彩燈控制電路的設計與制作
1? 整機設計
1.1 設計要求
(1)設置外部操作開關,它具有控制彩燈亮點的右移、左移、全亮及全滅等功能;
(2)彩燈亮點移動時間間隔取1秒;
(3)彩燈的布圖形狀隨意;
(4)讓自己學號的后2位編碼后點亮相應的燈,能實現循環(huán)左、右移,按鍵控制,同時按鍵控制彩燈亮滅速度。
1.1.1設計任務
兩片74LS194移位寄存器構成核心部件,74LS194的S0、S1控制彩燈循環(huán)的方向,即左移右移,控制端MR可實現清零功能;一片555構成多諧振蕩器輸出時間脈沖;設計制作一個8路彩燈控制器。
1.1.2性能指標要求
彩燈能實現循環(huán)左移,右移,全亮,全滅等基本功能,和預置數的擴展功能。
1.2 整機實現的基本原理及框圖
1.2.1基本原理
由555構成的多諧振蕩器輸出時間脈沖提供給74LS194;通過1個撥碼開關控制2個74LS194的清零端,實現全亮、全滅功能;通過兩組4位共8個撥碼開關來控制8個彩燈的預置;通過2個撥碼開關來選擇S1,S0的狀態(tài),分別實現彩燈的左右移動、保持和預置的功能。
1.2.2總體框圖
2 ?各功能電路實現原理及電路設計
由555構成的多諧振蕩器主要用來產生脈沖信號。555定時器是一種模擬和數字功能相結合的中規(guī)模集成器件。一般用雙極性工藝制作的稱為555,用CMOS工藝制作的稱為7555,除單定時器外,還有對應的雙定時器556/7556。555定時器的電源電壓范圍寬,可在5~16V工作,最大負載電流可達200mA,7555可在3~18V工作,最大負載電流可達4mA,因而其輸出可與TTL。CMOS或者模擬電路電平兼容。555定時器成本低,性能可靠,只需要外界幾個電阻、電容,就可以實現多諧振蕩器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器及施密特觸發(fā)器等脈沖產生與變換電路。按一下運行鍵后,可看見輸出端是出現高低電平交替,時間間隔是由電路中的電容和電阻決定。
電源電路采用7805集成穩(wěn)壓器作為穩(wěn)壓器件, 220V電源整流濾波后送入7805穩(wěn)壓,在輸出端接一個10uF電容進一步濾除紋波,得到5V穩(wěn)壓電源,LED作為指示燈。
兩片74LS194芯片來實現彩燈的左右移功能。
3 ?調試過程
調試:
(1)裝配好后先不要上電,芯片不著急安裝到芯片座,先用萬用表測試電源輸出是否短路。
(2)再次確認電解電容的極性是否正確,不正確上電時會炸。
(3)確認芯片不在芯片座上,快速接通電源,并斷開,觀察電源指示LED是否亮起。若不亮,先檢查LED是否裝反,再檢查整流二極管是否裝反,之后確認穩(wěn)壓芯片管腳是否正確,若均無問題,再檢查導線是否有短路或斷路。(建議順序,也可自行調整)
上述操作后如果還不亮,可以上電測試變壓器輸出是否正確,交流6V,若不正常,斷開變壓器后續(xù)電路再測,如果仍不正常,說明變壓器沒接好或壞了。
如果變壓器輸出正常,再測整流輸出電壓是否正確,應該為8.4V左右,若不正確,斷開穩(wěn)壓芯片的輸入端后再測,若仍不正常,說明整流電路有問題,檢查橋路及二極管。
如果整流輸出正常,再測穩(wěn)壓芯片的輸出電壓,應該為正5V,若不正確,斷開穩(wěn)壓芯片的輸出端后再測,若仍不正常,說明穩(wěn)壓芯片有問題,檢查管腳后,可換芯片。
如果此時正常,芯片的電源輸入應該正常。
(4)待電壓測試正常后,將芯片裝入芯片座,上電測試功能。
4? 電路測試
4.1 測試儀器與設備
萬用表,5V直流電源。
4.2 功能測試
接通電源后電源指示燈正常點亮,其他8個LED燈基本能實現實驗要求的全亮、全滅、左移、右移、保持、預置和改變亮燈的頻率等功能,但是閃爍時間間隔有些誤差。
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