是復(fù)位端 (MR)，加上低電平時可使輸出為低電平； 5 腳是控制電壓端 (Vc),可用它改變上下觸發(fā)電平值； 8 腳是電源端， 1 腳是地端。 計數(shù)器電 路 該設(shè)計中設(shè)計的 8 進制計數(shù)電路和 24 進制計數(shù)電
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