数字电子技术设计--彩灯控制电路的设计与制作

彩灯控制电路的设计与制作

1  整机设计

1.1 设计要求

（1）设置外部操作开关，它具有控制彩灯亮点的右移、左移、全亮及全灭等功能；

（2）彩灯亮点移动时间间隔取1秒；

（3）彩灯的布图形状随意；

（4）让自己学号的后2位编码后点亮相应的灯，能实现循环左、右移，按键控制，同时按键控制彩灯亮灭速度。

1.1.1设计任务

两片74LS194移位寄存器构成核心部件,74LS194的S0、S1控制彩灯循环的方向,即左移右移,控制端MR可实现清零功能;一片555构成多谐振荡器输出时间脉冲;设计制作一个8路彩灯控制器。

1.1.2性能指标要求

彩灯能实现循环左移,右移,全亮,全灭等基本功能,和预置数的扩展功能。

1.2 整机实现的基本原理及框图   

1.2.1基本原理

由555构成的多谐振荡器输出时间脉冲提供给74LS194;通过1个拨码开关控制2个74LS194的清零端，实现全亮、全灭功能；通过两组4位共8个拨码开关来控制8个彩灯的预置；通过2个拨码开关来选择S1,S0的状态，分别实现彩灯的左右移动、保持和预置的功能。

1.2.2总体框图

 

2  各功能电路实现原理及电路设计

由555构成的多谐振荡器主要用来产生脉冲信号。555定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。一般用双极性工艺制作的称为555,用CMOS工艺制作的称为7555,除单定时器外,还有对应的双定时器556/7556。555定时器的电源电压范围宽，可在5~16V工作,最大负载电流可达200mA,7555可在3~18V工作,最大负载电流可达4mA，因而其输出可与TTL。CMOS或者模拟电路电平兼容。555定时器成本低，性能可靠，只需要外界几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。按一下运行键后，可看见输出端是出现高低电平交替，时间间隔是由电路中的电容和电阻决定。

电源电路采用7805集成稳压器作为稳压器件， 220V电源整流滤波后送入7805稳压，在输出端接一个10uF电容进一步滤除纹波，得到5V稳压电源，LED作为指示灯。

两片74LS194芯片来实现彩灯的左右移功能。

3  调试过程

调试：

（1）装配好后先不要上电，芯片不着急安装到芯片座，先用万用表测试电源输出是否短路。

（2）再次确认电解电容的极性是否正确，不正确上电时会炸。

（3）确认芯片不在芯片座上，快速接通电源，并断开，观察电源指示LED是否亮起。若不亮，先检查LED是否装反，再检查整流二极管是否装反，之后确认稳压芯片管脚是否正确，若均无问题，再检查导线是否有短路或断路。（建议顺序，也可自行调整）

上述操作后如果还不亮，可以上电测试变压器输出是否正确，交流6V，若不正常，断开变压器后续电路再测，如果仍不正常，说明变压器没接好或坏了。

如果变压器输出正常，再测整流输出电压是否正确，应该为8.4V左右，若不正确，断开稳压芯片的输入端后再测，若仍不正常，说明整流电路有问题，检查桥路及二极管。

如果整流输出正常，再测稳压芯片的输出电压，应该为正5V，若不正确，断开稳压芯片的输出端后再测，若仍不正常，说明稳压芯片有问题，检查管脚后，可换芯片。

如果此时正常，芯片的电源输入应该正常。

（4）待电压测试正常后，将芯片装入芯片座，上电测试功能。

4  电路测试

4.1 测试仪器与设备

万用表，5V直流电源。

4.2 功能测试

接通电源后电源指示灯正常点亮，其他8个LED灯基本能实现实验要求的全亮、全灭、左移、右移、保持、预置和改变亮灯的频率等功能，但是闪烁时间间隔有些误差。

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