多路彩燈控制器

多路彩燈控制器內(nèi)容摘要：彩燈控制器可以自動(dòng)控制多路彩燈按不同的節(jié)拍循環(huán)顯示各種燈光變換花型，可以以兩種不同的頻率分別顯示幾種不同的花型。一、 設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求：設(shè)計(jì)內(nèi)容：本課題要求設(shè)計(jì)一臺(tái)以兩種不同的頻率分別顯示幾種不同的花型的多路彩燈控制器。設(shè)計(jì)要求：彩燈控制器是以高低電平來(lái)控制彩燈的亮與滅。如果以某種節(jié)拍按一定規(guī)律改變彩燈的輸入電平值，控制才等的亮與滅，即可以按預(yù)定規(guī)律顯示一定的花型。因此彩燈控制電路需要一個(gè)能夠按一定規(guī)律輸出不同高低電平編碼信號(hào)的編碼發(fā)生器，同時(shí)還需要編碼發(fā)生器所要求的時(shí)序信號(hào)和控制信號(hào)。綜上所述，彩燈控制器應(yīng)該由定時(shí)電路、控制電路、編碼發(fā)生器電路以及驅(qū)動(dòng)電路組成。二、 電路工作原理：定時(shí)電路產(chǎn)生兩種不同的快慢節(jié)拍，用來(lái)以兩種不同頻率的節(jié)拍顯示彩燈的花型，其中振蕩器采用簡(jiǎn)單易行的555振蕩器來(lái)實(shí)現(xiàn)，555所產(chǎn)生的信號(hào)經(jīng)過(guò)兩片161級(jí)聯(lián)之后進(jìn)行分頻，其中第一次產(chǎn)生快慢節(jié)拍的分頻由D觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)。信號(hào)經(jīng)過(guò)分頻之后經(jīng)過(guò)控制電路來(lái)實(shí)現(xiàn)花型的變化，編碼發(fā)生器產(chǎn)生編碼后控制燈的亮與滅來(lái)實(shí)現(xiàn)多路彩燈的花型。該控制器共控制8路彩燈，花型要求不多，故采用移位寄存器來(lái)組成彩燈控制電路。三、 系統(tǒng)需要的元器件TOC\o"1-5"\h\z7400 1片7404 1片7408 1片7420 1片7232 1片7474 1片74139 1片74161 2片74194 2片555定時(shí)器 1片發(fā)光二極管綠色和紅色4個(gè)電容0.01uf和4.7uf各一電阻5.1K和150K各一,220歐姆1個(gè)四、選定系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，畫出系統(tǒng)框圖多路彩燈控制器系統(tǒng)框圖如下所示:定控制編碼驅(qū)彩時(shí)->電路發(fā)生 —>動(dòng)燈器器器

其中定時(shí)器由555振蕩器及少量電阻、電容構(gòu)成，產(chǎn)生的脈沖經(jīng)過(guò)D觸發(fā)器及門電路組成的快慢節(jié)拍分頻電路，產(chǎn)生在不同的時(shí)間段頻率不相同的兩種脈沖?；ㄐ涂刂齐娐酚蓛善?4LS161經(jīng)過(guò)級(jí)聯(lián)之后形成，通過(guò)161的記數(shù)功能以及其四個(gè)輸出端來(lái)進(jìn)行分頻，進(jìn)而控制彩燈的各種花型顯示變化。其分頻電路如圖所示：VCC其中各個(gè)輸出端的輸出波形如下：、—TT^LJ~LJ—LTUrLTUTL匚拒 II IJ—cn [ 經(jīng)161分頻之后得到幾組不同頻率的信號(hào)，通過(guò)139數(shù)據(jù)選擇器來(lái)對(duì)主控電路的花型進(jìn)行控制。編碼發(fā)生器產(chǎn)生8路高低電平的輸入信號(hào)，對(duì)應(yīng)控制8路彩燈的亮與滅。由于要求彩燈的變化靈活，所以編碼發(fā)生器應(yīng)該具有“清0”、“移位”等多種功能。因此可以選擇移位寄存器74LS194來(lái)實(shí)現(xiàn)。通過(guò)兩片194的級(jí)聯(lián)來(lái)實(shí)現(xiàn)8路彩燈的控制。其電路如圖所示：ll￡Li74L304D*74L3134H*IJ_T：U5AAlLglll￡Li74L304D*74L3134H*IJ_T：U5AAlLgl皿十.u..-￡1O登1Y1Y在每種花型變化的最后一拍后，通過(guò)清零電路將其清零，為下一種花型的顯示做好準(zhǔn)備，其中主控電路的清零電路如圖所示：VCC5VU3U2DT4L3160D*5VU3U2DT4L3160D*各種花型的真值表如下所示：花型I：從左至右順次漸亮，全亮后順次漸滅。節(jié)拍順序花型I000000000110000000211000000311100000411110000511111000

611111100711111110811111111901111111100011111111000111111200001111130000011114000000111500000001花型II:從左至右順次移動(dòng)，其中兩個(gè)相鄰的燈亮，且每?jī)山M為亮的燈之間有一個(gè)燈為滅。節(jié)拍順序花型II000000000110000000211000000301100000410110000511011000601101100710110110811011011901101101101011011011110110111201101101131011011014110110111501101101花型III：8個(gè)燈中有三個(gè)相鄰的燈為亮，且順次右移。節(jié)拍順序花型III000000000110000000211000000311100000401110000500111000600011100

700001110800000111910000011101100000111111000001201110000130011100014000111001500001110花型W：每?jī)蓚€(gè)相鄰的燈之中有一個(gè)為亮，一個(gè)為滅，且順次右移。節(jié)拍順序花型 W000000000110000000201000000310100000401010101510101010601010101710101010801010101910101010100101010111101010101201010101131010101014010101011510101010五、畫出完整的電路圖（見(jiàn)下頁(yè)）如圖為總電路，由如上所述的定時(shí)器、主控電路、編碼發(fā)生電路等幾個(gè)部分組成，經(jīng)過(guò)161分頻后的頻率信號(hào)通過(guò)139與主控電路相結(jié)合來(lái)控制彩燈的花型變化輸出。

vcc74LS00HF：3TTBIJ_5_ECO74LS00DlijijF—FCLKCLX?4L31t；0Ii74L304D74L3-：2nllflC4L3i：i4Ii74L3U4LilllLCAllUJi74LS52HJ_主 Li￡if-LOAD.-■■CLK主J_MLB>CLK-CLBCLK■*■74137411DISTHE74L3i.ii.iLi74LWLH555CHUllll74L308D--U'B-.■1CLF:74L31t；i：iLi■I'iLjiioli<XJ74L300DIJIOh74L3139Dvcc74LS00HF：3TTBIJ_5_ECO74LS00DlijijF—FCLKCLX?4L31t；0Ii74L304D74L3-：2nllflC4L3i：i4Ii74L3U4LilllLCAllUJi74LS52HJ_主 Li￡if-LOAD.-■■CLK主J_MLB>CLK-CLBCLK■*■74137411DISTHE74L3i.ii.iLi74LWLH555CHUllll74L308D--U'B-.■1CLF:74L31t；i：iLi■I'iLjiioli<XJ74L300DIJIOh74L3139Dline74L308D"1LB141D六、調(diào)試過(guò)程中遇到的問(wèn)題及解決方法器件問(wèn)題:實(shí)驗(yàn)所用個(gè)別儀器不靈敏或接觸不好，開(kāi)始做實(shí)驗(yàn)總以為是個(gè)別儀器有問(wèn)題，到自己手里的比率非常少，在連接電路時(shí)也不先檢查。當(dāng)完成一小模塊檢驗(yàn)時(shí)，總是通不過(guò)。甚至把整個(gè)電路翻了一翻，都無(wú)濟(jì)于事。當(dāng)然芯片壞了是比較好的，換一個(gè)就可以了。但如是模板，則整個(gè)電路就難保了，免不了從頭再來(lái)。這次實(shí)習(xí)用具主要是模板問(wèn)題，基本上是插空不通。解決這類型問(wèn)題就是在用每個(gè)儀器前，養(yǎng)成一個(gè)良好的習(xí)慣：先檢查。連接每個(gè)線路前，用萬(wàn)用表檢查是否連通。還有在檢驗(yàn)電路時(shí)或檢驗(yàn)小模塊時(shí)，待電源穩(wěn)定后再接通電源。以免造成不必要的干擾。當(dāng)接通電路后，收不到想要得結(jié)果。首先檢查電路圖，看是否設(shè)計(jì)上有邏輯問(wèn)題；若電路圖合理，則再檢查電路是否導(dǎo)通，若電路導(dǎo)通后仍得不到想要的結(jié)果；那么很有可能是芯片的接口問(wèn)題，有的教科書上講到：懸空的接口一般是高電平。555定時(shí)器不能產(chǎn)生所需脈沖。其圖形見(jiàn)限時(shí)電路，與555連接的電容，電阻必須嚴(yán)格按圖所示，由于有電容，所以電路先必須充電，然后放電。電路需一會(huì)才能穩(wěn)定下來(lái)。產(chǎn)生的脈沖起先比較混亂，但一會(huì)就會(huì)穩(wěn)定下來(lái)。一會(huì)過(guò)后還不能產(chǎn)生所需脈沖，若電路如圖所示且導(dǎo)通，多半是芯片有問(wèn)題設(shè)計(jì)問(wèn)題：（1）芯片多余。當(dāng)然不是實(shí)驗(yàn)是中的芯片多余，規(guī)劃用的芯片比實(shí)際組裝所用的多。解決此問(wèn)題的方法是：規(guī)劃時(shí)要極盡詳細(xì)，規(guī)劃好每個(gè)細(xì)節(jié)。還要清楚每個(gè)所用芯片，如7404可以對(duì)六種信號(hào)取反。合理的利用每個(gè)芯片。（2） 電路雜亂。在連接電路時(shí)不要先忙著聯(lián)電路，先將所用芯片根據(jù)組裝需要依次安好在電模板上。組裝的原則是：所用導(dǎo)線最少，避免長(zhǎng)距離拉線，整個(gè)電路板整潔，有序。（3） 損壞了數(shù)碼管和燈管。由于這些器件所能承受的電流特別小，很容易損壞。在使用時(shí)必須加電組限流。收獲：在老師悉心指導(dǎo)下，經(jīng)過(guò)本次課程設(shè)計(jì)使我進(jìn)一步鞏固課本上的知識(shí)并且提高了自己的分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，還建立了自信，讓自己的動(dòng)手實(shí)踐能力也得到了提高，為以后的工作打下了一定的基礎(chǔ)。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，還使我獲得了很多，比如在連接前還要規(guī)劃好芯片安裝位置，否則會(huì)在之后的連線中出現(xiàn)困難，這使我懂得了合理安排的重要性，還有在設(shè)計(jì)計(jì)數(shù)器時(shí)我